TOP-10 tajemnic natury, których nauka nie potrafi wyjaśnić

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Pomimo tego, że wiele faktów i teorii, wokół których wciąż toczą się debaty wśród ludzi, od dawna nie budzi wśród naukowców wątpliwości, nie oznacza to, że naukowe wyobrażenia o Wszechświecie można nazwać wyczerpującymi.

Dlaczego jest więcej materii niż antymaterii?

We współczesnym rozumieniu fizyki praktycznej materia i antymateria są identyczne, ale przeciwne. Kiedy się spotykają, muszą się nawzajem zniszczyć i niczego po sobie nie zostawić. A większość takiego wzajemnego zniszczenia już wydarzyła się w powstającym wszechświecie.

Niemniej jednak pozostało w nim wystarczająco dużo materii, aby stworzyć miliardy galaktyk, gwiazdy, planety i wiele więcej. Dzieje się tak za sprawą mezonów, cząstek złożonych (nieelementarnych) o krótkim okresie półtrwania, składających się z kwarków i antykwarków. Mezony B rozpadają się wolniej niż mezony anty-B, dzięki czemu przetrwa wystarczająca ilość mezonów B, aby wytworzyć całą materię we wszechświecie. Ponadto mezony B, D i K mogą wibrować i stać się antycząstkami i odwrotnie cząstkami składowymi.

Badania wykazały, że mezony z większym prawdopodobieństwem przyjmą stan normalny, chociaż może to być po prostu spowodowane tym, że jest więcej normalnych cząstek niż antycząstek.

Gdzie jest cały lit?

Wcześniej, gdy temperatura we wszechświecie była zdumiewająco wysoka, w obfitości powstawały izotopy wodoru, helu i litu.

Wodór i hel są wciąż niewiarygodnie obfite i stanowią większość masy Wszechświata, ale liczba izotopów litu-7, które możemy teraz obserwować, to tylko jedna trzecia przeszłości. Istnieje wiele różnych wyjaśnień, dlaczego tak się stało – w tym hipotezy dotyczące hipotetycznych bozonów zwanych aksjonami. Inni uważają, że lit został wchłonięty przez jądra gwiazd, czego nasze teleskopy i instrumenty nie są w stanie wykryć. W każdym razie nie ma obecnie adekwatnego wyjaśnienia, skąd wyszedł cały lit z wszechświata.

Dlaczego śpimy?

Chociaż wiemy, że procesy zachodzące w ludzkim ciele są regulowane przez zegar biologiczny, który sprawia, że śpimy i budzimy się, nie wiemy, dlaczego tak się dzieje. Sen to czas, w którym nasz organizm regeneruje tkanki i wykonuje inne procesy regeneracyjne. A około jednej trzeciej naszego życia spędzamy śpiąc.

Niektóre inne organizmy w ogóle nie potrzebują snu, więc dlaczego go potrzebujemy? Istnieje kilka różnych wersji tego, dlaczego tak się dzieje, ale żadna z nich nie stanowi pełnej odpowiedzi na to pytanie. Według jednej z teorii zwierzęta, które śpią, zdołały rozwinąć zdolność ukrywania się przed drapieżnikami, podczas gdy inne muszą być stale czujne, dlatego regenerują się i odpoczywają bez snu. Wiele badań nad snem koncentruje się obecnie na tym, dlaczego sen jest ważny i jak wpływa na sprawność umysłową.

Czym jest grawitacja?

Wiele osób wie, że grawitacja księżycowa powoduje przypływy i odpływy, grawitacja Ziemi utrzymuje nas na powierzchni naszej planety, grawitacja słoneczna zmusza samą Ziemię do utrzymywania się na orbicie. Ale jak wytłumaczyć to zjawisko?

Ta potężna siła jest tworzona przez materię, a większe obiekty mogą przyciągać mniejsze. Chociaż naukowcy dowiadują się, jak działa siła grawitacji, nie są nawet pewni, czy w ogóle istnieje. Czy grawitacja jest konsekwencją istnienia cząstek grawitacyjnych? Dlaczego w atomach jest tak dużo pustej przestrzeni - to znaczy, dlaczego jądro i elektrony znajdują się w dość dużej odległości od siebie? Dlaczego siła spajająca atomy różni się od siły grawitacji? Na te pytania nie możemy odpowiedzieć na obecnym poziomie rozwoju nauki.

– No to gdzie oni są?

Obserwowalny Wszechświat osiąga średnicę 92 miliardów lat świetlnych. Jest wypełniona miliardami galaktyk z gwiazdami i planetami, a Ziemia jest obecnie uważana za jedyną pozornie zamieszkaną planetę. Statystycznie szansa, że nasza planeta jest jedyną we Wszechświecie, na której istnieje życie, jest niezwykle mała. Więc dlaczego, do diabła, nikt jeszcze się z nami nie skontaktował?

Nazywa się to paradoksem Fermiego (od włoskiego fizyka Enrico Fermiego, twórcy pierwszego na świecie reaktora jądrowego). Zaproponowano dziesiątki wyjaśnień, dlaczego wciąż nie znamy życia pozaziemskiego, a niektóre z nich wydają się nawet prawdziwe. Możemy więc całymi dniami rozmawiać o różnych nieodebranych sygnałach, że kosmici już są wśród nas, ale nie wiemy, lub że nie mogą się z nami skontaktować. Cóż, albo jest smutniejsza opcja - Ziemia jest tak naprawdę jedyną zamieszkałą planetą.

Z czego składa się ciemna materia?

Około 80% masy całego Wszechświata to ciemna materia. To taka specyficzna rzecz, która w ogóle nie emituje światła. Chociaż pierwsze teorie dotyczące ciemnej materii pojawiły się około 60 lat temu, nadal nie ma bezpośrednich dowodów na jej istnienie.

Niektórzy naukowcy uważają, że ciemna materia składa się z hipotetycznie słabo oddziałujących masywnych cząstek - WIMP, (WIMPs, Weakly Interacting Massive Particle), które w rzeczywistości mogą być 100 razy cięższe od protonów, ale nie wchodzą w interakcje z materią barionową, pod którą nasze detektory są ostrzone … Inni uważają, że ciemna materia zawiera cząstki takie jak axion, neutralino i fotino.

Jak powstało życie?

Skąd pochodzi życie na Ziemi? Jak to się stało? Zwolennicy teorii „pierwotnej zupy” uważają, że sama żyzna ziemia tworzyła coraz bardziej złożone molekuły, w których pojawiło się pierwsze życie. Procesy te miały miejsce na dnie oceanu, w kraterach wulkanicznych, a także w glebie i pod lodem. Inne teorie przywiązują dużą wagę do światła i aktywności wulkanicznej.

Ponadto DNA jest obecnie uważane za dominującą podstawę życia na Ziemi, ale zakłada się również, że RNA mogło być jedną z pierwszych głównych form życia. Kolejne nierozwiązane pytanie naukowe - czy oprócz RNA i DNA istnieją jeszcze inne kwasy nukleinowe? Czy życie powstało tylko raz, czy też raz się zaczęło, potem zostało zniszczone, a potem pojawiło się ponownie? Niektórzy wierzą w panspermię - zgodnie z tą teorią mikroorganizmy (zarodki życia) zostały przyniesione na Ziemię przez meteoryty i komety. Nawet jeśli to prawda, to skąd wzięło się życie u źródła panspermii, nie wiadomo.

Jak działają płyty tektoniczne?

Może cię to zaskoczyć, ale teoria płyt tektonicznych, przemieszczania kontynentów i powodowania trzęsień ziemi, erupcji wulkanów, a nawet formowania gór, stała się szeroko znana nie tak dawno temu (w drugiej połowie XX wieku). Chociaż wysunięto już hipotezę, że istniał tylko jeden kontynent zamiast sześciu i półtora tysiąca lat temu, w latach sześćdziesiątych ta teoria miała niewielkie poparcie. Wtedy dominowała teoria rozprzestrzeniania się dna morskiego.

Zgodnie z tą teorią ogromne grzbiety dzielące skorupę ziemską pod każdym oceanem wyznaczają granice między płytami tektonicznymi, które stopniowo poruszają się w przeciwnych kierunkach. Gdy płyty się poruszają, stopiona masa z płaszcza unosi się, wypełniając szczelinę w skorupie ziemskiej, a następnie dno morskie powoli przesuwa się w kierunku kontynentu. Ale ta teoria została wkrótce odrzucona.

W każdym razie naukowcy nadal nie są pewni, co powoduje te przesunięcia ani jak powstały płyty tektoniczne. Istnieje wiele teorii, ale żadna z nich nie odzwierciedla w pełni wszystkich aspektów tego ruchu.

Jak migrują zwierzęta?

Wiele zwierząt i owadów migruje przez cały rok, próbując uniknąć sezonowych zmian temperatury i zaniku ważnych zasobów żywności lub w poszukiwaniu sąsiadów.

Niektórzy migrują tysiące kilometrów, więc jak odnajdują drogę powrotną rok później? Różne zwierzęta używają różnych metod nawigacji. Na przykład niektórzy są w stanie wyczuć ziemskie pole magnetyczne i mają rodzaj wewnętrznego kompasu. Tak czy inaczej, naukowcy wciąż nie rozumieją, jak rozwijają się te zdolności i dlaczego zwierzęta dokładnie wiedzą, dokąd udać się rok po roku.

Czym jest ciemna energia?

Ze wszystkich tajemnic naukowych ciemna energia jest prawdopodobnie najbardziej tajemniczą. Podczas gdy ciemna materia stanowi około 80% masy Wszechświata, ciemna energia jest hipotetyczną formą energii, która według naukowców stanowi 70% całej zawartości Wszechświata. Ciemna energia jest jedną z przyczyn ekspansji Wszechświata, choć wiąże się z nią wiele tajemnic, które nigdy nie zostały rozwiązane. Przede wszystkim, z czego właściwie składa się ciemna energia? Czy jest stały, czy są w nim jakieś wahania? Dlaczego gęstość ciemnej energii jest porównywalna z gęstością zwykłej materii? Czy możliwe jest pogodzenie danych dotyczących ciemnej energii z teorią grawitacji Einsteina, czy też teoria ta powinna zostać zrewidowana?