Briti füüsik lord Kelvin ütles 1900. aastal: “Füüsikas pole midagi uut avastada. Jääb vaid teha rohkem ja täpsemaid mõõtmisi. Kuid alates 1900. aastast, kolme aastakümne vältel, töötasid teadlased välja kvantmehaanika, mis osutus üldise relatiivsusteooriaga kokkusobimatuks, mis tekitas füüsikas ühe sügavaima vastuolu.
Täna ei julge ükski teadlane väita, et meie füüsilised teadmised universumist lähevad lõpule. Vastupidi, iga uue avastusega näib, et lahendamata küsimusi on ainult rohkem. Alasti teadus tutvustab valikut füüsika suurimatest lahendamata saladustest.
Mis on tume energia?
Universum laieneb jätkuvalt kiiremini ja kiiremini, hoolimata asjaolust, et selles tegutsev peamine jõud - tõmbejõud ehk gravitatsioon - on vastu suunatud. Arvestades seda, on astrofüüsikud väitnud, et leidub mingi nähtamatu aine, mis sellele väga tõsisele raskusele vastu aitab. Nad nimetavad seda tumedaks energiaks. Üldiselt aktsepteeritud arusaama kohaselt on tume energia "kosmoloogiline konstant", ruumi enda võõrandamatu omadus, millel on "negatiivne rõhk". Mida rohkem ruumi laieneb, seda rohkem seda (ruumi) luuakse ja koos sellega ka tumedat energiat. Universumi vaadeldud kasvumäärade põhjal on teadlased jõudnud järeldusele, et tume energia peab moodustama vähemalt 70% universumi kogu sisaldusest. Kuid siiani pole selge, mis see on ja kust seda otsida.
Foto: livescience.com
Reklaamvideo:
Mis on tume aine?
Ilmselt ei ima ega eralda valgust umbes 84% universumi ainest. Tumedat ainet ei saa otseselt näha. Selle olemasolu ja omadused on fikseeritud tänu gravitatsioonilisele mõjule nähtavale ainele, kiirgusele ja Universumi struktuuri muutustele. See tume aine tungib Galaktika ääremaale ja koosneb "nõrgalt interakteeruvatest massiivsetest osakestest". Siiani pole ükski detektoritest suutnud neid osakesi tuvastada.
Foto: livescience.com
Miks on olemas aja nool? Aeg liigub edasi. Selle järelduse võib teha universumi omaduse nimega "entroopia", mida määratletakse kasvava häire tasemena. Entroopia tõusu ei saa kuidagi tagasi pöörata, kui see on juba toimunud. „Aja nool” on mõiste, mis kirjeldab aega sirgjoonena minevikust tulevikku. "Kõigis protsessides on olemas kindel suund, milles protsessid lähevad iseenesest rohkem järjestatud olekust vähem tellitud olekusse." Kuid põhiküsimus on järgmine: miks oli entroopia universumi sünni ajal madalal tasemel, kui suhteliselt väike ruum oli täidetud kolossaalse energiaga?
Foto: livescience.com
Kas on olemas paralleelseid universumeid?
Astrofüüsikalised tõendid viitavad sellele, et ruumi-aja kontinuum võib olla pigem tasane kui kõverjooneline, mis tähendab, et see jätkub lõputult. Kui jah, siis on meie universum lihtsalt üks lõpmata suur Multiverse. Füüsikute Andrei Linde ja Vitaly Vanchurini poolt 2009. aastal tehtud arvutuste kohaselt moodustati pärast Suurt Pauku kümme kuni kümnes võimsus kümnes jõud seitsmenda võimuni (10 ^ 10 ^ 10 ^ 7) universumit. Palju. Palju. Kui eksisteerivad paralleelsed universumid, kuidas saaksime siis nende olemasolu tuvastada?
Foto: livescience.com
Miks on mateeria palju rohkem kui antimaterjal?
Tegelikult pole küsimus selles, miks on rohkem ainet kui vastassuunaliselt laetud antimaterjal, vaid selles, miks midagi üldse olemas on. Mõned teadlased spekuleerivad, et pärast Suurt Pauku olid mateeria ja antimaterjal sümmeetrilised. Kui see oleks nii, siis hävitaks meie maailm koheselt - elektronid reageeriksid antielektronitega, prootonid - antiprotoonidega ja nii edasi, jättes endast järele vaid tohutu hulga "paljaid" footoneid. Kuid mingil põhjusel on oluliselt rohkem ainet kui antimaterjal, mis võimaldab meil kõigil eksisteerida. Selle jaoks pole üldiselt aktsepteeritud seletust.
Foto: livescience.com
Kuidas mõõta kvantlaine funktsioonide kokkuvarisemist?
Footonite, elektronide ja muude elementaarosakeste kummalises valdkonnas on kvantmehaanika seadus. Osakesed ei käitu nagu pisikesed pallid, nad käituvad nagu lained, mis liiguvad üle tohutute alade. Iga osakest kirjeldab lainefunktsioon, mis näitab selle võimalikku asukohta, kiirust ja muid omadusi. Tegelikult on osakese väärtuste vahemik kõigi omaduste jaoks, kuni seda katseliselt mõõdeti. Avastamise hetkel selle lainefunktsioon "variseb kokku". Kuid kuidas ja miks toimub osakeste mõõtmine reaalsuses, mille puhul tajume nende lainefunktsiooni? Mõõtmisprobleemi küsimus võib tunduda esoteeriline, kuid peame siiski jõudma lähemale mõistmisele, mis on meie reaalsus ja kas see üldse olemas on.
Foto: livescience.com
