Teadlased üle kogu maailma tegelevad aktiivselt astrofüüsika probleemidega, avastades iga päev uusi andmeid kosmose kohta. Mõned Universumi füüsika küsimused jäävad siiski mõistatuseks, mida tuleb lahendada. Teadlased tegelevad tipptehnoloogia abil kümnete kosmosefüüsika probleemidega. Kuid praegu on nimekiri 10-st Universumi tumedast saladusest, mille teadlased peavad veel lahti mõtestama ja võimalusel ka maailmapilti muutma.
1. Tume aine
Eelmise sajandi 30-ndatel aastatel jõudis Šveitsist pärit astronoom Fritz Zwicky oma uurimistöö käigus järeldusele, et galaktikaparve mass on suurem kui neis teleskoopidega täheldatav. Need tähelepanekud näitasid, et kosmoses oli midagi nähtamatut, kuid teatud massiga. Tundmatut ainet nimetati "tumeaineks".
Teadlased on leidnud, et see aine moodustab veerandi kogu universumi ainest. Seni töötavad teadlased "lähedase aine" osakeste vastastikmõju fikseerimise nimel. Kõige uskumatum on seda nähtust laboris tabada. Selliseid katseid tehakse sügavas kaevanduses, kuna see on vajalik kosmiliste kiirte häirete vähendamiseks.
"Pimedal ainel" on selline omadus nagu vastastikune hävitamine, mille tulemuseks on gammakiirguse moodustumine ning antiosakeste ja "normaalsete" osakeste paaride vabanemine. Astrofüüsikud üritavad kosmose- ja maapealseid seadmeid kasutades tabada gammasignaale, mis on tumeaine jäljed.
Reklaamvideo:
2. Universumi inflatsiooni etapp
Standardhüpoteesi kohaselt sai universum alguse inflatsioonist. Asutamise ajal hakkas see suure kiirusega laienema, kuna seda mõjutas teatud füüsiline väli. Kuid mõned astrofüüsikud on jõudnud järeldusele, et sellist etappi ei olnud. Nende teooria kohaselt laienes universum praegusega samas tempos.
3. Tume energia
Teadlased on leidnud, et Universumi kiirenenud laienemine on seotud "tumeda energiaga", mis moodustab umbes 70% selle aine tihedusest. Samal ajal ei oska füüsikud anda selget määratlust, mis see on ja millised omadused sellel energial on.
Ainus viis "tumeda energia" uurimiseks on uurida Universumi evolutsiooni üksikasju selle erinevatel epohhidel. Ühe teooria kohaselt järgnes inflatsioonile aeglase ekspansiooni periood, mis kestis umbes 5–7 miljardit aastat. Aeglustusele järgnes kiirendus, mida on täna täheldada. "Tume energia" tegevust reguleerivad seadused jäävad lahtiseks küsimuseks.
4. Mustade aukude olemus
Enamik teadlasi nõustub, et mustad augud on olemas. Kuid nende olemasolu Universumis kinnitavad ainult kaudsed katsed, kuna neid on võimatu jälgida. Fakt on see, et mustadel aukudel pole pinda selle sõna tähenduses, milles me oleme harjunud. Nende piiride piiramist nimetatakse sündmuste horisondiks ja see, mis on sellest väljaspool, pole teada. Kiirgus ega aine ei pääse musta augu seest välja. Astrofüüsikud tegelevad selle horisondi olemasolu tõestamisega.
5. Esimeste tähtede ja galaktikate omadused
Teadus teab, mis juhtus 300 tuhat aastat pärast Suurt Pauku, kuid Universumi ajalugu on uuritud ebaühtlaselt. Sajad miljonid aastad pärast seda sündmust kasvavad galaktikad järk-järgult, kuid millised protsessid sellele eelnesid, on täiesti arusaamatu.
Teadlased peavad tegelema esimeste tähtede sündimise küsimustega, misjärel nad saavad paljastada ülimassiivsete mustade aukude tekke saladuse.
6. Kust tulevad ülikõrge energiaga kosmilised kiired?
Loodusel on teatud mehhanismid, mille abil saate osakesi kiirendada kõrgete energiateni. Igal aastal lendab osake, mille energia on sada miljonit korda suurem kui suures hadroni põrkes olevate osakeste energia, kosmosest Maale, suurele linnale sarnanevale alale.
Teadlastel on õnnestunud tõestada, et need osakesed saabuvad Universumi piirkondadest, mis asuvad väljaspool meie galaktikat. Praegu ei tea teadus, millised objektid on nende allikad, kuid on võimalik, et tegemist on aktiivsete galaktiliste tuumadega.
7. Mis on neutronitähtede sees?
Neutronitähtede sees on universumi kõige tihedam aine. Tänu raskusjõule tõmbub tähesüdamik pärast supernoova plahvatust kokku, kuni sellest saab pall, mille läbimõõt on 20 kilomeetrit ja Päikese mass. Selle objekti tihedus on võrdne aatomituuma tihedusega.
Laboratoorsetes tingimustes asuvad teadlased ei suuda sellist aine seisundit saavutada. Oli võimalik tuvastada, et pall eksisteerib neutronite kujul, mis suudavad sellisel temperatuuril ja tihedusel "ellu jääda". Sellepärast nimetati neid tähti neutronitähtedeks.
8. Kuidas supernoovad plahvatavad?
Suurte tähtede südamikud hakkavad pärast termotuumakütuse varude ammendumist kiiresti kokku tõmbuma. Päikesest umbes 10 korda raskemate tähtede olemasolu lõpeb plahvatusega. Pärast seda kaotavad äärealad oma ühenduse keskusega ja eemalduvad sellest. Selle käigus vabaneb tohutu energia, mis meenutab kolossaalset sähvatust. Astrofüüsikud nimetavad seda nähtust supernoovaks ja tahavad selle kataklüsmi toimemehhanismi üksikasjalikumalt mõista.
9. "Pioneeride anomaalia"
Enne satelliitide laskmist arvutavad teadlased põhjalikult objektide trajektoorid ja kiirused, võttes arvesse gravitatsiooniefekte ja maailmaruumi veidrusi. Mõni satelliit käitub siiski üsna kummaliselt. Näiteks Ameerika kosmoseaparaadid Pioneer 11 ja Pioneer 10, mis lendasid väljaspool Päikesesüsteemi, aeglustavad kiiremini, kui teadlased arvutasid. Vaidlused selle nähtuse üle on astrofüüsikute seas kestnud juba aastaid. Mõned teadlased on veendunud, et nad ei arvestanud satelliidi enda soojuskiirgust.
10. Mitu maapealset planeeti on?
Astrofüüsikud on teiste tähtede ümber tiirlevate eksoplaneetide uurimisel palju ära teinud. Lähitulevikus keskenduvad teadlased hapniku atmosfääri ja vedela veega maaplaneetide leidmisele.
Irina Dobrova
