De kosmos is nog onbekend, en hoe meer we ons onderdompelen in zijn geheimen, hoe meer vragen we krijgen. Laten we eens kijken naar zeven belangrijke mysteries van de ruimte waarmee de wetenschap te maken heeft gehad.
De oorsprong van het universum
Dit is een raadsel van raadsels, waarover de mensheid lange tijd zal worstelen. Een van de allereerste wetenschappelijke hypothesen - de theorie van de "Big Bang" die door de Sovjetgeofysicus A. A. Fridman in 1922 naar voren is gebracht en tegenwoordig het meest populair is bij het verklaren van de oorsprong van het universum.
Volgens de hypothese was in het begin alle materie samengeperst tot één punt, dat een homogeen medium is met een extreem hoge energiedichtheid. Zodra het kritieke compressieniveau was overwonnen, vond de oerknal plaats, waarna het universum zijn constante expansie begon.
Maar wetenschappers zijn geïnteresseerd in wat er gebeurde vóór de oerknal? Volgens een van de hypothesen - niets, volgens de andere - alles. De oerknal is gewoon een nieuwe fase in een eindeloze cyclus van ruimteuitbreiding en samentrekking.
De oerknaltheorie kent echter ook kwetsbaarheden. Volgens sommige natuurkundigen zou de uitbreiding van het heelal na de oerknal gepaard gaan met een chaotische verdeling van materie, maar integendeel, het zou worden geordend.
Promotie video:
De grenzen van het universum
Het universum groeit voortdurend, en dit is een vaststaand feit. In 1924 ontdekte de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble vage nevels met behulp van een 100-inch telescoop. Dit waren dezelfde sterrenstelsels als de onze. Een paar jaar later bewees hij dat sterrenstelsels van elkaar af bewegen volgens een bepaald patroon: hoe verder een sterrenstelsel is, hoe sneller het beweegt.
Met behulp van krachtige moderne telescopen brengen astronomen die zich in de diepten van het heelal storten ons tegelijkertijd naar het verleden - naar het tijdperk van de vorming van sterrenstelsels.
Astronomen hebben de leeftijd berekend op basis van het licht dat uit de verre uithoeken van het heelal komt - ongeveer 13,7 miljard jaar. De grootte van ons Melkwegstelsel werd ook bepaald - ongeveer 100 duizend lichtjaar en de diameter van het hele universum - 156 miljard lichtjaar.
De Amerikaanse astrofysicus Neil Cornish vestigt echter de aandacht op één paradox: als de beweging van sterrenstelsels uniform blijft versnellen, zal hun snelheid na verloop van tijd de lichtsnelheid overschrijden. Naar zijn mening zal het in de toekomst niet meer mogelijk zijn om “zoveel sterrenstelsels te zien”, omdat het superluminale signaal onmogelijk is.
En wat valt er buiten de aangewezen grenzen van het universum? Er is nog geen antwoord op deze vraag.
Zwarte gaten
Ondanks het feit dat het bestaan van zwarte gaten al vóór de creatie van Einsteins relativiteitstheorie bekend was, is relatief recent bewijs voor hun aanwezigheid in de ruimte verkregen.
Het zwarte gat zelf is niet te zien, maar astrofysici hebben aandacht besteed aan de beweging van interstellair gas in het centrum van elk van de sterrenstelsels, inclusief de onze. De eigenaardigheden van het gedrag van materie deden wetenschappers begrijpen dat het object dat het aantrekt een "monsterlijke" zwaartekracht heeft.
De kracht van het zwarte gat is zo groot dat de ruimte-tijd eromheen simpelweg instort. Elk object, inclusief licht, dat voorbij de zogenaamde "waarnemingshorizon" valt, wordt voor altijd in een zwart gat getrokken. Volgens wetenschappers bevindt zich in het centrum van de Melkweg een van de meest massieve zwarte gaten - miljoenen keren zwaarder dan onze zon.
De Britse natuurkundige Stephen Hawking suggereerde dat er ook ultrakleine zwarte gaten in het heelal zijn, die kunnen worden vergeleken met de massa van een berg, gecomprimeerd tot de grootte van een proton. Misschien zal de studie van dit fenomeen toegankelijk zijn voor de wetenschap.
Supernova
Wanneer een ster sterft, verlicht hij de ruimte met de helderste flits, die de kracht van de melkweg kan overtreffen. Dit is een supernova. Ondanks het feit dat, volgens astronomen, supernovae regelmatig verschijnen, beschikt de wetenschap alleen over volledige gegevens over de uitbarstingen die in 1572 zijn opgetekend door Tycho Brahe en in 1604 door Johannes Kepler.
Volgens wetenschappers is de duur van de maximale helderheid van de supernova ongeveer 2 aardse dagen, maar de gevolgen van de explosie worden na duizenden jaren waargenomen. Er wordt dus aangenomen dat een van de meest verbazingwekkende bezienswaardigheden in het heelal - de Krabnevel - de creatie van een supernova is.
De theorie van supernovae is nog verre van compleet, maar zelfs nu beweert de wetenschap dat dit fenomeen zowel tijdens gravitationele instorting als tijdens een thermonucleaire explosie kan optreden. Sommige astronomen veronderstellen dat de chemische samenstelling van supernovae de bouwsteen is van sterrenstelsels.
Ruimte tijd
Tijd is een relatieve hoeveelheid. Einstein geloofde dat als een van de tweelingbroers met de snelheid van het licht de ruimte in zou worden gestuurd, hij bij zijn terugkeer veel jonger zou zijn dan zijn broer die op aarde bleef. De "tweelingparadox" wordt verklaard door de theorie dat hoe sneller een persoon in de ruimte beweegt, hoe langzamer zijn tijd verloopt.
Er is echter nog een andere theorie: hoe sterker de zwaartekracht, hoe langer de tijd vertraagt. Volgens haar zal de tijd op het aardoppervlak langzamer stromen dan in een baan om de aarde. Deze theorie wordt ook bevestigd door de klok die op het GPS-ruimtevaartuig is geïnstalleerd en die gemiddeld 38700 ns / dag voorloopt op de tijd van de aarde.
De onderzoekers zeggen echter dat astronauten gedurende zes maanden in een baan om de aarde ongeveer 0,007 seconden winnen. Het hangt allemaal af van de snelheid van het ruimtevaartuig. Om de relativiteitstheorie in de praktijk te testen, sturen NASA-specialisten in maart 2015 de Amerikaanse astronaut Scott Kelly op een eenjarige expeditie naar het ISS, terwijl zijn tweelingbroer Mark op aarde blijft.
Kuipergordel
De asteroïdengordel (Kuipergordel) die aan het einde van de 20e eeuw buiten de baan van Neptunus werd ontdekt, heeft het gebruikelijke beeld van het zonnestelsel veranderd. In het bijzonder bepaalde hij het lot van Pluto, die migreerde van de familie van planeten naar het cohort van planetoïden.
Een deel van de gassen die tijdens de vorming van het zonnestelsel in het meest afgelegen en koudste gebied waren opgesloten, veranderde in ijs en vormde veel planetoïden. Nu zijn het er meer dan 10.000. Het is interessant dat onlangs een nieuw object werd ontdekt: de planetoïde UB313, die groter is dan Pluto. Sommige astronomen voorspellen de vondst al op de plaats van de verdwijnende 9e planeet.
Kuipergordel op een afstand van 47 AU. Dat wil zeggen, vanaf de zon lijkt het erop dat het de definitieve grenzen voor objecten in het zonnestelsel heeft geschetst, maar wetenschappers blijven steeds meer nieuwe, veel verder weg gelegen en mysterieuze planetoïden vinden. In het bijzonder hebben astrofysici gesuggereerd dat een aantal objecten uit de Kuipergordel "niets te maken hebben met het zonnestelsel en materie bevatten van een ons vreemd systeem".
Bewoonde werelden
Volgens Stephen Hawking zijn de natuurwetten van het heelal overal hetzelfde, daarom moeten de levenswetten ook universeel zijn. De wetenschapper erkent de mogelijkheid van het bestaan van leven zoals het aardse en in andere sterrenstelsels.
Een relatief jonge wetenschap, astrobiologie, houdt zich bezig met het beoordelen van de levensvatbaarheid van planeten op basis van hun gelijkenis met de aarde. Hoewel de belangrijkste inspanningen van astrobiologen gericht zijn op de planeten van het zonnestelsel, zijn de resultaten van hun studies niet geruststellend voor degenen die hopen organisch leven in de buurt van de aarde te vinden. Wetenschappers beweren in het bijzonder dat er geen leven op Mars is en dat ook niet zou kunnen, aangezien de zwaartekracht van de planeet te klein is om een voldoende dichte atmosfeer te bevatten. Bovendien koelen de ingewanden van planeten zoals Mars snel af, wat leidt tot het stopzetten van de geologische activiteit die organisch leven ondersteunt.
De enige hoop van wetenschappers zijn exoplaneten van andere stellaire systemen, waar de omstandigheden vergelijkbaar kunnen zijn met die op aarde. Voor deze doeleinden werd in 2009 het Kepler-ruimtevaartuig gelanceerd, dat gedurende een aantal jaren van operatie meer dan 1000 kandidaten voor bewoonbare planeten ontdekte. De grootte van 68 planeten bleek hetzelfde te zijn als die van de aarde, maar op hun dichtstbijzijnde minstens 500 lichtjaar. De zoektocht naar leven in zulke verre werelden is dus geen vraag die in de nabije toekomst ligt.
