Wetenschappers over de hele wereld werken actief aan de problemen van de astrofysica en ontdekken elke dag nieuwe gegevens over de ruimte. Sommige vragen over de fysica van het universum blijven echter nog steeds een raadsel dat moet worden opgelost. Wetenschappers werken aan tientallen ruimtefysische problemen met de modernste apparatuur. Maar op dit moment is er een lijst met 10 duistere geheimen van het universum, die wetenschappelijke geesten nog moeten ontcijferen en mogelijk het beeld van de wereld moeten veranderen.
1. Donkere materie
In de jaren dertig kwam astronoom Fritz Zwicky uit Zwitserland tijdens zijn onderzoek tot de conclusie dat de massa van een cluster van melkwegstelsels groter is dan wat erin wordt waargenomen met telescopen. Deze waarnemingen gaven aan dat er iets onzichtbaars was in de ruimte, maar met een bepaalde massa. De onbekende stof werd "donkere materie" genoemd.
Wetenschappers hebben ontdekt dat deze stof een kwart van alle materie in het universum is. Tot nu toe werken onderzoekers aan het fixeren van de interactie van deeltjes van "nabije materie". Het meest ongelooflijke is om dit fenomeen in het laboratorium te zien. Dergelijke experimenten worden uitgevoerd in een diepe mijn, omdat het nodig is om de interferentie door kosmische straling te verminderen.
"Donkere materie" heeft zo'n eigenschap als wederzijdse vernietiging, resulterend in de vorming van gammastraling en het vrijkomen van paren antideeltjes en "normale" deeltjes. Astrofysici proberen met behulp van ruimte- en aardse apparaten gammasignalen te detecteren, die sporen zijn van donkere materie.
Promotie video:
2. Stadium van inflatie van het heelal
Volgens de standaardhypothese begon het universum met inflatie. Toen het werd opgericht, begon het met hoge snelheid uit te breiden, omdat het werd beïnvloed door een bepaald fysiek veld. Maar sommige astrofysici hebben geconcludeerd dat een dergelijk stadium niet bestond. Volgens hun theorie breidde het universum zich in dezelfde mate uit als nu.
3. Donkere energie
Wetenschappers hebben ontdekt dat de versnelde uitdijing van het heelal wordt geassocieerd met "donkere energie", die ongeveer 70% van de dichtheid van deze stof uitmaakt. Tegelijkertijd kunnen natuurkundigen geen duidelijke definitie geven van wat het is en welke eigenschappen deze energie heeft.
De enige manier om "donkere energie" te bestuderen, is door de details te bestuderen van de evolutie van het heelal in verschillende tijdperken van zijn bestaan. Volgens één theorie werd inflatie gevolgd door een periode van langzame expansie die ongeveer 5-7 miljard jaar duurde. Vertraging werd gevolgd door versnelling, die vandaag kan worden waargenomen. De wetten die de werking van "donkere energie" regelen, blijven een open vraag.
4. De aard van zwarte gaten
De meeste wetenschappers zijn het erover eens dat er zwarte gaten bestaan. Hun aanwezigheid in het universum wordt echter alleen bevestigd door indirecte experimenten, omdat het onmogelijk is om ze te observeren. Feit is dat zwarte gaten geen oppervlak hebben in de zin van het woord dat we gewend zijn. De beperking van hun grenzen wordt de gebeurtenishorizon genoemd, en wat daarbuiten valt, is onbekend. Noch straling, noch materie kan ontsnappen vanuit de binnenkant van het zwarte gat. Astrofysici werken eraan om het bestaan van deze horizon te bewijzen.
5. Eigenschappen van de eerste sterren en sterrenstelsels
De wetenschap weet wat er 300 duizend jaar na de oerknal is gebeurd, maar de geschiedenis van het heelal is ongelijk bestudeerd. Honderden miljoenen jaren na deze gebeurtenis groeien sterrenstelsels geleidelijk, maar welke processen hieraan voorafgingen, is volkomen onbegrijpelijk.
Wetenschappers zullen te maken krijgen met de geboorte van de eerste sterren, waarna ze het geheim van de vorming van superzware zwarte gaten kunnen onthullen.
6. Waar komt ultrahoge kosmische straling vandaan?
De natuur heeft bepaalde mechanismen waarmee je deeltjes tot hoge energieën kunt versnellen. Elk jaar vliegt een deeltje met een energie die honderd miljoen keer groter is dan de energie van deeltjes in de Large Hadron Collider van de ruimte naar de aarde, naar een gebied dat lijkt op een grote stad.
Wetenschappers hebben kunnen bewijzen dat deze deeltjes afkomstig zijn uit gebieden van het heelal die buiten onze melkweg liggen. Op dit moment weet de wetenschap niet welke objecten hun bronnen zijn, maar het is mogelijk dat dit actieve galactische kernen zijn.
7. Wat zit er in neutronensterren?
Binnen neutronensterren bevindt zich de dichtste materie in het universum. Dankzij de zwaartekracht trekt de stellaire kern na een supernova-explosie samen tot het een bal wordt met een diameter van 20 kilometer en de massa van de zon. De dichtheid van dit object is gelijk aan de dichtheid van de atoomkern.
Wetenschappers in het laboratorium kunnen deze toestand niet bereiken. Het was mogelijk om vast te stellen dat de bal bestaat in de vorm van neutronen, die kunnen "overleven" bij een dergelijke temperatuur en dichtheid. Daarom werden deze sterren neutronensterren genoemd.
8. Hoe exploderen supernovae?
De kernen van grote sterren beginnen snel samen te trekken nadat ze de reserves aan thermonucleaire brandstof hebben uitgeput. Het bestaan van sterren, die ongeveer 10 keer zwaarder zijn dan de zon, eindigt in een explosie. Daarna verliezen de perifere regio's hun verbinding met het centrum en gaan ze ervan weg. Daarbij komt een enorme energie vrij, die doet denken aan een kolossale flits. Astrofysici noemen dit fenomeen een supernova en willen het werkingsmechanisme van deze ramp in meer detail begrijpen.
9. "Pioneer-anomalie"
Alvorens satellieten te lanceren, berekenen wetenschappers grondig de trajecten en snelheden van objecten, rekening houdend met de zwaartekrachtseffecten en de eigenaardigheden van de ruimte. Sommige satellieten gedragen zich echter nogal vreemd. Het Amerikaanse ruimtevaartuig Pioneer 11 en Pioneer 10, dat buiten het zonnestelsel vloog, vertraagt bijvoorbeeld meer dan wetenschappers hadden berekend. Onder astrofysici zijn er al jaren geschillen over dit fenomeen. Sommige onderzoekers zijn ervan overtuigd dat ze geen rekening hebben gehouden met de warmtestraling van de satelliet zelf.
10. Hoeveel aardse planeten zijn er?
Astrofysici hebben een lange weg afgelegd bij het bestuderen van exoplaneten in een baan om andere sterren. In de nabije toekomst zullen wetenschappers zich concentreren op het vinden van terrestrische planeten met een zuurstofatmosfeer en vloeibaar water.
Irina Dobrova
