Наука - область человеческой деятельности, направленная на выработку и систематизацию объективных знаний о действительности.
Казалось бы, для человечества уже не осталось неразрешённых вопросов, но несмотря на новейшие открытия в разных областях науки, на многие вопросы ученые все еще пытаются найти ответы.
В нашем обзоре собраны десять, до сих пор неразгаданных, тайн науки.
Почему материи больше чем антиматерии
Согласно современному пониманию физики частиц, материя и антиматерия идентичны, но противоположны. Когда они встречаются, то полностью разрушают друг друга и при этом выделяется большое количество энергии. Большинство этих аннигиляций должно было произойти, когда Вселенная только зарождалась. Тем не менее в ней осталось достаточно материи, чтобы создать миллиарды галактик, звезд, планет и всего остального.
Больше всего обсуждений происходит вокруг В-мезонов, субатомных частиц с малым периодом полураспада, которые состоят из кварка и антикварка. Распад B-мезонов происходит медленнее, чем распад анти-B-мезонов, благодаря чему и могло появиться достаточное количество B-мезонов для формирования всего во Вселенной. Кроме того, B-, D- и K-мезоны могут колебаться и становиться античастицами и обратно составными частицами. По одной из гипотез, мезоны, по всей вероятности, принимают обычное состояние, что вполне возможно, поскольку обычных частиц все же больше, чем античастиц.
Куда делся весь литий
В начале зарождения Вселенной, когда температура была невероятно высокой, изотопы гелия, водорода и лития синтезировались в огромном количестве.
Во Вселенной и сейчас доля водорода и гелия очень высока, но изотопа лития-7 обнаружено всего около трети от уровня, предсказанного моделированием. Существует множество разных объяснений, почему это произошло, включая гипотезы с гипотетическими бозонами, известными как аксионы. Также предполагают, что они оказались в ядре звезд, которые наши текущие телескопы и инструменты не могут обнаружить. Но четкой теории почему это произошло пока не существует.
Почему мы спим
Хотя мы знаем, что ответственными за бодрствование и сон являются циркадные ритмы (биологические часы), суть этого явления нам пока не известна. Сон человека состоит из нескольких 90-минутных циклов активности мозга. Каждый из этих циклов состоит из постепенного, медленного погружения в более глубокий сон, а затем резкого перехода в фазу сновидений - так называемый быстрый или парадоксальный сон. В окончании фазы быстрого сна цикл либо завершается, и мы просыпаемся, либо начинается новый цикл. Структура мозга человека такова, что в первую половину ночи преобладает глубокий медленноволновый сон, а к утру усиливается быстрая фаза сна.
Кроме теплокровных животных (млекопитающих и птиц), ни у кого из живых существ этих форм сна нет. У хладнокровных позвоночных и беспозвоночных период сна монотонный. Однако по ряду признаков, форма сна с разными фазами очень древняя. Скорее всего, такая форма сна даёт какое-то преимущество для выживания, поскольку она закрепилась в ходе эволюции. Но в чём заключается это преимущество - до сих пор совершенно непонятно.
Что такое гравитация
Все мы знаем, что гравитация Луны вызывает приливы и отливы, гравитация Земли удерживает нас на земной поверхности, гравитация Солнца удерживает нашу планету на орбите, но насколько хорошо мы это понимаем? Гравитация влияет на то, что у больших объектов есть возможность притягивать к себе меньшие.
Но почему гравитация существует? Почему в атомах так много пустого места? Почему сила, которая удерживает вместе составные части атома, отличается от гравитации? Существуют ли частицы гравитации? На эти вопросы мы не можем ответить на современном уровне развития науки.
Одни ли мы во Вселенной
Размеры видимой нами вселенной составляют 92 миллиарда световых лет, заполненных миллиардами галактик со звездами и планетами. Но единственное доказательство жизни только здесь, на планете Земля. Вероятность того, что мы являемся единственной формой жизни во Вселенной до невозможного мала, но почему же мы до сей поры ни с кем не связались? Это называется парадоксом Ферми. Было выдвинуто множество предложений почему этого не произошло, и многие из них кажутся вполне правдоподобными.
Сценариев много, возможно мы просто не замечаем сигналы, возможно они уже давно были здесь, но мы не знаем об этом, может они не хотят с нами общаться. Или, самый разочаровывающий сценарий - Земля действительно единственная обитаемая планета во Вселенной.
Из чего состоит тёмная материя
Около 80% вещества во Вселенной состоит из темной материи. Темная материя - довольно странная вещь, поскольку она не излучает никакого света. Хотя впервые о ее существовании заговорили около 60 лет назад, до сих пор нет ни одного свидетельства, подтверждающего эту теорию.
Наиболее естественным кажется предположение, что тёмная материя состоит из обычного, барионного вещества, по каким-либо причинам слабо взаимодействующего электромагнитным образом и потому не обнаруживаемого при исследовании, к примеру, линий излучения и поглощения. Есть и другие кандидаты на роль состава темной материи - это аксионы, нейтрино и суперсимметричные частицы. Но разговор о значимых кандидатах можно вести на основании каких-то фактов, полученных на основе наблюдений, а таких фактов нет.
Откуда мы
Откуда взялась жизнь на Земле? Как это произошло? Сторонники теории "Первичного бульона" считают, что на заре своего развития наша плодородная планета сама формировала все более и более сложные молекулы, которые впоследствии и дали начало жизни. Это могло произойти в глубинах океана, под толщами льда и в кратерах вулканов. Хотя ДНК является преобладающей основой жизни на Земле сейчас, было высказано предположение, что РНК могла доминировать в первых формах жизни.
Кроме того, возникает вопрос, существовали ли другие нуклеиновые кислоты, кроме РНК или ДНК. Возникала ли жизнь лишь однажды или же она когда-то зародилась, затем была разрушена и потом снова возникла? Некоторые верят в пансермию, гипотезу, согласно которой жизнь была принесена на Землю с метеоритами или кометами в форме микробов.
Как происходит тектоника плит
Это может показаться удивительным, но теория тектоники литосферных плит, передвигающих континенты и вызывающих землетрясения, извержения вулканов и даже формирующих горы, получила широкую известность не так давно.
Хотя впервые гипотеза о том, что все континенты когда-то могли быть единым целым, была выдвинута еще в 1500 году, эта идея получила распространения только в 1960 гг., когда появилась обоснованная физическими доказательствами теория спрединга океанического дна, согласно которой блоки литосферы океанической коры раздвигаются и высвобождающееся пространство заполняется магмой, генерируемой в мантии Земли. Тайна, однако, заключается в том, что же именно вызывает движение этих плит.
Как происходит миграция животных
Многие животные и насекомые мигрируют на протяжении года, пытаясь избежать сезонной смены температуры и исчезновения жизненно необходимых ресурсов питания или в поисках пары.
Некоторые преодолевают для этого тысячи километров и потом без труда находят дорогу обратно. Разные животные используют разные способы навигации, включая и такие, которые позволяют использовать возможности магнитного поля Земли и внутреннего компаса. Однако понять весь механизм этих способностей, как животные точно знают, куда идти год за годом, ученые еще не могут.
Что такое темная энергия
Из всех неразгаданных тайн науки - темная энергия может быть самой загадочной. В то время как темная материя составляет примерно 80% массы Вселенной, темная энергия - это гипотетическая форма энергии, которая, как полагают ученые, составляет 70% всего содержимого Вселенной, и из-за этой энергии наша Вселенная продолжает ускоряться. Пока у ученых больше вопросов, чем ответов. Из чего она состоит? Постоянна ли темная энергия, или в ней могут происходить какие-либо изменения? Возможно ли согласовать данные о темной энергии с теорией гравитации Эйнштейна, или ее необходимо будет пересмотреть?
Еще в начале 20 века, ученые полагали, что они узнали все о мироустройстве. Однако это мнение было ошибочным. И даже сейчас, когда научный прогресс продвинулся далеко вперед, многое остается далеко за гранью понимания.
