Чем больше мы изучаем окружающий мир, тем больше вопросов у нас возникает. Причем вопросы эти порой настолько сложные, что найти на них ответы кажется попросту невозможным. Вот 4 величайшие научные загадки, решение которых способно изменить все.
Из чего все состоит?
Сегодня нам известно, что вещество состоит из молекул, молекулы — из атомов, атомы — из неделимых электронов, а также протонов и нейтронов, которые, в свою очередь, состоят из кварков. Различные взаимодействия между этими частицами переносят другие элементарные частицы — бозоны. Но можно ли разложить частицы, которые сегодня считаются неделимыми, на еще более мелкие составные части? Откуда мы знаем, что дошли до предела?
Есть версия, что все сущее состоит из квантовых струн — бесконечно тонких ультрамикроскопических объектов, колебания которых и создают все известные нам сегодня элементарные частицы. К сожалению, пока что проверить экспериментально эту гипотезу невозможно: ни один из современных инструментов не способен «увидеть» настолько крошечные объекты.
Существуют ли темная материя и темная энергия?
Наших знаний об устройстве мира явно недостаточно для того, чтобы мы могли объяснить все наблюдаемые во Вселенной явления. Например, нам совершенно неясно, почему галактики не распадаются на части, ведь гравитации всего вещества, из которого они состоят, не хватило бы для их удержания. Очевидно, в них есть некая «скрытая» масса, не испускающая электромагнитного излучения, а потому не видимая нам. Ученые называют ее темной материей, но обнаружить пока не могут.
Но и темной материи, если только она существует, недостаточно для объяснения всего. Так, например, мы не знаем, по какой причине Вселенная расширяется с ускорением. Возможно, виной тому темная энергия, но засечь эту загадочную силу пока никому не удалось. При этом темная энергия, если только она существует, должна занимать около 70% от общей массы Вселенной.
Почему у времени есть направление?
Стрела времени движется вперед и только вперед, но все известные нам законы физики абсолютно не учитывают направленность времени. Для них это просто неважно. То есть с таким же успехом, как упавшая чашка разбивается вдребезги, осколки могли бы вновь собираться в целый предмет. Но в реальности этого почему-то не происходит.
Есть мнение, что все дело в энтропии, которую можно упрощенно определить как увеличение хаоса во Вселенной. Поскольку, согласно второму закону термодинамики, энтропия в замкнутой системе только растет, то и время идет исключительно вперед. Есть и другая гипотеза: она гласит, что время движется вперед из-за расширения Вселенной. Тем не менее точного ответа на тот вопрос пока нет.
Что было до Большого взрыва?
По общепринятой сегодня теории Большого взрыва, около 13,7 миллиарда лет назад некая точка с бесконечной плотностью и температурой внезапно начала расширяться — так образовалась наша Вселенная. Но даже если эта теория верна, она не дает нам никакой информации о том, что было до начала расширения.
Есть мнение, что наша Вселенная возникла буквально из ничего (из «области», в которой нет ни материи, ни пространства, ни времени) благодаря квантовым флуктуациям — спонтанному возникновению и исчезновению неких виртуальных частиц.
Есть также предположение, что наша Вселенная на самом деле образовалась внутри черной дыры или появилась в результате столкновения бран (многомерных структур в М-теории), но проверить это пока невозможно.
Подписывайтесь и читайте о 5 невероятных явлениях в физике, которые никто не может объяснить!