Каждый год на всей нашей планете, в нашей солнечной системе и даже дальше, в глубоких космических пустотах, совершаются удивительные открытия . Эти открытия продвигают наше понимание реальности, в которой мы живем, часто бросая вызов предыдущим представлениям об универсальных физических законах.
Когда открытие выходит за рамки нашего понимания - иногда из-за отсутствия контекста - оно часто ставит в тупик самых умных экспертов. Вот 10 загадок, которые сбивают с толку современных ученых.
10 - Болезнь кожи жирафа
Начиная с 1990-х годов, жирафы в неволе и в дикой природе поражают невероятные случаи кожных заболеваний . Это широко распространенное заболевание в Африке к югу от Сахары.
Специалисты не могут определить, является ли эта загадочная болезнь результатом сочетания болезней или имеет место влияние окружающей среды. Научное сообщество до сих пор не знает, как распространяется эта болезнь, может ли она передаваться другим видам животных или есть ли лекарство.
В настоящее время Фред Беркович, директор организации Save The Giraffes, советует, чтобы это кожное заболевание не играло большую роль в усилиях по сохранению жирафов из-за отсутствия информации о том, как это заболевание влияет на размножение и подвижность животных. Лучшее понимание влияния этой болезни на популяцию жирафов может значительно активизировать усилия по сохранению в будущем.
9 - Аллея торнадо, летящая на восток
В районах к востоку от реки Миссисипи за последние несколько десятилетий наблюдалось усиление торнадовой активности. Между тем, в штатах в районе, широко известном как Аллея торнадо , наблюдается значительный спад.
Хотя в штатах, таких как Оклахома, Колорадо и Техас, по-прежнему наблюдается наибольшее количество торнадо каждый год, с конца 1970-х их общее число уменьшилось. Наибольший спад произошел в центральном и восточном Техасе.
Это изменение атмосферной активности заставило ученых поверить, что Аллея торнадо смещается на восток, и они не знают почему. Области, где о торнадо часто не сообщалось до наступления цифровой эры, на удивление являются теми же регионами, в которых наблюдается наибольшее снижение активности торнадо.
Виктор Дженсини из Университета Северного Иллинойса считает, что сдвиг в Аллее Торнадо можно объяснить высыханием Великих равнин. Торнадо образуются вдоль сухой линии, где сухой воздух с запада встречается с влажным воздухом из Мексиканского залива, смесь, которая вызывает сильные грозы. По мере того как сухая линия смещается на восток, торнадо тоже.
Однако неизвестно, вызван ли сдвиг нашим воздействием на окружающую среду или влиянием природы .
8 - Таинственные сейсмические волны
Сейсмические волны были зафиксированы станциями мониторинга по всему миру 11 ноября 2018 года, что заставило ученых задуматься о том, что вызвало это невиданное ранее событие. Им удалось отследить первоначальное местоположение до Майотты, французского острова, расположенного между континентальной Африкой и Мадагаскаром.
В течение прошлого года этот регион пострадал от землетрясений, и к этому событию их число снизилось. Однако 11 ноября не было зарегистрировано ни одного землетрясения, особенно ничего, способного дать сейсмический сигнал. Странный сигнал был описан как лучше представляющий всплеск энергии, чем землетрясение.
Сейсмические волны длились около 20 минут и прошли тысячи километров по земному шару. Они отключили датчики землетрясений, хотя, как ни странно, никто на земле их не почувствовал.
Поскольку сигнал был настолько необычным, его происхождение трудно определить. Джон Ристау, сейсмолог из GeoNet, сравнил сигнал Майотты с сигналом землетрясения силой 6,3 балла в Северной Атлантике. Хотя оба сигнала были видны, они сильно различались по внешнему виду.
Как объяснил Ристау: «Вы можете видеть, что амплитуда сигнала [Майотты] меняется со временем; однако частота или период сигнала практически одинаковы в течение всего времени. Это подразумевает, что источник генерирует сигнал на одной постоянной частоте, но сила сигнала варьируется ».
Как правило, землетрясение имеет широкий диапазон частот и периодов, в которых оно производит энергию.
Энтони Ломакс, независимый сейсмолог, предположил, что активность, вероятно, была вызвана подводным вулканом к северу от Майотты. Другая возможность - это медленное непризнанное землетрясение, начавшееся с этого события.
7 - Антарктические частицы, разрушающие физику
Физики наблюдали выброс частиц высокой энергии в космос изо льда в Антарктиде , и они понятия не имеют, почему и как это произошло. Они считают, что это должен быть какой-то космический луч.
Совокупность частиц, составляющая Стандартную модель физики элементарных частиц, не должна перемещаться таким образом. Но именно это и наблюдала антарктическая импульсная переходная антенна НАСА (ANITA) в марте 2016 года.
Известно, что частицы с низкой энергией могут путешествовать по Земле на многие мили, не подвергаясь воздействию. Но частицы высоких энергий действуют по-другому, потому что их большое поперечное сечение делает вероятным, что эти частицы столкнутся с чем-то, когда войдут на Землю. В результате они не разобрались.
Большинство ученых предполагают, что ANITA захватила совершенно новый тип частиц. Некоторые теории включают атипичное распределение темной материи внутри Земли или тип стерильного нейтрино, который редко сталкивается с материей.
Согласно исследователям из Пенсильванского университета, которые объединили данные ANITA и IceCube, другой нейтринной обсерватории в Антарктиде, частицы, вылетающие изо льда в космос, имеют менее 1 из 3,5 миллионов шансов быть частью Стандартной модели частиц. физика.
6 - Стойкие серебристые облака
Мезосфера, та часть атмосферы, которая почти касается космоса , очень холодная и сухая. Летом кристаллы льда размером с частицы сигаретного дыма образуются вокруг пыли, возможно, от метеороидов в условиях -125 градусов по Цельсию (-193 ° F). Когда это происходит, вскоре после захода солнца создается синий светящийся дисплей из тонких облаков, называемый серебристыми облаками.
Впервые эти удивительные облака были замечены примерно через два года после извержения Кракатау в 1880-х годах. Однако в 2006 году ученые смогли ответить на вопросы об их природе и образовании.
Недавно возникла новая загадка, связанная с устойчивостью серебристых облаков в течение летнего сезона 2018 года. Они наблюдаются каждый год и следовали ожидаемому распорядку: начало формирования в мае, усиление в июне и исчезновение к концу июля. Для наблюдателей за небом в северном полушарии было шоком увидеть, как эти впечатляющие ночные огни усиливаются в июле и сохраняются на протяжении всего августа.
Используя данные спутникового микроволнового зонда НАСА, исследователи из Университета Колорадо поняли, что увеличение влажности является причиной длительного воздействия серебристых облаков. Мы не знаем, почему происходит увеличение влажности.
Однако некоторые теории уже существуют. Один из них связан с ранним входом в солнечный минимум (первоначально ожидавшийся в 2020 году), который может быть связан с самыми холодными и влажными годами в мезосфере. Другое возможное объяснение - действие планетарных волн в южном полушарии, которое вызывает больше влаги в северной атмосфере, чем можно было бы ожидать.
5 - Загадочный шестиугольный вихрь Сатурна
Анализируя данные миссии Кассини-Гюйгенс, которая достигла Сатурна в 2004 году и завершилась в 2017 году, исследователи наблюдали странный гексагональный вихрь, формирующийся на северном полюсе Сатурна, когда северное полушарие вступило в летнее время. Этот вихрь возвышался на сотни километров над облаками в стратосфере.
В 1980-х годах космический корабль НАСА «Вояджер» обнаружил гексагональный вихрь намного ниже в атмосфере планеты, но они были удивлены открытием Кассини-Гюйгенса. Ли Флетчер из Университета Лестера объяснил:
Хотя мы ожидали увидеть какой-то вихрь на северном полюсе Сатурна, когда он стал теплее, его форма действительно удивительна. Либо шестиугольник возник самопроизвольно и одинаково на двух разных высотах, один ниже в облаках, а другой в стратосфере, либо шестиугольник на самом деле представляет собой возвышающуюся структуру, охватывающую вертикальный диапазон в несколько сотен километров.
Процесс, называемый затуханием, является одним из способов распространения волновой информации в стратосферу, хотя ее сила уменьшается с высотой. Однако, согласно нашему пониманию атмосферных наук, гексагональный вихрь не должен проходить мимо облаков на меньшей высоте, поскольку направление ветра меняется с увеличением высоты.
Раскрытие этой геометрической загадки поможет ученым понять транспортировку энергии вокруг планет путем понимания того, как на более высокие уровни атмосферы влияет среда на более низких высотах.
Композитный инфракрасный спектрометр (CIRS), использованный в миссии Кассини-Гюйгенс, также показал, что полюса Сатурна демонстрируют удивительно разное поведение. Южный полюс демонстрирует значительно более зрелый круговой вихрь в течение южного лета. Это может указывать на то, что северный вихрь Сатурна будет продолжать развиваться. С другой стороны, у Сатурна могут быть асимметричные полюса, которые еще предстоит понять.
4 - Пропавшая темная материя
Группа ученых под руководством Питера Ван Доккума обнаружила галактику под названием NGC1052-DF2, в которой, похоже, отсутствует темная материя . Это заставляет астрономов ломать голову, потому что отсутствие темной материи в этой галактике подтвердило бы ее существование, а также породило бы сомнения в нашем нынешнем понимании того, как создана галактика.
Наше современное понимание таково, что галактики созданы из ореола темной материи. Без темной материи галактика не могла бы образоваться.
Команда смогла ближе познакомиться и определить массу NGC1052-DF2, находящегося на расстоянии 65 миллионов световых лет, отслеживая 10 встроенных звездных скоплений с помощью телеобъектива Dragonfly Telephoto Array. Они обнаружили, что масса NGC1052-DF2 почти равна общей массе, ожидаемой от звезд (видимого вещества) внутри него. Кроме того, масса NGC1052-DF2 составляет всего 0,5 процента от массы нашей галактики Млечный Путь.
Некоторые предположили, что темная материя может не существовать и что нам нужно изменить наше понимание гравитации. Однако в альтернативных теориях гравитации все еще есть нечто, имитирующее темную материю в галактических масштабах. Фактически, он всегда должен быть там.
Итак, Ван Доккум утверждает, что если к одной галактике применим альтернативный закон гравитации, то этот закон должен одинаково влиять на все галактики. В результате каждая галактика должна выглядеть так, как будто в ней есть темная материя (даже если это не так), потому что фактор имитации всегда будет присутствовать.
Это подводит нас к парадоксальному выводу Ван Доккума. Если все галактики должны выглядеть так, как будто у них есть темная материя (даже если это действительно что-то еще), то неспособность обнаружить темную материю в галактике NGC1052-DF2 доказывает, что темная материя реальна. Ученые до сих пор активно обсуждают этот вопрос.
3 - Мигающий свет глубокого космоса
Когда астрономы исследовали глубины космоса, чтобы определить, что составляет 80 процентов Вселенной, которые мы не видим, они наткнулись на нечто неожиданное. Миика Пурсиайнен и его команда наблюдали 72 интенсивных вспышки света из Международной обсерватории Серро Тололо в Чили.
Размеры горячих вспышек света составили от 300 миллионов километров (186 миллионов миль) до 15 миллиардов километров (9 миллиардов миль) в поперечнике. У них также была яркость, которую можно было бы ожидать от сверхновой , хотя у них не было такой продолжительности.
Согласно одной из теорий, это событие произошло из-за осложнений в развитии сверхновой звезды II типа. Сверхновая типа II возникает, когда звезда сдувает свою внешнюю газовую оболочку после того, как скопление тяжелых элементов в ядре звезды заставляет ее коллапсировать в себя.
Это осложнение в настоящее время исследуется Австралийским национальным университетом. Это явление было названо быстро развивающимся световым переходным процессом (FELT), который возникает, когда у звезды появляются пузырьки газа на ранних стадиях коллапса. Когда звезда становится сверхновой, эти пузырьки газа взрываются из-за эффекта перегрева. Это все еще рабочая теория, и только время даст нам окончательные ответы.
2 - Странный инфракрасный свет, излучаемый пульсаром
RX J0806.4-4123 - один из «Великолепной семерки», группы рентгеновских пульсаров, расположенных в пределах 3300 световых лет от Земли. Эти пульсары горячее и медленнее, чем ожидают астрономы для их возраста.
RX J0806.4-4123 излучает странный инфракрасный свет, совершенно новый для ученых. Когда международная группа астрономов наблюдала пульсар с помощью космического телескопа Хаббла , они заметили обширную область около 29 миллиардов километров (18 миллиардов миль) инфракрасного света, излучаемого пульсаром.
Очевидно, что с этой нейтронной звездой происходит нечто большее, поскольку инфракрасное излучение больше, чем может произвести одна звезда. Итак, каков источник энергии? Ученые предложили по крайней мере две теории: резервный диск или туманность пульсарного ветра.
Резервный диск - это большой диск из пыли, который образовался вокруг нейтронной звезды после ее взрыва. Хотя такой диск никогда не наблюдался, исследователи выдвинули гипотезу о его существовании.
Это объяснило бы более высокую температуру и более медленное вращение звезды, а также количество энергии, необходимое для излучения такого большого количества инфракрасного света. Подтверждение наличия резервного диска было бы огромным шагом вперед в нашем понимании образования нейтронных звезд.
Теперь давайте рассмотрим теорию туманности пульсарного ветра. Быстрое вращение нейтронной звезды с сильным магнитным полем создает электрическое поле. В свою очередь, когда частицы ускоряются в этом поле, может возникнуть пульсарный ветер. Инфракрасное излучение тогда будет испускаться сотрясенными частицами, создаваемыми, когда нейтронная звезда движется со скоростью, превышающей скорость звука в межзвездной среде.
Однако существование туманности пульсарного ветра, имеющей только инфракрасное излучение, было бы необычным.
1 - Птица во рту у ребенка
Пятьдесят лет назад останки маленького ребенка были найдены в пещере Тунель Вельки в Сасповской долине в Польше. Пол ребенка неизвестен, но череп птицы находился во рту мальчика, а другой - у щеки.
Хотя открытие было необычным, кости почти сразу же были упакованы в коробки и помещены на хранение без должного осмотра и оценки. Результаты остались неопубликованными, за исключением единственной фотографии в книге 1980-х годов профессора Вальдемара Хмелевски, человека, который первоначально обнаружил скелет.
Антропологи не знают, почему ребенок был похоронен примерно 200 лет назад в таком месте и в таком месте. Единственным другим человеческим останкам, найденным в пещере, было не менее 4000 лет.
Тайна на этом не заканчивается. Хотя в Варшавском университете есть кости от тела мальчика, у него нет черепа ребенка. На самом деле его нет. После раскопок его отправили антропологам во Вроцлав, но, похоже, никто не знает, где сейчас череп.