В начале 1900-х годов, казалось, что все проблемы физики решены. Теория электромагнетизма элегантно и просто объясняла сущность электричества, магнетизма и излучения. Законы Ньютона являлись базой для понимания движения. Благодаря специальной теории относительности Альберта Эйнштейна изменилось наше представление о времени, пространстве, расстоянии и скорости. А после появления квантовой механики нам пришлось переосмыслить многие законы Вселенной.
За последние несколько десятилетий было сделано множество важных открытий. От квантовой механики до обнаружения новых частиц на Большом адронном коллайдере, мы прошли долгий путь в стремлении понять законы, которые управляют миром и Вселенной на микро- и макроуровне. Однако на некоторые вопросы у физиков все еще нет ответов, потому что пока просто нет нужных технологий для проведения экспериментов. В этой статье речь пойдет о трех наиболее важных вопросах, оставшихся без ответа в современной физике.
Теория всего
Мечтой Эйнштейна в последние годы жизни было найти окончательный закон, объясняющий все. Но, к сожалению, самый известный научный ум не смог его обнаружить. Но что значит “теория всего”? По какой причине Стивен Хокинг также стремился ее найти и почему физики так очарованы ею до сих пор?
Два наиболее важных закона в физике - общая теория относительности, предложенная Эйнштейном в 1915-16 годах, и квантовая физика, разработанная в начале 20-го века Максом Планком и другими учеными. Эти теории являются наиболее значимыми в физике, но в то же время различными. Теория относительности не совсем хорошо согласуются с квантовым миром, и наоборот.
Каково же решение? Теория всего. В этом плане был достигнут некоторый консенсус с теориями квантовой гравитации, которые объединяют теорию относительности и квантовую механику, но при этом поднимают много дополнительных вопросов. Физики пока не смогли решить эту проблему, открытие теории всего может стать крупнейшим научным достижением 21-го века.
Асимметрия материи и антиматерии
Традиционно предполагалось, что количество материи и антиматерии во Вселенной одинаково, поскольку Большой взрыв должен был произвести их в равном количестве. Но почему в наблюдаемой Вселенной больше материи, чем антиматерии?
Эксперименты и анализ могут точно предсказать степень существования дисбаланса, но вопрос о том, почему он существует, по сей день остается без ответа. Тот, кто сможет это выяснить, наверняка получит Нобелевскую премию.
Темная материя и темная энергия
Большая часть Вселенной состоит из темной материи и темной энергии. Темная энергия противодействует гравитации и обуславливает ускоренное расширение Вселенной. Мы знаем, какова ее функция, но неизвестно, что она из себя представляет и как ее обнаружить.
С другой стороны, темная материя тоже не была найдена. Ученые до конца не понимают, что это такое на самом деле, они наблюдали и анализировали ее воздействие на обычную материю, но не смогли определить, из чего она состоит.
Выяснение компонентов и характеристик темной материи и темной энергии может стать большим скачком в нашем понимании Вселенной.
Эти проблемы и по сей день остаются одними из самых загадочных в физике.
Сегодня большинство достижений науки и техники так или иначе связаны с физикой. Специалисты со знанием физики требуются в научно-исследовательских институтах, промышленности, IT, строительстве.
Если вы планируете построить научную карьеру или освоить одну из инженерных специальностей, приглашаем вас на обучение в бакалавриате и магистратуре по направлению “Физика”, которое реализует Российский университет дружбы народов.
Изучайте физику в РУДН!
