TOP-10 A természet titkai, amelyeket a tudomány nem tud megmagyarázni

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Annak ellenére, hogy számos tény és elmélet, amelyek körül még mindig viták zajlanak az emberek között, hosszú ideig nem ébresztenek kétségeket a tudósokban, ez nem jelenti azt, hogy az Univerzumról szóló tudományos elképzelések kimerítőnek nevezhetők.

Miért van több anyag, mint antianyag?

A gyakorlati fizika modern felfogásában az anyag és az antianyag azonos, de ellentétes. Amikor találkoznak, el kell pusztítaniuk egymást, és semmit sem kell maguk után hagyniuk. És a legtöbb ilyen kölcsönös pusztulás már megtörtént a születőben lévő univerzumban.

Ennek ellenére elegendő anyag maradt benne ahhoz, hogy galaxisok, csillagok, bolygók és még sok más milliárd és milliárdnyi létrejöhessen. Ennek oka a mezonok, a rövid felezési idejű összetett (nem elemi) részecskék, amelyek kvarkokból és antikvarkokból állnak. A B-mezonok lassabban bomlanak le, mint az anti-B-mezonok, ennek köszönhetően elegendő B-mezon marad életben ahhoz, hogy az univerzumban az összes anyagot létrehozza. Ezenkívül a B-, D- és K-mezonok rezeghetnek, és antirészecskékké válhatnak, és fordítva, alkotórészecskévé.

A kutatások kimutatták, hogy a mezonok nagyobb valószínűséggel vesznek fel normális állapotot, bár ennek egyszerűen az az oka, hogy több a normális részecske, mint az antirészecske.

Hol van a lítium?

Korábban, amikor az univerzum hőmérséklete elképesztően magas volt, a hidrogén, a hélium és a lítium izotópjai bőséggel keletkeztek.

A hidrogén és a hélium még mindig hihetetlenül bőséges, és az Univerzum tömegének nagy részét alkotják, de a most megfigyelhető lítium-7 izotópok száma csak a múlt harmada. Sokféle magyarázat létezik arra, hogy miért történt ez – beleértve a hipotetikus bozonokat, úgynevezett axionokat is. Mások úgy vélik, hogy a lítiumot a csillagok magjai nyelték el, amit teleszkópjaink és műszereink nem tudnak észlelni. Mindenesetre ma már nincs megfelelő magyarázat arra, hogy hová került az univerzumból a lítium.

Miért alszunk?

Bár tudjuk, hogy az emberi szervezetben lezajló folyamatokat a biológiai óra szabályozza, amely ébrenlétbe és alvásba hoz bennünket, nem tudjuk, miért történik ez. Az alvás az az időszak, amikor szervezetünk regenerálja a szöveteket és egyéb regenerációs folyamatokat hajt végre. És életünk egyharmadát alvással töltjük.

Néhány más organizmusnak egyáltalán nincs szüksége alvásra, akkor miért van szükségünk rá? Ennek okairól többféle változat létezik, de egyik sem ad teljes választ a kérdésre. Az egyik elmélet szerint az alvó állatokban sikerült kifejleszteni a ragadozók elől való elrejtőzés képességét, míg másoknak folyamatosan ébernek kell lenniük, ezért alvás nélkül regenerálódnak és pihennek. Sok alváskutatás most arra összpontosít, hogy miért fontos az alvás, és hogyan befolyásolja a mentális teljesítményt.

Mi a gravitáció?

Sokan tudják, hogy a Hold gravitációja okozza az apályt, a Föld gravitációja tart minket bolygónk felszínén, a Nap gravitációja magát a Földet kényszeríti pályán tartására. De mivel magyarázható ez a jelenség?

Ezt az erőteljes erőt az anyag hozza létre, és a nagyobb tárgyak vonzzák a kisebb tárgyakat. Miközben a tudósok rájönnek, hogyan működik a gravitációs erő, még abban sem biztosak, hogy egyáltalán létezik-e. A gravitáció a gravitációs részecskék létezésének következménye? Miért van olyan sok üres tér az atomokban - vagyis miért vannak az atommag és az elektronok meglehetősen nagy távolságra egymástól? Miért különbözik az atomokat összetartó erő a gravitációs erőtől? Ezekre a kérdésekre a tudomány jelenlegi fejlettségi szintjén nem tudunk válaszolni.

– Nos, akkor hol vannak?

A megfigyelhető Univerzum átmérője eléri a 92 milliárd fényévet. Tele van több milliárd galaxissal, csillagokkal és bolygókkal, és a Földet ma már az egyetlen lakott bolygónak tekintik. Statisztikailag rendkívül kicsi az esélye annak, hogy bolygónk az egyetlen az Univerzumban, ahol van élet. Akkor mi a fenéért nem keresett meg minket még senki?

Ezt nevezik Fermi-paradoxonnak (Enrico Fermi olasz fizikus, a világ első atomreaktorának megalkotója nyomán). Több tucat magyarázatot javasoltak arra vonatkozóan, hogy miért nem ismerjük még mindig a földönkívüli életet, amelyek közül néhány igaznak is tűnik. Így aztán napokig beszélhetünk különféle kimaradt jelzésekről, hogy már vannak közöttünk idegenek, de nem tudjuk, vagy nem tudnak kapcsolatba lépni velünk. Nos, vagy van egy szomorúbb lehetőség – a Föld valóban az egyetlen lakott bolygó.

Miből áll a sötét anyag?

Az egész Univerzum tömegének körülbelül 80%-a sötét anyag. Ez egy olyan specifikus dolog, ami egyáltalán nem bocsát ki fényt. Bár az első elméletek a sötét anyagról körülbelül 60 évvel ezelőtt jelentek meg, még mindig nincs közvetlen bizonyíték a létezésére.

Egyes tudósok úgy vélik, hogy a sötét anyag feltételezett, gyengén kölcsönható nagy tömegű részecskékből áll - WIMP-kből (WIMP, Weakly Interacting Massive Particle), amelyek valójában 100-szor nehezebbek lehetnek, mint a protonok, de nem lépnek kölcsönhatásba a barionos anyaggal, amely alatt detektoraink ki vannak élezve… Mások úgy vélik, hogy a sötét anyag olyan részecskéket tartalmaz, mint az axion, a neutralino és a fototino.

Hogyan jött létre az élet?

Honnan származik az élet a Földön? Hogyan jött létre? Az "ősleves" elmélet hívei úgy vélik, hogy maga a termőföld is egyre összetettebb molekulákat alkotott, amelyekben megjelent az első élet. Ezek a folyamatok az óceán fenekén, vulkáni kráterekben, valamint a talajban és a jég alatt zajlottak le. Más elméletek nagy jelentőséget tulajdonítanak a fénynek és a vulkáni tevékenységnek.

Emellett ma már a DNS-t tekintik a földi élet domináns alapjának, de azt is feltételezik, hogy az RNS lehetett az egyik első nagy életforma. Egy másik megválaszolatlan tudományos kérdés - vannak-e más nukleinsavak az RNS-en és a DNS-en kívül? Az élet csak egyszer keletkezett, vagy egyszer elkezdődött, majd elpusztult, majd újra megjelent? Vannak, akik hisznek a pánspermiában - ezen elmélet szerint a mikroorganizmusokat (az élet csíráit) meteoritok és üstökösök hoztak a Földre. Még ha ez igaz is, akkor sem tudni, honnan származik az élet a pánspermia forrásánál.

Hogyan működnek a tektonikus lemezek?

Ez meglepő lehet számodra, de a lemeztektonika elmélete, amely a kontinenseket mozgatja, földrengéseket, vulkánkitöréseket, sőt hegyeket képez, nem is olyan régen (a huszadik század második felében) vált széles körben ismertté. Bár már korábban is feltételezték, hogy a hatezerötszáz évvel ezelőtti kontinens helyett csak egy kontinens létezett, az 1960-as években ez az elmélet kevés támogatást kapott. Aztán a tengerfenék terjedésének elmélete érvényesült.

Ezen elmélet szerint az egyes óceánok alatt a földkérget kettéosztó hatalmas gerincek kijelölik a határokat a fokozatosan ellentétes irányba mozgó tektonikus lemezek között. Ahogy a lemezek mozognak, a köpenyből olvadt tömeg felemelkedik, kitöltve a földkéregben lévő rést, majd a tengerfenék lassan a kontinens felé mozdul el. De ezt az elméletet hamarosan elvetették.

Mindenesetre a tudósok még mindig nem tudják, mi okozza ezeket az eltolódásokat, vagy hogyan jöttek létre a tektonikus lemezek. Sok elmélet létezik, de egyik sem tükrözi teljes mértékben ennek a mozgalomnak az összes aspektusát.

Hogyan vándorolnak az állatok?

Sok állat és rovar egész évben vándorol, és megpróbálja elkerülni a szezonális hőmérséklet-változásokat és a létfontosságú táplálékforrások eltűnését, vagy szomszédokat keres.

Egyesek több ezer kilométert vándorolnak, akkor hogyan találnak vissza egy év múlva? A különböző állatok különböző navigációs módszereket használnak. Például egyesek képesek érzékelni a Föld mágneses terét, és rendelkeznek egyfajta belső iránytűvel. Akárhogy is, a tudósok még mindig nem értik, hogyan fejlődnek ki ezek a képességek, és miért tudják az állatok évről évre pontosan, merre kell menniük.

Mi a sötét energia?

A tudományos rejtélyek közül talán a sötét energia a legtitokzatosabb. Míg a sötét anyag az univerzum tömegének nagyjából 80%-át teszi ki, a sötét energia az energia hipotetikus formája, amely a tudósok szerint az univerzum teljes tartalmának 70%-át teszi ki. A sötét energia az Univerzum tágulásának egyik oka, bár számos rejtély kapcsolódik hozzá, amelyeket soha nem sikerült megfejteni. Először is, miből áll valójában a sötét energia? Állandó vagy van valami ingadozás benne? Miért hasonlítható össze a sötét energia sűrűsége a közönséges anyag sűrűségével? Össze lehet egyeztetni a sötét energiára vonatkozó adatokat Einstein gravitációs elméletével, vagy ezt az elméletet felül kell vizsgálni?