9 Найбільших таємниць, не розгадали фізиками

У 1900 британський вчений лорд Кельвін сказав, що у фізиці не варто більше очікувати відкриттів – тільки шукати можливість більш точних вимірювань. Через три десятки років виникла квантова механіка, а Ейнштейн опублікував теорію відносності, яка змінила науку. У наші дні вже очевидно, що знання вчених не можуть бути вичерпними. Навпаки, кожне нове відкриття викликає ланцюжок нових, ще більш складних питань. Ось кілька найцікавіших з них.

Що таке темна енергія?

Неважливо, як астрофізики б`ються з цифрами, Всесвіт все одно не схожа на просте рівняння. Незважаючи на вплив гравітації, вона все одно розростається і збільшується з неймовірною швидкістю. Астрофізики припустили, що на час і простір впливає сила, протидіюча гравітації, і назвали її темною енергією. Її вважають властивістю космосу, для якого характерно тиск, що розділяє простір. Чим ширше стає Всесвіт, тим більше в ній темної енергії. Але що це таке конкретно, ніхто раніше не знає.

Що таке темна матерія?

Приблизно вісімдесят чотири відсотки матерії у Всесвіті не поглинає і не випускає світлові частинки. Цю частину матерії називають темною, так як її не можна побачити і проконтролювати непрямим способом. Існування темної матерії виявлено по гравітаційному впливаю на видимі частки, з радіації і особливостям структури Всесвіту. Ця загадкова субстанція розташовується в далеких галактиках. З чого конкретно вона складається, все ще належить з`ясувати.

Чому у часу є напрям?

Час рухається вперед чинності такої особливості Всесвіту, як ентропія – рівень хаосу тільки зростає, і процес цей незворотній. Логіка проста – чим далі, тим більше безладдя виникає в будь-якій системі частинок. Але є питання: чому ентропія була такою низькою в минулому? Адже якщо хаос зростає, спочатку його практично не було, і вся енергія була сконцентрована в одному певному ділянці космосу.

Існують паралельні світи?

За деякими даними, просторово-часова лінія може бути не кривий, а прямий, триваючої нескінченно. Це означає, що Всесвіт, яку ми можемо бачити – лише одна частина багатовимірного простору. Тим не менш, за законом квантової механіки, у часток є лише певну кількість конфігурацій. Отже, незважаючи на необмежений простір космосу, розташування в ньому частинок повторюється, знову і знову. Отже, може існувати безліч паралельних Всесвітів, ідентичних нашої, з людьми, абсолютно схожими на землян. Можливо, коли-небудь людям вдасться виявити ці паралельні світи.

Чому в світі більше матерії, а не антиматерії?

Це питання так само складний, як і питання про те, чому світ взагалі існує. Можна припустити, що матерія й антиматерія повинні б існувати в однакових кількостях. Але в реальності це неможливо – якби при Великому Вибуху їх кількість була би рівним, після нього не залишилося б нічого – протони б були зруйновані антипротонами, електрони – позитронами і так далі. З якоїсь причини частина матерії виявилася надмірною, що і призвело до відомого результату. Пояснити це не представляється можливим.

Яка доля Всесвіту?

Подальша доля залежить від невідомої величини, що позначає щільність матерії та енергії в космосі. Якщо вона стане вище одиниці, час і простір замкнуться, як величезна сфера. Якщо не буде темної енергії, Всесвіт перестане розширюватися і почне стискатися. Якщо Всесвіт замкнеться, а темна енергія буде існувати, сфера буде збільшуватися нескінченно. І навпаки, якщо це число менше одиниці, геометрія простору буде відкритою, і доля Всесвіту закінчиться Великим Холодом – матерія перестане рухатися, і сила, стримуюча атоми разом, пропаде. Якщо ж невідома величина дорівнює одному, Всесвіт буде нескінченною у всіх напрямках і буде розширюватися, але швидкість процесу буде з часом все нижче і нижче.

Як вимірювання впливають на хвильову функцію квантів?

У дивному світі електронів, фотонів і інших елементарних частинок бал править квантова механіка. Частинки не ведуть себе, як крихітні м`ячики, вони рухаються великими хвилями. Рух можна описати хвильової функцією. Є у частинок та інші ообенності, але варто спробувати їх експериментально виміряти, як всі функції руйнуються, і частинка вибирає один напрямок.

Вірна теорія струн?

Якщо припустити, що всі елементарні частинки створюють так звані струни, кожна з яких вібрує з певною частотою, уявлення про світ значно спрощуються. Теорія струн дозволяє фізикам інакше поглянути на закони, що керують частинками і звані квантовою механікою. Загальна відносність теж перетворюється, і всі фундаментальні сили природи об`єднуються в струнку концепцію. Але експериментально довести теорію струн і раніше не представляється можливим, тому використовувати її як пояснення не можна.

Чи порядок в хаосі?

Фізики не можуть розібратися з багатьма рівняннями, що описують поведінку рідин. Немає навіть впевненості, що рішення так званих рівнянь Нав`є-Стокса існує, і якщо воно є, чи описує вона всі рідини. Тому й природу хаосу зрозуміти складно. Фізики і математики не знають, складно її передбачити або просто неможливо. Це питання як і раніше залишається однією з найбільших загадок в науковому світі.