Топ-5 величайших загадок Вселенной, которые сбивают с толку ученых

За последние 100 лет ученые сделали огромный скачок вперед в понимании Вселенной. Но астрономы и физики все еще много не знают о Вселенной и о природе ее отдельных составляющих. До сих пор ученые точно не знают, что из себя представляет 95% материи и энергии в космосе. Но даже, казалось бы, более известные объекты в космосе все еще во многом остаются загадкой. Далее представлены топ-5 величайших загадок Вселенной, которые сбивают с толку ученых, пишет Space.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Когда темная энергия захватила Вселенную?

В начале XX века астрономы выяснили, что Вселенная расширяется и вопреки первоначальным утверждениям Альберта Эйнштейна не является статичной. Но в конце ХХ века ученые выяснили, что Вселенная не только расширяется, но и это делает это с ускорением.

Ученые решили назвать загадочную силу, отвечающую за ускоренное расширение космоса, темной энергией. Теперь известно, что темная энергия, чем бы она ни была, составляет 68% материи и энергии Вселенной. Хотя остается загадкой, что такое темная энергия, не менее важный вопрос состоит в том, почему темная энергия начала доминировать во Вселенной и когда это произошло.

После Большого взрыва произошло очень быстрое расширение космоса, известное как космическая инфляция. В это время во Вселенной доминировало излучение. Примерно через 47 млн лет начала формироваться материя, а примерно через 400 млн лет образовались первые галактики, и расширение Вселенной замедлилось. В эту эпоху доминировала материя.

Примерно через 9–10 млрд лет после Большого взрыва темная энергия заставила Вселенную снова начать расширяться. Это расширение продолжается и сегодня, и оно становится все быстрее и быстрее. Мы находимся в эпоху доминирования темной энергии во Вселенной.

Вопрос в том, где была темная энергия в эпоху доминирования материи и как она внезапно захватила космос? Ответ на этот вопрос еще предстоит найти, ведь от него зависит конечная судьба Вселенной.

Почему корона Солнца такая горячая?

Одной из самых интересных загадок в локальном космосе является так называемая проблема нагрева короны Солнца. Астрономы не могут до конца понять, почему верхняя часть атмосферы нашей звезды, известная как корона, намного горячее поверхности Солнца или фотосферы.

Разница в температуре существенна: корона может нагреваться до 2 млн градусов Цельсия, в то время как поверхность Солнца имеет температуру почти 6000 градусов Цельсия.

Подавляющее колото энергии и тепла создается в ядре Солнца, а значит поверхность нашей звезды должна быть намного горячее, ведь она ближе к ядру. Эта загадка еще ждет своего решения.

Как сверхмассивные черные дыры очень быстро стали такими большими?

Как показали недавние исследования, проведенные с помощью космического телескопа Уэбб, в период через 600 млн лет после Большого взрыва в центрах галактик уже существовали сверхмассивные черные дыры. Проблема в том, что текущие модели формирования этих объектов показывают, что для того, чтобы набрали массу в миллионы и сотни миллионов масс Солнца, черным дырам необходим как минимум 1 млрд лет.

Каким образом так быстро по космическим меркам эти черные дыры смогли стать такими большими пока что остается загадкой.

Что находится в центре черной дыры?

Внешняя граница черной дыры отмечена ее горизонтом событий, местом, преодолев которое ничто, даже свет, не может выйти обратно. Все, что проходит через горизонт событий черной дыры направляется к ее центру. Это значит, что мы никогда не сможем получить сигнал изнутри черной дыры.

В то же время решения уравнений общей теории относительности Эйнштейна, полученные астрономом Карлом Шварцшильдом, дали расчеты, указывающие на то, что в пространстве может быть бесконечно малая точка, в которой огромное количество материи может сконденсироваться, заставив уравнения общей теории относительности стремиться к бесконечности.

Ученые называют эту точку сингулярностью, но это значит, что в центре черной дыры все законы и теории физики не работают. Возможно, каким-то образом физикам удастся понять, чем же является сингулярность черной дыры и какие она имеет свойства.

В чем секрет темной материи?

27% материи и энергии во Вселенной, как считают ученые, занимает темная материя. Хотя о ней мало что известно, все же ученые имеют о данной форме матери больше информации, чем о темной энергии. Темная материя не взаимодействует с частицами света и с обычной материей. Физики считают, что темная материя состоит из совершенно других частиц, чем обычная материя.

О том, что темная материя существует, ученые знают благодаря ее взаимодействию с гравитацией. Оно влияет на формирование структуры пространства. Гравитация темной материи — это клей, который не дает галактикам разлетаться по космосу.

Тот факт, что темная материя не может состоять из обычной материи, привел к началу поиска частицы, которая могла бы объяснить эту загадочную субстанцию. Пока что главным кандидатом на роль темной материи является невероятно легкая частица – аксион. Но пока эту частицу обнаружить не удалось.

Возможно, в ближайшем будущем, новые наблюдения за Вселенной помогут лучше понять природу темной материи.

Как уже писал Фокус, физики выяснили, что холодные атомы одного из металлов могут создавать новые состояния материи. Ученые впервые охладили атомы металла индий почти до абсолютного нуля и возникло состояние, в котором начинают проявляться странные квантовые явления.