Scienziati di tutto il mondo stanno lavorando attivamente sui problemi dell'astrofisica, scoprendo ogni giorno nuovi dati sullo spazio. Tuttavia, alcune domande sulla fisica dell'Universo rimangono un mistero da risolvere. Gli scienziati stanno lavorando su dozzine di problemi di fisica spaziale utilizzando apparecchiature all'avanguardia. Ma al momento c'è una lista di 10 oscuri segreti dell'Universo che gli scienziati devono ancora decifrare e, possibilmente, cambiare l'immagine del mondo.
1. Materia oscura
Negli anni '30, l'astronomo svizzero Fritz Zwicky, durante la sua ricerca, giunse alla conclusione che la massa di un ammasso di galassie è maggiore di quella che si osserva in essi con i telescopi. Queste osservazioni indicavano che c'era qualcosa di invisibile nello spazio, ma con una certa massa. La sostanza sconosciuta è stata chiamata "materia oscura".
Gli scienziati hanno scoperto che questa sostanza è un quarto di tutta la materia nell'universo. Fino ad ora, i ricercatori stanno lavorando per fissare l'interazione di particelle di "materia vicina". La cosa più incredibile è cogliere questo fenomeno in laboratorio. Esperimenti di questo tipo vengono effettuati in una miniera profonda, poiché è necessario ridurre le interferenze dei raggi cosmici.
La "materia oscura" ha una proprietà come la distruzione reciproca, con conseguente formazione di radiazioni gamma e il rilascio di coppie di antiparticelle e particelle "normali". Gli astrofisici, utilizzando dispositivi spaziali e terrestri, stanno cercando di catturare segnali gamma, che sono tracce di materia oscura.
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2. Stadio di inflazione dell'Universo
Secondo l'ipotesi standard, l'universo è iniziato con l'inflazione. Al momento del suo inizio, iniziò ad espandersi ad alta velocità, poiché era influenzato da un certo campo fisico. Ma alcuni astrofisici hanno concluso che un tale stadio non esisteva. Secondo la loro teoria, l'universo si stava espandendo alla stessa velocità di oggi.
3. Energia oscura
Gli scienziati hanno scoperto che l'espansione accelerata dell'Universo è associata all '"energia oscura", che costituisce circa il 70% della densità di questa sostanza. Allo stesso tempo, i fisici non possono dare una definizione chiara di cosa sia e quali proprietà abbia questa energia.
L'unico modo per studiare "l'energia oscura" è studiare i dettagli dell'evoluzione dell'Universo nelle diverse epoche della sua esistenza. Secondo una teoria, all'inflazione è seguito un periodo di lenta espansione che è durato circa 5-7 miliardi di anni. La decelerazione è stata seguita dall'accelerazione, che può essere osservata anche oggi. Le leggi che governano l'azione dell '"energia oscura" rimangono una questione aperta.
4. La natura dei buchi neri
La maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che i buchi neri esistono. Tuttavia, la loro presenza nell'Universo è confermata solo da esperimenti indiretti, poiché è impossibile osservarli. Il fatto è che i buchi neri non hanno una superficie nel senso della parola a cui siamo abituati. La limitazione dei loro limiti è chiamata orizzonte degli eventi e ciò che è oltre è sconosciuto. Né le radiazioni né la materia possono fuoriuscire dall'interno del buco nero. Gli astrofisici stanno lavorando per dimostrare l'esistenza di questo orizzonte.
5. Proprietà delle prime stelle e galassie
La scienza sa cosa è successo 300mila anni dopo il Big Bang, ma la storia dell'Universo è stata studiata in modo non uniforme. Centinaia di milioni di anni dopo questo evento, le galassie stanno gradualmente crescendo, ma quali processi hanno preceduto questo è completamente incomprensibile.
Gli scienziati dovranno affrontare i problemi della nascita delle prime stelle, dopodiché potranno svelare il segreto della formazione dei buchi neri supermassicci.
6. Da dove provengono i raggi cosmici ad altissima energia?
La natura ha determinati meccanismi con cui puoi accelerare le particelle ad alte energie. Ogni anno, una particella con un'energia cento milioni di volte maggiore dell'energia delle particelle nel Large Hadron Collider vola dallo spazio alla Terra, in un'area che assomiglia a una grande città.
Gli scienziati sono stati in grado di dimostrare che queste particelle provengono da regioni dell'Universo che si trovano al di fuori della nostra galassia. Al momento, la scienza non sa quali oggetti siano le loro fonti, ma è possibile che questi siano nuclei galattici attivi.
7. Cosa c'è dentro le stelle di neutroni?
All'interno delle stelle di neutroni c'è la materia più densa dell'universo. Grazie alla gravità, dopo un'esplosione di supernova, il nucleo stellare si contrae fino a diventare una palla, la cui dimensione è di 20 chilometri di diametro, e la massa del Sole. La densità di questo oggetto è uguale alla densità del nucleo atomico.
Gli scienziati in condizioni di laboratorio non possono raggiungere un tale stato della materia. È stato possibile stabilire che la sfera esiste sotto forma di neutroni, che possono "sopravvivere" a tale temperatura e densità. Ecco perché queste stelle sono state chiamate stelle di neutroni.
8. Come esplodono le supernove?
I nuclei delle grandi stelle, dopo aver esaurito le riserve di combustibile termonucleare, iniziano a contrarsi rapidamente. L'esistenza delle stelle, che sono circa 10 volte più pesanti del Sole, finisce con un'esplosione. Dopodiché, le regioni periferiche perdono la loro connessione con il centro e si allontanano da esso. Durante questo, viene rilasciata un'enorme energia, simile a un colossale lampo. Gli astrofisici chiamano questo fenomeno una supernova e vogliono comprendere più in dettaglio il meccanismo d'azione di questo cataclisma.
9. "Anomalia pionieristica"
Prima di lanciare i satelliti, gli scienziati calcolano accuratamente le traiettorie e le velocità degli oggetti, tenendo conto degli effetti gravitazionali e delle stranezze dello spazio esterno. Tuttavia, alcuni satelliti si comportano in modo piuttosto strano. Ad esempio, i veicoli spaziali americani Pioneer 11 e Pioneer 10, che hanno volato fuori dal sistema solare, rallentano più di quanto calcolato dagli scienziati. Le controversie su questo fenomeno sono in corso tra gli astrofisici da molti anni. Alcuni ricercatori sono convinti di non aver tenuto conto della radiazione termica del satellite stesso.
10. Quanti pianeti terrestri ci sono?
Gli astrofisici hanno fatto molta strada nello studio degli esopianeti in orbita attorno ad altre stelle. Nel prossimo futuro, gli scienziati si concentreranno sulla ricerca di pianeti terrestri con un'atmosfera di ossigeno e acqua liquida.
Irina Dobrova
