Vědci z celého světa aktivně pracují na problémech astrofyziky a každý den objevují nová data o vesmíru. Některé otázky fyziky vesmíru však stále zůstávají záhadou, kterou je třeba vyřešit. Vědci pracují na desítkách problémů vesmírné fyziky pomocí nejmodernějších zařízení. Ale v tuto chvíli existuje seznam 10 temných tajemství vesmíru, které vědecké mysli ještě musí rozluštit a případně změnit obraz světa.
1. Temná hmota
Ve 30. letech minulého století astronom Fritz Zwicky ze Švýcarska během svého výzkumu dospěl k závěru, že hmotnost kupy galaxií je větší než to, co je v nich pozorováno dalekohledy. Tato pozorování naznačovala, že ve vesmíru bylo něco neviditelného, ale s určitou hmotností. Neznámé látce se říkalo „temná hmota“.
Vědci zjistili, že tato látka je čtvrtinou veškeré hmoty ve vesmíru. Až dosud vědci pracují na nápravě interakce částic „blízké hmoty“. Nejneuvěřitelnější věcí je zachytit tento jev v laboratoři. Experimenty tohoto druhu se provádějí v hlubinném dole, protože je nutné omezit rušení způsobené kosmickými paprsky.
„Temná hmota“má takovou vlastnost jako vzájemné ničení, které vede k tvorbě gama záření a uvolňování párů antičástic a „normálních“částic. Astrofyzici se pomocí vesmírných a pozemských zařízení snaží zachytit gama signály, které jsou stopami temné hmoty.
Propagační video:
2. Fáze inflace vesmíru
Podle standardní hypotézy začal vesmír inflací. V době svého vzniku se začal rozpínat vysokou rychlostí, protože byl ovlivněn určitým fyzickým polem. Někteří astrofyzici však dospěli k závěru, že taková fáze neexistovala. Podle jejich teorie se vesmír rozpínal stejnou rychlostí jako v současnosti.
3. Temná energie
Vědci zjistili, že zrychlená expanze vesmíru je spojena s „temnou energií“, která tvoří asi 70% hustoty této látky. Fyzici zároveň nemohou jasně definovat, co to je a jaké vlastnosti má tato energie.
Jediným způsobem, jak studovat „temnou energii“, je studovat podrobnosti vývoje vesmíru v různých epochách jeho existence. Podle jedné teorie následovalo po inflaci období pomalé expanze, které trvalo asi 5-7 miliard let. Po zpomalení následovalo zrychlení, které lze dnes pozorovat. Zákony upravující působení „temné energie“zůstávají otevřenou otázkou.
4. Povaha černých děr
Většina vědců souhlasí s tím, že černé díry existují. Jejich přítomnost ve vesmíru je však potvrzena pouze nepřímými experimenty, protože je nemožné je pozorovat. Faktem je, že černé díry nemají povrch ve smyslu slova, na které jsme zvyklí. Omezení jejich limitů se nazývá horizont událostí a co je za ním, není známo. Z vnitřku černé díry nemůže uniknout záření ani hmota. Astrofyzici se snaží dokázat existenci tohoto horizontu.
5. Vlastnosti prvních hvězd a galaxií
Věda ví, co se stalo 300 tisíc let po Velkém třesku, ale historie vesmíru byla studována nerovnoměrně. Stovky milionů let po této události galaxie postupně rostou, ale jaké procesy tomu předcházely, je zcela nepochopitelné.
Vědci se budou muset vypořádat s otázkami zrodu prvních hvězd, poté budou moci odhalit tajemství vzniku supermasivních černých děr.
6. Odkud pocházejí kosmické paprsky ultravysoké energie?
Příroda má určité mechanismy, pomocí kterých můžete urychlit částice na vysoké energie. Každý rok poletí částice s energií, která je stamilionkrát větší než energie částic ve Velkém hadronovém urychlovači, z vesmíru na Zemi, do oblasti připomínající velké město.
Vědci dokázali dokázat, že tyto částice pocházejí z oblastí vesmíru, které leží mimo naši galaxii. Věda v tuto chvíli neví, které objekty jsou jejich zdrojem, ale je možné, že se jedná o aktivní galaktická jádra.
7. Co je uvnitř neutronových hvězd?
Uvnitř neutronových hvězd je nejhustší hmota ve vesmíru. Díky gravitaci se po výbuchu supernovy hvězdné jádro smršťuje, dokud se z ní nestane koule, jejíž průměr je 20 kilometrů a hmotnost Slunce. Hustota tohoto objektu se rovná hustotě atomového jádra.
Vědci v laboratorních podmínkách nemohou dosáhnout takového stavu hmoty. Bylo možné zjistit, že koule existuje ve formě neutronů, které mohou „přežít“při takové teplotě a hustotě. Proto se těmto hvězdám říkalo neutronové hvězdy.
8. Jak explodují supernovy?
Jádra velkých hvězd se po vyčerpání zásob termonukleárního paliva začnou rychle stahovat. Existence hvězd, které jsou asi 10krát těžší než Slunce, končí výbuchem. Poté periferní oblasti ztratí spojení se středem a vzdalují se od něj. Během toho se uvolňuje obrovská energie, připomínající kolosální záblesk. Astrofyzici nazývají tento fenomén supernovou a chtějí podrobněji porozumět mechanismu působení této kataklyzmy.
9. „Průkopnická anomálie“
Před vypuštěním satelitů vědci důkladně vypočítali trajektorie a rychlosti objektů s přihlédnutím k gravitačním účinkům a zvláštnostem vesmíru. Některé satelity se však chovají poněkud podivně. Například americká kosmická loď Pioneer 11 a Pioneer 10, která letěla mimo sluneční soustavu, zpomaluje více, než vědci vypočítali. Spory o tento jev mezi astrofyziky probíhají již mnoho let. Někteří vědci jsou přesvědčeni, že nezohlednili tepelné záření samotného satelitu.
10. Kolik je pozemských planet?
Astrofyzici prošli studiem exoplanet obíhajících kolem jiných hvězd dlouhou cestu. V blízké budoucnosti se vědci zaměří na hledání pozemských planet s kyslíkovou atmosférou a kapalnou vodou.
Irina Dobrova