Mokslininkai visame pasaulyje aktyviai dirba su astrofizikos problemomis, kiekvieną dieną atranda naujų duomenų apie kosmosą. Tačiau kai kurie Visatos fizikos klausimai tebėra paslaptis, kurią reikia išspręsti. Mokslininkai, naudodamiesi moderniausia įranga, sprendžia dešimtis kosmoso fizikos problemų. Tačiau šiuo metu yra 10 tamsių Visatos paslapčių, kurias mokslininkai vis dar turi iššifruoti ir, galbūt, pakeisti pasaulio vaizdą, sąrašą.
1. Tamsioji materija
Praėjusio šimtmečio 30-aisiais astronomas Fritzas Zwicky iš Šveicarijos, atlikdamas tyrimą, padarė išvadą, kad galaktikų spiečiaus masė yra didesnė, nei pastebima juose teleskopais. Šie pastebėjimai parodė, kad kosmose buvo kažkas nematyto, bet su tam tikra mase. Nežinoma medžiaga buvo vadinama „tamsiąja medžiaga“.
Mokslininkai nustatė, kad ši medžiaga yra ketvirtadalis visų visatos medžiagų. Iki šiol mokslininkai stengėsi nustatyti „artimos materijos“dalelių sąveiką. Pats neįtikėtiniausias dalykas - pagauti šį reiškinį laboratorijoje. Tokio pobūdžio eksperimentai atliekami gilioje kasykloje, nes būtina sumažinti trukdžius dėl kosminių spindulių.
„Tamsioji materija“turi tokią savybę kaip abipusis sunaikinimas, dėl kurio susidaro gama spinduliuotė ir išsiskiria antidalelių bei „normalių“dalelių poros. Astrofizikai, naudodamiesi kosmoso ir antžeminiais prietaisais, bando užfiksuoti gama signalus, kurie yra tamsiosios materijos pėdsakai.
Reklaminis vaizdo įrašas:
2. Visatos pripūtimo stadija
Pagal standartinę hipotezę, visata prasidėjo nuo infliacijos. Jo atsiradimo metu jis pradėjo plėstis dideliu greičiu, nes jį paveikė tam tikras fizinis laukas. Tačiau kai kurie astrofizikai padarė išvadą, kad tokio etapo nėra. Remiantis jų teorija, visata plėtėsi tokiu pat greičiu kaip ir dabar.
3. Tamsi energija
Mokslininkai nustatė, kad pagreitėjęs Visatos išsiplėtimas yra susijęs su „tamsiąja energija“, kuri sudaro apie 70% šios medžiagos tankio. Tuo pačiu metu fizikai negali aiškiai apibrėžti, kas tai yra ir kokias savybes turi ši energija.
Vienintelis būdas ištirti „tamsiąją energiją“yra ištirti Visatos evoliucijos detales įvairiose jos egzistavimo epochose. Pagal vieną teoriją, po infliacijos sekė lėtos plėtros laikotarpis, kuris truko apie 5–7 milijardus metų. Po lėtėjimo sekė pagreitis, kurį galima pastebėti ir šiandien. Įstatymai, reglamentuojantys „tamsiosios energijos“veikimą, lieka atviras klausimas.
4. Juodųjų skylių pobūdis
Dauguma mokslininkų sutinka, kad egzistuoja juodosios skylės. Tačiau jų buvimą Visatoje patvirtina tik netiesioginiai eksperimentai, nes jų stebėti neįmanoma. Faktas yra tas, kad juodosios skylės neturi paviršiaus to žodžio prasme, prie kurio esame įpratę. Jų ribų ribojimas vadinamas įvykių horizontu, o kas yra už jo ribų, nežinoma. Nei radiacija, nei materija negali išeiti iš juodosios skylės vidaus. Astrofizikai stengiasi įrodyti šio horizonto egzistavimą.
5. Pirmųjų žvaigždžių ir galaktikų savybės
Mokslas žino, kas nutiko praėjus 300 tūkstančių metų po Didžiojo sprogimo, tačiau Visatos istorija buvo ištirta netolygiai. Šimtus milijonų metų po šio įvykio galaktikos pamažu auga, tačiau kokie procesai vyko prieš tai, visiškai nesuprantama.
Mokslininkams teks spręsti pirmųjų žvaigždžių gimimo klausimus, po kurių jie galės atskleisti supermasyvių juodųjų skylių susidarymo paslaptį.
6. Iš kur atsiranda ultrabangios energijos kosminiai spinduliai?
Gamta turi tam tikrus mechanizmus, kuriais dalelės gali būti pagreitintos iki didelių energijų. Kiekvienais metais dalelė, kurios energija yra šimtą milijonų kartų didesnė už didžiųjų hadronų susidūrimo dalelių energiją, skrenda iš kosmoso į Žemę, į teritoriją, panašią į didelį miestą.
Mokslininkams pavyko įrodyti, kad šios dalelės atkeliauja iš Visatos regionų, esančių už mūsų galaktikos ribų. Šiuo metu mokslas nežino, kurie objektai yra jų šaltiniai, tačiau gali būti, kad tai yra aktyvūs galaktikos branduoliai.
7. Kas yra neutroninių žvaigždžių viduje?
Neutroninių žvaigždžių viduje yra tankiausia visatos materija. Gravitacijos dėka po supernovos sprogimo žvaigždės šerdis susitraukia tol, kol ji tampa rutuliu, kurio dydis yra 20 kilometrų skersmens ir Saulės masė. Šio objekto tankis yra lygus atomo branduolio tankiui.
Mokslininkai laboratorijoje negali pasiekti tokios materijos būsenos. Buvo įmanoma nustatyti, kad rutulys egzistuoja neutronų pavidalu, kurie gali „išgyventi“tokioje temperatūroje ir tankyje. Štai kodėl šios žvaigždės buvo vadinamos neutroninėmis žvaigždėmis.
8. Kaip sprogsta supernovos?
Didelių žvaigždžių šerdys, išnaudojusios termobranduolinio kuro atsargas, pradeda greitai susitraukti. Žvaigždžių, kurios yra apie 10 kartų sunkesnės už Saulę, egzistavimas baigiasi sprogimu. Po to periferiniai regionai praranda ryšį su centru ir nutolsta nuo jo. Jos metu išsiskiria milžiniška energija, primenanti didžiulį blyksnį. Astrofizikai šį reiškinį vadina supernova ir nori išsamiau suprasti šio kataklizmo veikimo mechanizmą.
9. „Pionieriaus anomalija“
Prieš paleidžiant palydovus, mokslininkai kruopščiai apskaičiuoja objektų trajektorijas ir greitį, atsižvelgdami į gravitacinius efektus ir kosminės erdvės keistenybes. Tačiau kai kurie palydovai elgiasi gana keistai. Pavyzdžiui, amerikiečių erdvėlaiviai „Pioneer 11“ir „Pioneer 10“, skridę už Saulės sistemos ribų, lėtina daugiau, nei apskaičiavo mokslininkai. Daugelį metų tarp astrofizikų vyko ginčai dėl šio reiškinio. Kai kurie tyrinėtojai įsitikinę, kad neatsižvelgė į paties palydovo šiluminę spinduliuotę.
10. Kiek yra antžeminių planetų?
Astrofizikai nuėjo ilgą kelią tyrinėdami egzoplanetas, skriejančias aplink kitas žvaigždes. Artimiausiu metu mokslininkai daugiausia dėmesio skirs sausumos planetų su deguonies atmosfera ir skystu vandeniu paieškai.
Irina Dobrova