Да ли смо сами у свемиру? Да ли је универзум бесконачан? Погледајмо најважније мистерије космоса, на које наука бар у овом тренутку није добила јасан одговор.
Свемир је фасцинирао човечанство од давнина. Небо, пуно звезда, планета, комета и других појава, буди нашу радозналост и дивљење. Такође нас занимају мистерије нашег порекла и постојања, црне рупе и тамна материја. Истовремено, универзум крије многе мистерије за које немамо одговоре. Предлажем да се упознате са неким од ових мистерија.
Такође занимљиво: Тераформирање Марса: Може ли се Црвена планета претворити у нову Земљу?
Да ли смо сами у универзуму?
Ово је једно од најстаријих и најосновнијих питања људског постојања. Има ли живота изван Земље? Да ли су ови облици живота интелигентни и да ли можемо да комуницирамо са њима? Како изгледа живот и како се развија ван наше планете? Какве су шансе за сусрет са другим цивилизацијама? На ова питања немамо одговоре, иако постоје различите хипотезе и истраживачки пројекти. На пример, на основу Дрејкове једначине, научници покушавају да одреде број потенцијалних цивилизација у нашој галаксији, а програм СЕТИ (Сеарцх фор Ектратеррестриал Интеллигенце) тражи радио сигнале из свемира. До сада, међутим, нисмо пронашли никакве доказе о животу изван наше планете. Иако то може значити да је веома ретко или веома тешко открити.
Један од аргумената у прилог постојања живота у универзуму је његова огромна величина и разноврсност. Према садашњим проценама, наша галаксија садржи око 100 милијарди звезда, а цео универзум који тренутно можемо да посматрамо има око 100 милијарди галаксија. Научници предвиђају да је најмање 10 милијарди планета у Млечном путу величине Земље и у зони њихове звезде погодној за живот. То јест, на удаљености која омогућава да вода постоји на површини у течном стању. Неке од ових планета могу имати услове сличне нашим, или могу бити потпуно другачији, али ипак повољни за живот. Такође је могуће да ванземаљски живот може да издржи услове који су нама непријатељски или потпуно другачији од Земљиних.
Још један аргумент за постојање живота у универзуму је његова изузетна способност прилагођавања и развоја. Научници верују да се живот на Земљи појавио пре око 3,5 милијарди година, и од тада је еволуирао на невероватан начин, стварајући милионе врста биљака и животиња свих облика, величина и способности. Живот на Земљи је преживео многе катаклизме и климатске промене, прилагођавајући се новим условима. Ово се дешава чак и сада у тако екстремним окружењима као што су топли извори, дубоки океански басени или арктички глечери. Ако је живот на Земљи тако флексибилан и отпоран, зашто не би био исти и другде?
Прочитајте такође: Посматрање црвене планете: историја марсовских илузија
Шта се догодило пре Великог праска?
Према тренутно доминантној космолошкој теорији, универзум је настао пре око 14 милијарди година као резултат Великог праска. Био је то тренутак када су сва материја и енергија били концентрисани у бесконачно малој тачки бесконачне густине и температуре. Као резултат експлозије, почело је брзо ширење и хлађење универзума, које траје до данас. Али шта се догодило пре Великог праска? Да ли је постојао други универзум? Да ли је Велики прасак био јединствен догађај или део циклуса? Немамо одговоре на ова питања јер класична физика не може да опише стање универзума пре Великог праска. Међутим, постоје различите хипотезе које се заснивају на квантним теоријама.
Једна од њих је такозвана хипотеза почетне сингуларности. Претпоставља се да пре Великог праска није било ничега – ни времена, ни простора, ни материје. Све је то настало тек у тренутку експлозије из тачке нулте величине и бесконачне густине.
Друга хипотеза је такозвана вечна инфлација. Претпоставља се да је пре Великог праска постојало квантно поље веома високе енергије које се ширило све већом брзином. Ово поље је било нестабилно и склоно квантним флуктуацијама. На различитим местима поља, прелази у стање ниже енергије су се дешавали хаотично, стварајући мехуриће простора са сопственим законима физике. Сваки такав мехур могао би постати почетак другог универзума. Наш универзум би био један такав мехур који се формирао пре око 14 милијарди година.
Друга претпоставка је такозвана хипотеза великог одскока. Претпоставља се да је пре Великог праска постојао још један универзум који се скупио и достигао своју минималну величину. Тада је дошло до одскока и почела је нова фаза ширења, а такви циклуси стезања и ширења универзума могу се понављати у недоглед. Ова хипотеза је заснована на теорији квантне гравитације петље, која покушава да помири квантну механику са Ајнштајновом општом теоријом релативности.
Као што видите, питање шта се догодило пре Великог праска нема једноставан одговор. Можда никада нећемо знати, или ћемо можда морати да променимо своје схватање времена и простора да бисмо пронашли одговор. Иако је човечанство већ доказало да може изненадити.
Прочитајте такође: Свемирске мисије са људском посадом: Зашто је повратак на Земљу и даље проблем?
Како је настао живот?
Живот је једно од највећих чуда универзума. Организми способни за раст, репродукцију, прилагођавање и еволуцију настали су из неживе материје. Али како се то догодило? Како су прве ћелије настале од једноставних органских молекула и како су се сви облици живота на Земљи развили из њих? Још немамо коначне одговоре на ова питања, иако постоје различите теорије и хипотезе о настанку живота. Неки од њих су засновани на експериментима и запажањима, други - на фикцијама и нагађањима.
Једна од теорија је такозвана хипотеза о примарној бујону. Претпоставља се да је живот настао у океанима ране Земље, где су постојали једноставни органски молекули као што су аминокиселине, полипептиди, азотне базе и нуклеотиди. Ова једињења би се могла синтетизовати у атмосфери под утицајем електричних пражњења или космичких зрака, а затим ући у океане. Тамо би се могли комбиновати у веће структуре, као што су протеини или нуклеинске киселине. Временом би се, на основу природне селекције, могли појавити први саморепродукциони системи.
Такозвана хипотеза глине сугерише да је живот настао на копну где су постојали алуминосиликатни минерали са кристалном структуром. Ови минерали могу послужити као катализатори и шаблони за стварање и организацију органских молекула. На површини глине би се могли формирати слојеви протеина и нуклеинских киселина, од којих би могле да настану прве ћелије окружене липидним мембранама.
Друга теорија је хипотеза о такозваним хидротермалним изворима. Претпоставља се да је живот настао на дну океана у хидротермалним кратерима, из којих излази топла вода, богата минералима и једињењима сумпора. У таквом окружењу могу да се формирају једноставни органски молекули и термички и хемијски градијенти који промовишу биохемијске реакције. Прве ћелије заштићене од спољашњих услова могле су се формирати у пукотинама стена или у микропорама димњака.
Постоји много сличних теорија и хипотеза, али ниједна од њих није убедљиво доказана. Питање стварања живота је и даље отворено. Или смо можда пресељени, на пример, са Марса или Венере? Да ли смо могли бити створени од неке тамне материје или енергије?
Прочитајте такође: О квантним рачунарима једноставним речима
Шта је тамна материја и тамна енергија?
Астрономска запажања показују да обична материја (атоми, честице, планете, звезде итд.) чини само око 5% масе и енергије универзума. Остало је такозвана тамна материја (око 27%) и тамна енергија (око 68%). Тамна материја је невидљива јер не апсорбује и не рефлектује електромагнетно зрачење, већ има гравитациону интеракцију са другим објектима, без које галаксије не би могле да се држе заједно и распале би се под утицајем ротације. Тамна енергија је мистериозна сила која убрзава ширење универзума и супротставља се гравитацији. Међутим, не знамо тачно шта су тамна материја и тамна енергија, нити како су настале.
Знамо да тамна материја постоји јер је количина обичне материје, односно оне која се састоји од атома или јона, у универзуму премала да генерише гравитационе интеракције које посматрамо. Зашто овде помињем гравитацију? Зато што је то манифестација постојања материје. Једноставно речено, материја има масу способну да изврши специфичан гравитациони утицај на своју околину. Ако узмемо у обзир сваку галаксију, звезду, облак прашине у међузвезданом простору, односно сву обичну материју која нам је позната у универзуму, приметићемо много више гравитационих интеракција него што та количина материје може да створи. Дакле, мора постојати нешто друго што би објаснило вишак гравитације.
Ако постоји последица, мора постојати и узрок. Ово је један од апсолутно основних принципа у науци и посматрању околног света, који помаже у извлачењу закључака, открића и један је од најбољих путоказа у потрази за могућим одговорима на питања која узбудљива науку. За постојање тамне материје знамо захваљујући теорији која описује како тамна материја утиче на брзину ротације звезда у наручју Млечног пута. Процењује се да би у нашем делу Галаксије требало да буде само 0,4 до 1 кг тамне материје, која највероватније заузима простор упоредив са величином Земље.
Претпоставка да тамна материја постоји сада је доминантно објашњење за аномалије галактичке ротације које посматрамо и кретање галаксија у јатима. То јест, посматрања галаксија доказују постојање тамне материје.
Сада пређимо на тамну енергију. Значајно се разликује од тамне материје. Знамо да њен утицај мора бити одбојан, што доводи до убрзаног ширења универзума. Ово убрзање се може мерити посматрањем, јер се галаксије удаљавају једна од друге брзином пропорционалном њиховој удаљености.
Дакле, опет, имамо ефекат, тако да мора постојати узрок. Сва тренутна мерења потврђују да се универзум шири све брже. Заједно са другим научним подацима, ово је омогућило да се потврди постојање тамне енергије и да се процени њена количина у свемиру. Због овог одбојног својства, тамна енергија се такође може сматрати „антигравитацијом“.
Која је разлика између тамне материје и тамне енергије? Упркос сличном имену, погрешно је мислити о тамној енергији као о нечему што се односи на друге, познате врсте енергије, на исти начин на који је тамна материја повезана са обичном материјом. Штавише, тамна материја и тамна енергија имају потпуно различите ефекте на универзум.
Прочитајте такође: Ко су биохакери и зашто се добровољно чипују?
Да ли је могуће путовање кроз време?
Путовање кроз време је сан многих људи, тако да видимо много књижевних дела и филмова на ову тему. Али да ли је то физички могуће? Према Ајнштајновој теорији релативности, време није константно и апсолутно, већ зависи од брзине посматрача и силе гравитације. Што се брже крећемо, или што је гравитационо поље јаче, време нам спорије пролази. То значи да је путовање у будућност могуће ако достигнемо веома велику брзину или се приближимо веома масивном објекту. На пример, време пролази мало спорије за астронаута у Земљиној орбити него за човека на површини планете. Међутим, ова разлика је премала да би била приметна. Да бисмо могли да путујемо у будућност, морали бисмо да путујемо брзинама близу брзине светлости или да будемо близу црне рупе. Међутим, обе ове опције превазилазе наше техничке могућности.
Пут у прошлост је још компликованији и контроверзнији. Чини се немогућим, јер је забрањено неким физичким законима. Неке теорије, међутим, дозвољавају постојање такозваних затворених временских кривих, односно путања у простор-времену, циклуса у времену који се враћају у исту тачку. Такви путеви би нам могли омогућити да путујемо у прошлост, али би захтевали веома необичне услове, као што је црвоточина или ротирајућа црна рупа.
Теоретски, црне рупе могу да се ротирају, а овај феномен се назива „црна рупа која се окреће“ или „Керова црна рупа“. Године 1963. амерички физичар Рој Кер предложио је математички модел црне рупе која ротира око своје осе.
Међутим, не знамо да ли такви објекти постоје и да ли су стабилни. Осим тога, путовање кроз време ствара многе логичке парадоксе и узрочно-последичне контрадикције, на пример, парадокс деде – шта се дешава ако путник кроз време убије свог деду пре него што му се отац роди? Неки научници покушавају да објасне ове парадоксе сугеришући постојање више светова или самообнављање простор-времена.
Прочитајте такође: Телепортација са научне тачке гледишта и њена будућност
Да ли постоје паралелни универзуми?
Да ли је наш универзум јединствен, или је део веће структуре, такозваног мултиверзума? Да ли постоје други универзуми у којима би историја и физика могли да испадну другачије? Можемо ли да комуницирамо са овим световима или да их посетимо? То су питања која се тичу не само научника, већ и писаца и кинематографа. Постоји неколико хипотеза за постојање паралелних универзума, као што су теорија струна, теорија вечне инфлације и квантномеханичка интерпретација мултиверзума. Међутим, ниједан од њих није потврђен ни опсервацијама ни експериментално.
Једна од хипотеза је теорија струна, која претпоставља да основни физички објекти нису тачкасте честице, већ једнодимензионални низови који осцилирају у десетодимензионалном простору. Теорија струна дозвољава постојање хипотетичких брана (мембрана), које су вишедимензионални објекти направљени од струна. Наш универзум може бити слична брана, обешена у вишој димензији. Могуће је и да постоје и друге бране које су од наше одвојене малом раздаљином. Ако би се две бране судариле једна са другом, могле би изазвати Велики прасак и створити нови универзум.
Друга хипотеза је вечна инфлација, која је горе поменута. Повезан је са квантним пољем веома високе енергије, које се све брже шири.
Занимљива хипотеза је квантномеханичка интерпретација мултиверзума, која сугерише да свако квантно мерење доводи до гранања универзума на многе могуће исходе. На пример, ако мерите положај електрона у атому водоника, можете добити различите вредности са одређеном вероватноћом. Таква мултиверзална интерпретација сугерише да се свака од ових димензија реализује у другом универзуму и да се ми дуплирамо са сваком димензијом. На тај начин настаје бесконачан број паралелних универзума који се међусобно разликују у малим детаљима или потпуно различитим причама.
Прочитајте такође: Битцоин рударење има више губитака него добитака - зашто?
Шта се дешава унутар црних рупа?
Црне рупе су космички објекти са тако великом густином и гравитационом силом да им ништа не може побећи, чак ни светлост. Настају као резултат колапса језгара умирућих звезда или спајања мањих црних рупа. Око сваке црне рупе је граница која се зове хоризонт догађаја, која означава тачку без повратка за било шта што јој се приближава. Али шта се дешава иза хоризонта догађаја? Шта је унутар црне рупе? На ова питања немамо одговоре јер класична физика не може да опише услове и процесе унутар црне рупе. Међутим, могуће су различите хипотезе засноване на квантним или алтернативним теоријама.
Једна таква претпоставка је хипотеза сингуларности. Каже да су сва материја и енергија унутар црне рупе концентрисане у једној тачки нулте запремине и бесконачне густине и закривљености простор-време. У таквом тренутку сви познати закони физике престају да важе, а ми не знамо шта се ту дешава.
Планкова хипотеза о звездама предвиђа да дубоко унутар црне рупе материја није компримована у сингуларитет, већ у стање изузетно високе густине и температуре, у којем делују закони квантне гравитације (комбинација квантне механике и опште релативности). У овом стању, материје би могле да се одбијају једна од друге и формирају сферни објекат са радијусом близу Планкове дужине - најмањом могућом дужином у физици. Његова вредност је невероватно мала: 20 редова величине мања од величине атомског језгра. Такав објекат може да емитује Хокингово зрачење (квантне флуктуације изнад хоризонта догађаја) и постепено губи масу и енергију све док не експлодира и ослободи цео садржај црне рупе.
Друга идеја је такозвана хипотеза гравастар. Претпоставља се да на граници хоризонта догађаја постоји слој егзотичне материје са негативним притиском, који спречава да се унутрашњост црне рупе уруши у сингуларитет. У овом случају, унутрашњост црне рупе би била празан простор са константном густином и нултом температуром. Таква структура би била стабилна и не би емитовала Хокингово зрачење.
Прочитајте такође: Блоцкцхаинс сутрашњице: Будућност индустрије криптовалута једноставним речима
Да ли универзум има крај?
Универзум је бесконачан и нема граница - ово је најједноставнији одговор на ово питање. Али шта то заиста значи и како можемо бити сигурни? Постоје три могућа сценарија: универзум је неограничен, коначан и затворен (као сфера или торус), универзум је коначан и отворен (као седло), или је универзум бесконачан и раван. Такође не знамо шта се дешава иза хоризонта догађаја, границе видљивог универзума која је резултат коначне брзине светлости.
Почнимо са оним што сигурно знамо. Знамо да се универзум шири, што значи да се растојања између галаксија стално повећавају. Такође знамо да је свемир стар око 13,8 милијарди година и да је настао у Великом праску, стању екстремне густине и температуре које је довело до материје, енергије, времена и простора.
Али шта се догодило пре Великог праска? А шта је иза хоризонта догађаја – граница посматраног универзума, иза које због ограничене брзине светлости не можемо ништа да видимо? Постоји ли крај универзуму или баријера?
Научници верују да је то мало вероватно. Нема доказа о таквом крају или баријери. Уместо тога, најприхватљивији је модел у коме је универзум хомоген и изотропан, што значи да је исти у свим правцима и на свим локацијама. Такав универзум нема ивицу или центар и може бити бесконачне величине.
Наравно, не можемо ово директно тестирати јер не можемо путовати брже од светлости или ићи даље од видљивог универзума. Али можемо закључити о својствима читавог универзума из онога што видимо на дохват руке. И сва запажања указују на то да је универзум хомоген у великој мери.
То не значи да нема других опција. Неке алтернативне теорије сугеришу да универзум може бити закривљен или сложен геометријски облик. Такође може бити део веће структуре или имати више копија или одраза.
Такође занимљиво: Проблеми геоинжењеринга: Европска унија ће забранити научницима да се "играју Бога"
Постоји ли начин да се путује брже од светлости?
Кретање брже од светлости је хипотетичка могућност да се материја или информација крећу брже од брзине светлости у вакууму, која износи око 300 км/с. Ајнштајнова теорија релативности предвиђа да само честице са нултом масом мировања (као што су фотони) могу да путују брзином светлости и да ништа не може да путује брже. Изнета је претпоставка о могућности постојања честица са брзином већом од брзине светлости (тахиони), али би њихово постојање нарушило принцип каузалности и значило би померање у времену. Научници још нису дошли до консензуса по овом питању.
Међутим, сугерисано је да неки искривљени региони простор-времена могу дозволити материји да стигне до удаљених места за мање времена него светлост у нормалном („неискривљеном“) простор-времену. Овакве „привидне“ или „ефикасне“ области простор-времена не искључује општа теорија релативности, али њихова физичка веродостојност тренутно није потврђена. Примери су Алкубијеров погон, Красникове цеви, црвоточине и квантно тунелирање.
Последице путовања брже од светлости на нашем нивоу знања о свемиру тешко је предвидети јер захтевају нову физику и експерименте. Једна од могућих последица би била могућност путовања кроз време и логичких парадокса везаних за узрочност. Друга последица може бити могућност проучавања удаљених звезда и планета током живота особе. На пример, најближа звезда изван Сунчевог система, Проксима Кентаури, удаљена је око 4,25 светлосних година. Путовање брзином светлости трајало би само 4 године и 3 месеца, а путовање брже од светлости трајало би још мање времена.
Такође занимљиво: Прва фотографија са телескопа Џејмс Веб је година: Како је променила наш поглед на универзум
Где нестају планете? Шта им се дешава?
Изгубљене планете су хипотетички објекти у Сунчевом систему чије постојање није потврђено, али је направљено на основу научних опсервација. Данас постоје научне претпоставке о могућности постојања непознатих планета које су можда изван нашег тренутног знања.
Једна таква хипотетичка планета је Фаетон, или Олберсова планета, која је могла постојати између орбите Марса и Јупитера, а њено уништење би резултирало формирањем астероидног појаса (укључујући патуљасту планету Церес). Ова хипотеза се тренутно сматра мало вероватном јер је астероидни појас сувише мале масе да би настао услед експлозије велике планете. Истраживачи са Универзитета Флорида открили су 2018. да се астероидни појас формирао од фрагмената најмање пет до шест објеката величине планете, а не од једне планете.
Друга хипотетичка планета је Планета В, која је, према Џону Чемберсу и Џеку Лису, некада постојала између Марса и астероидног појаса. Претпоставка о постојању такве планете направљена је на основу компјутерских симулација. Планета В је можда била одговорна за Велико бомбардовање које се догодило пре око 4 милијарде година, које је створило бројне ударне кратере на Месецу и другим телима у Сунчевом систему.
Постоје и различите хипотезе о планетама иза Нептуна, попут планете девет, планете Кс, Тајче и других, које покушавају да објасне постојање привидних аномалија у орбитама неких удаљених транс-нептунских објеката. Међутим, ниједна од ових планета није директно посматрана, а њихово постојање је и даље дискутабилно. Иако научници још увек покушавају да проучавају простор између Марса и Јупитера, иза Нептуна. Можда ћемо касније имати нове хипотезе и открића.
Човечанству је одувек било важно да зна одговоре о космосу, о Земљи и о себи. Али до сада је наше знање ограничено, иако научници не стоје мирно, покушавајући да пронађу одговоре, утирући нове путеве у свемир. Јер мора постојати одговор на свако питање или загонетку. Тако је уређен човек, тако је уређен универзум.
Такође занимљиво:
Хвала вам!!!