Quels sont les problèmes non résolus en cosmologie?
La cosmologie, l'étude de l'univers, est en proie à de nombreux problèmes non résolus. Historiquement, ces problèmes non résolus ont provoqué de nouveaux développements en physique qui ont ensuite révolutionné le domaine, mais au cours du dernier demi-siècle, les cosmologues ont découvert de nouveaux problèmes et ont fourni moins de solutions correspondantes. Trouver les solutions à ces problèmes peut nécessiter une nouvelle pensée radicale, et plus de tolérance à l'embauche de doctorants enclins à poursuivre leurs propres idées plutôt que de suivre celles des scientifiques seniors.
L'un des problèmes les plus remarquables de la cosmologie est la constante cosmologique, qui régit l'expansion de l'univers, également connu sous le nom d'énergie sombre. Une partie substantielle, environ 60%, de l'énergie de masse dans l'univers est sous une forme d'énergie mystérieuse qui écarte le cosmos à un rythme d'accélération. Quelle est cette énergie et d'où vient-elle? Les cosmologues n'ont aucune idée réelle.
Bien qu'on vous donne un nom similaire, il y a un autre problème en cosmologie, la soi-disant matière noire, qui n'est en fait pas liée à l'énergie sombre, sauf dans la mesure où ils impliquent des choses que nous ne comprenons pas. Environ 90% de la masse de l'univers se trouve dans une forme de matière apparemment invisible que nous appelons la matière noire. Cette matière noire ne peut être mesurée que par l'attraction gravitationnelle qu'il a sur des objets autour d'elle, et toutes les galaxies que nous observons en contiennent de grands halos, s'étendant souvent pendant des centaines de milliers d'années-lumière au-delà du bord de la matière lumineuse. Cette matière noire est-elle une matière réelle, comme l'interaction faiblement en interaction (WIMP), ou peut-être est-ce juste un artefact d'observation causé par une théorie de la gravité inappropriée? Tout cosmologue qui le comprend serait pratiquement garanti un prix Nobel, mais aucun n'a réussi.
Un autre mystère est la raison pour laquelle il y a tellement plus de matière que de l'antimatière dans l'univers. Selon les théories physiques, cesLes formes de matière sont essentiellement équivalentes, mais la matière conventionnelle est observée en abondance beaucoup plus grande que l'antimatière. Y a-t-il eu une très grande quantité de deux types dans le début de l'univers, et ils se sont principalement anéantis l'un avec l'autre pour quitter la matière d'aujourd'hui? Ou y avait-il beaucoup plus de matières conventionnelles dès le début? Si vous êtes cosmologue, c'est le genre de chose qui vous tient éveillé la nuit.
Certaines des réponses aux questions ci-dessus peuvent être dérivées du principe anthropique - l'idée qui est que les valeurs observées étaient très différentes, l'univers serait hostile à la vie et donc il n'y aurait pas de cosmologues pour poser ces questions. Mais d'autres voient le principe anthropique comme un flic-out, car il offre une explication pratique pour pratiquement tout ce que nous voulons. Il existe de nombreux autres problèmes non résolus en cosmologie, liés à la génération de masse pour les neutrinos, la question de l'entropie dans le passé lointain, et les conditions de l'univers IMOTMIDEMENT après le Big Bang. Si vous voulez en savoir plus, allez lire un livre sur le sujet par un cosmologiste respecté.