Hva er noen uløste problemer i kosmologi?

Kosmologi, studiet av universet, er plaget av en rekke uløste problemer. Historisk har disse uløste problemene fått ny fysikkutvikling som fortsatte å revolusjonere feltet, men i løpet av det siste halve århundre har kosmologene oppdaget nye problemer og gitt færre tilsvarende løsninger. Å finne løsningene på disse problemene kan kreve radikal nytenking, og mer toleranse overfor å ansette doktorgrader er tilbøyelig til å forfølge sine egne ideer i stedet for bare å følge de av seniorforskere.

Et av de mest iøynefallende problemene i kosmologien er den kosmologiske konstanten, som styrer utvidelsen av universet, også kjent som mørk energi. En betydelig del, omtrent 60%, av massenergien i universet er i en form for mystisk energi som skyver kosmos fra hverandre med en akselererende hastighet. Hva er denne energien, og hvor kommer den fra? Kosmologer har ingen reell ide.

Selv om det er gitt et lignende navn, er det et annet problem i kosmologien, den såkalte mørke materien, som faktisk ikke er relatert til mørk energi, bortsett fra i den grad de involverer ting vi ikke forstår. Rundt 90% av massen i universet er i en tilsynelatende usynlig form for materie som vi kaller mørk materie. Denne mørke materien kan bare måles med tyngdekraften den har på objekter rundt seg, og alle galakser vi observerer inneholder store glorier av den, som ofte strekker seg i hundretusenvis av lysår utover kanten av lysende materie. Er dette mørk materiell faktisk materie, for eksempel svakt samvirke massive partikler (WIMPs), eller er det bare en observasjonell artefakt forårsaket av en feil gravitasjonsteori? Enhver kosmolog som finner ut dette ville praktisk talt garantert en Nobelpris, men ingen har lyktes.

Et annet mysterium er hvorfor det er så mye mer materie enn antimaterie i universet. I følge fysiske teorier er disse stoffformene i hovedsak likeverdige, men konvensjonell materie blir observert i mye større forekomster enn antimaterie. Var det en veldig stor mengde av begge typene i det tidlige universet, og de utslettet for det meste med hverandre for å forlate dagens sak? Eller var det en mye mer konvensjonell sak fra starten? Hvis du er kosmolog, er dette den slags ting som holder deg oppe om natten.

Noen av svarene på de ovennevnte spørsmålene kan være avledet fra det antropiske prinsippet - ideen om at de observerte verdiene var mye annerledes, universet ville være fiendtlig mot livet og det ville derfor ikke være noen kosmologer som stiller disse spørsmålene. Men andre ser det antropiske prinsippet som en cop-out, fordi det gir en praktisk forklaring på praktisk talt alt vi ønsker det. Det er mange andre uløste problemer i kosmologien, som har å gjøre med massegenerering for nøytrinoer, spørsmålet om entropi i den fjerne fortid og universets forhold umiddelbart etter Big Bang. Hvis du vil lære mer, kan du lese en bok om emnet av en respektert kosmolog.