Jakie są nierozwiązane problemy w kosmologii?

Kosmologia, badanie wszechświata, jest nękany licznymi nierozwiązanymi problemami. Historycznie te nierozwiązane problemy spowodowały nowe osiągnięcia fizyki, które zrewolucjonizowały pole, ale w ostatnim pół wieku kosmolodzy odkrywają nowe problemy i zapewniali mniej odpowiednich rozwiązań. Znalezienie rozwiązań tych problemów może wymagać radykalnego nowego myślenia, a większej tolerancji na zatrudnienie doktorów skłonnych do realizacji własnych pomysłów, a nie po prostu podążania za starszymi naukowcami.

Jednym z najbardziej widocznych problemów w kosmologii jest stała kosmologiczna, która rządzi rozszerzeniem wszechświata, również znanego jako mroczna energia. Znaczna część, około 60%, masowej energii we wszechświecie jest w formie tajemniczej energii, która rozkłada kosmos w tempie przyspieszającym. Co to za energia i skąd ona pochodzi? Kosmolodzy nie mają pojęcia.

Mimo że nadaje się podobną nazwę, istnieje inny problem w kosmologii, tak zwana ciemna materia, która jest w rzeczywistości niezwiązana z ciemną energią, z wyjątkiem, o ile obejmują rzeczy, których nie rozumiemy. Około 90% masy we wszechświecie znajduje się w pozornie niewidocznej formie materii, którą nazywamy ciemną materią. Ta ciemna materia może być mierzona jedynie za pomocą grawitacyjnego ciągnięcia, które ma wokół niego obiekty, a wszystkie obserwowane przez nas galaktyki zawierają duże halo, często rozciągające się na setki tysięcy lat świetlnych poza krawędzi materii świetlnej. Czy ta mroczna materia faktyczna, taka jak słabo oddziałujące masywne cząstki (WIMPS), a może jest to tylko artefakt obserwacyjny spowodowany niewłaściwą teorią grawitacji? Każdy kosmolog, który to wymyśli, byłby praktycznie zagwarantowany nagrodą Nobla, ale żaden z nich się nie powiódł.

Kolejną tajemnicą jest to, dlaczego we wszechświecie jest o wiele więcej niż antymateria. Według teorii fizycznych, teFormy materii są zasadniczo równoważne, ale materia konwencjonalna obserwuje się w znacznie większej obfitości niż antymateria. Czy we wczesnym wszechświecie istniało bardzo duża liczba obu typów i głównie unicestwiły ze sobą, aby opuścić dzisiejszą sprawę? A może od samego początku była o wiele bardziej konwencjonalna? Jeśli jesteś kosmologiem, jest to coś, co utrzymuje cię w nocy.

Niektóre odpowiedzi na powyższe pytania mogą pochodzić z zasady antropijnej - idea obserwowanych wartości była znacznie różna, wszechświat byłby wrogi dla życia, a zatem nie byłoby kosmologów, którzy zadawaliby te pytania. Ale inni postrzegają zasadę antropijną jako wykład, ponieważ oferuje wygodne wyjaśnienie praktycznie wszystkiego, czego tego chcemy. Istnieje wiele innych nierozwiązanych problemów w kosmologii, związane z wytwarzaniem masy dla neutrin, kwestią entropii w odległej przeszłości i warunkom wszechświata IMeded natychmiast po Wielkim Wybuchu. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej, przeczytaj książkę na ten temat przez szanowanego kosmologa.