Каковы некоторые нерешенные проблемы в космологии?

Космология, изучение вселенной, страдает от многочисленных нерешенных проблем. Исторически эти нерешенные проблемы побуждали к новым разработкам в физике, что привело к революции в этой области, но в последние полвека космологи открывали новые проблемы и предлагали меньше соответствующих решений. Поиск решений этих проблем может потребовать радикально нового мышления и большей терпимости в отношении найма докторов наук, склонных преследовать свои собственные идеи, а не просто следовать тем, что были у старших ученых.

Одной из наиболее заметных проблем в космологии является космологическая постоянная, которая управляет расширением Вселенной, также известной как темная энергия. Значительная часть, около 60% массы-энергии во вселенной, находится в форме таинственной энергии, которая разгоняет космос с ускоряющейся скоростью. Что это за энергия и откуда она берется? Космологи понятия не имеют.

Хотя и дано похожее название, в космологии есть еще одна проблема, так называемая темная материя, которая на самом деле не связана с темной энергией, за исключением тех случаев, когда они связаны с вещами, которые мы не понимаем. Около 90% массы во вселенной находится в явно невидимой форме материи, которую мы называем темной материей. Эта темная материя может быть измерена только по гравитационному притяжению, которое она оказывает на объекты вокруг нее, и все галактики, которые мы наблюдаем, содержат ее большие ореолы, часто простирающиеся на сотни тысяч световых лет за пределы светящейся материи. Является ли эта темная материя действительной материей, такой как слабо взаимодействующие массивные частицы (WIMP), или, возможно, это просто наблюдательный артефакт, вызванный неправильной теорией гравитации? Любому космологу, который это выяснит, будет практически гарантирована Нобелевская премия, но ни один из них не удался.

Еще одна загадка - почему во вселенной гораздо больше материи, чем антивещества. Согласно физическим теориям, эти формы материи по существу эквивалентны, но обычная материя наблюдается в гораздо большем количестве, чем антивещество. Было ли очень большое количество обоих типов в ранней вселенной, и они в основном уничтожались друг с другом, чтобы оставить сегодняшнее дело? Или с самого начала было гораздо больше обычного? Если вы космолог, это то, что не дает вам спать по ночам.

Некоторые ответы на поставленные выше вопросы могут быть получены из антропного принципа - идея о том, что наблюдаемые значения сильно отличаются, вселенная будет враждебна к жизни, и, следовательно, не будет космологов, которые будут задавать эти вопросы. Но другие видят антропный принцип как отговорку, потому что он предлагает удобное объяснение практически всего, чего мы хотим. В космологии существует множество других нерешенных проблем, связанных с генерацией массы нейтрино, вопросом энтропии в далеком прошлом и состояниями Вселенной сразу после Большого взрыва. Если вы хотите узнать больше, прочитайте книгу уважаемого космолога на эту тему.