TOP-10 ბუნების საიდუმლოებები, რომლებსაც მეცნიერება ვერ ხსნის

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

იმისდა მიუხედავად, რომ მრავალი ფაქტი და თეორია, რომელთა ირგვლივ ჯერ კიდევ მიმდინარეობს დებატები ხალხში, დიდი ხანია არ იწვევს მეცნიერებს შორის ეჭვს, ეს არ ნიშნავს, რომ სამყაროს შესახებ სამეცნიერო იდეებს შეიძლება ეწოდოს ამომწურავი.

რატომ არის უფრო მეტი მატერია, ვიდრე ანტიმატერია?

პრაქტიკული ფიზიკის თანამედროვე გაგებით, მატერია და ანტიმატერია იდენტურია, მაგრამ საპირისპირო. როდესაც ისინი შეხვდებიან, მათ უნდა გაანადგურონ ერთმანეთი და არაფერი დატოვონ. და ასეთი ურთიერთ განადგურების უმეტესობა უკვე მოხდა ახალ სამყაროში.

მიუხედავად ამისა, მასში საკმარისი მატერია დარჩა, რათა შეიქმნას მილიარდობით და მილიარდი გალაქტიკა, ვარსკვლავი, პლანეტა და მრავალი სხვა. ეს გამოწვეულია მეზონებით, კომპოზიციური (არა ელემენტარული) ნაწილაკებით, რომლებსაც აქვთ მოკლე ნახევარგამოყოფის პერიოდი, რომლებიც შედგება კვარკებისა და ანტიკვარკებისგან. B-მეზონები უფრო ნელა იშლება ვიდრე ანტი-B-მეზონები, რის წყალობითაც საკმარისი B-მეზონი გადარჩება სამყაროში მთელი მატერიის შესაქმნელად. გარდა ამისა, B-, D- და K-მეზონებს შეუძლიათ ვიბრირება და გახდნენ ანტინაწილაკები და პირიქით შემადგენელი ნაწილაკები.

კვლევამ აჩვენა, რომ მეზონები უფრო მეტად იღებენ ნორმალურ მდგომარეობას, თუმცა ეს შეიძლება უბრალოდ იმიტომ იყოს, რომ უფრო მეტი ნორმალური ნაწილაკია, ვიდრე ანტინაწილაკები.

სად არის მთელი ლითიუმი?

ადრე, როდესაც სამყაროში ტემპერატურა საოცრად მაღალი იყო, წყალბადის, ჰელიუმის და ლითიუმის იზოტოპები უხვად წარმოიქმნა.

წყალბადი და ჰელიუმი ჯერ კიდევ წარმოუდგენლად უხვადაა და შეადგენენ სამყაროს მასის უმეტეს ნაწილს, მაგრამ ლითიუმ-7 იზოტოპების რაოდენობა, რომელთა დაკვირვებაც ახლა შეგვიძლია, წარსულის მხოლოდ მესამედია. არსებობს მრავალი განსხვავებული ახსნა, თუ რატომ მოხდა ეს - ჰიპოთეზების ჩათვლით, რომლებიც მოიცავს ჰიპოთეტურ ბოზონებს, რომლებიც ცნობილია როგორც აქსიონები. სხვები თვლიან, რომ ლითიუმი შეიწოვება ვარსკვლავების ბირთვით, რასაც ჩვენი ტელესკოპები და ინსტრუმენტები ვერ ამჩნევენ. ნებისმიერ შემთხვევაში, ახლა არ არსებობს ადეკვატური ახსნა, თუ სად წავიდა მთელი ლითიუმი სამყაროდან.

რატომ გვძინავს?

მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ვიცით, რომ ადამიანის ორგანიზმში მიმდინარე პროცესები რეგულირდება ბიოლოგიური საათის მიერ, რომელიც გვაღვიძებს და გვაძინებს, არ ვიცით რატომ ხდება ეს. ძილი არის დრო, როდესაც ჩვენი სხეული აღადგენს ქსოვილებს და ასრულებს სხვა რეგენერაციის პროცესებს. და ჩვენი ცხოვრების დაახლოებით მესამედს ძილში ვატარებთ.

ზოგიერთ სხვა ორგანიზმს საერთოდ არ სჭირდება ძილი, რატომ გვჭირდება ის? არსებობს რამდენიმე განსხვავებული ვერსია იმის შესახებ, თუ რატომ ხდება ეს, მაგრამ არცერთი მათგანი არ არის სრული პასუხი კითხვაზე. ერთ-ერთი თეორიის თანახმად, იმ ცხოველებს, რომლებსაც სძინავთ, მოახერხეს მტაცებლებისგან დამალვის უნარის გამომუშავება, სხვებს კი მუდმივი სიფხიზლე სჭირდებათ და ამიტომ ისინი რეგენერაციას განიცდიან და ძილის გარეშე ისვენებენ. ძილის მრავალი კვლევა ახლა ფოკუსირებულია იმაზე, თუ რატომ არის ძილი მნიშვნელოვანი და როგორ მოქმედებს ის გონებრივ მუშაობაზე.

რა არის გრავიტაცია?

ბევრმა იცის, რომ მთვარის გრავიტაცია იწვევს ცვალებადობას, დედამიწის გრავიტაცია გვაკავებს ჩვენი პლანეტის ზედაპირზე, მზის გრავიტაცია აიძულებს დედამიწას ორბიტაზე დარჩეს. მაგრამ როგორ შეიძლება აიხსნას ეს ფენომენი?

ეს ძლიერი ძალა იქმნება მატერიის მიერ და უფრო დიდ ობიექტებს შეუძლიათ მცირე ობიექტების მიზიდვა. მიუხედავად იმისა, რომ მეცნიერები გაერკვნენ, თუ როგორ მუშაობს მიზიდულობის ძალა, ისინი არც კი არიან დარწმუნებული, არსებობს თუ არა იგი. არის თუ არა გრავიტაცია გრავიტაციული ნაწილაკების არსებობის შედეგი? რატომ არის ატომებში ამდენი ცარიელი ადგილი - ანუ რატომ არიან ბირთვი და ელექტრონები ერთმანეთისგან საკმაოდ დიდ მანძილზე? რატომ არის ატომების შემაკავებელი ძალა განსხვავებული მიზიდულობის ძალისგან? ჩვენ ვერ ვუპასუხებთ ამ კითხვებს მეცნიერების განვითარების დღევანდელ დონეზე.

აბა, სად არიან მერე?

დაკვირვებადი სამყარო დიამეტრის 92 მილიარდ სინათლის წელს აღწევს. ის სავსეა მილიარდობით გალაქტიკით ვარსკვლავებითა და პლანეტებით და დედამიწა ახლა ითვლება ერთადერთ აშკარად დასახლებულ პლანეტად. სტატისტიკურად, შანსი იმისა, რომ ჩვენი პლანეტა ერთადერთია სამყაროში, სადაც სიცოცხლეა, ძალიან მცირეა.მაშინ რატომ ჯანდაბა ჯერ არავინ დაგვიკავშირებია?

ამას ეწოდება ფერმის პარადოქსი (იტალიელი ფიზიკოსის ენრიკო ფერმის, მსოფლიოში პირველი ბირთვული რეაქტორის შემქმნელის სახელით). ათობით ახსნა შემოგვთავაზა იმის შესახებ, თუ რატომ არ ვიცნობთ ჯერ კიდევ არამიწიერ სიცოცხლეს, რომელთაგან ზოგიერთი სიმართლესაც კი ეჩვენება. ასე რომ, დღეების განმავლობაში შეგვიძლია ვისაუბროთ სხვადასხვა გამოტოვებულ სიგნალებზე, რომ უცხოპლანეტელები უკვე არიან ჩვენს შორის, მაგრამ ჩვენ არ ვიცით, ან რომ ისინი ვერ დაგვიკავშირდებიან. კარგი, ან არის უფრო სევდიანი ვარიანტი - დედამიწა მართლაც ერთადერთი დასახლებული პლანეტაა.

რისგან შედგება ბნელი მატერია?

მთელი სამყაროს მასის დაახლოებით 80% ბნელი მატერიაა. ეს არის ისეთი სპეციფიკური რამ, რომელიც საერთოდ არ ასხივებს სინათლეს. მიუხედავად იმისა, რომ ბნელი მატერიის შესახებ პირველი თეორიები გაჩნდა დაახლოებით 60 წლის წინ, ჯერ კიდევ არ არსებობს მისი არსებობის პირდაპირი მტკიცებულება.

ზოგიერთი მეცნიერი თვლის, რომ ბნელი მატერია შედგება ჰიპოთეტური სუსტად ურთიერთქმედების მასიური ნაწილაკებისგან - WIMPs, (WIMPs, Weakly Interacting Massive Particle), რომელიც, ფაქტობრივად, შეიძლება იყოს 100-ჯერ უფრო მძიმე ვიდრე პროტონები, მაგრამ არ ურთიერთქმედებს ბარიონულ მატერიასთან, რომლის ქვეშაც ჩვენი დეტექტორები გამკაცრებულნი არიან… სხვები თვლიან, რომ ბნელი მატერია შეიცავს ნაწილაკებს, როგორიცაა აქსიონი, ნეიტრალინო და ფოტინო.

როგორ გაჩნდა სიცოცხლე?

საიდან მოდის სიცოცხლე დედამიწაზე? როგორ გაჩნდა? "პირველადი სუპის" თეორიის მომხრეები თვლიან, რომ ნაყოფიერი დედამიწა თავად ქმნიდა სულ უფრო რთულ მოლეკულებს, რომლებშიც გაჩნდა პირველი სიცოცხლე. ეს პროცესები მიმდინარეობდა ოკეანის ფსკერზე, ვულკანურ კრატერებში, ასევე ნიადაგში და ყინულის ქვეშ. სხვა თეორიები დიდ მნიშვნელობას ანიჭებენ სინათლესა და ვულკანურ აქტივობას.

გარდა ამისა, დნმ ახლა განიხილება დედამიწაზე სიცოცხლის დომინანტურ საფუძვლად, მაგრამ ასევე ვარაუდობენ, რომ რნმ შეიძლება იყოს სიცოცხლის ერთ-ერთი პირველი ძირითადი ფორმა. კიდევ ერთი გადაუჭრელი მეცნიერული კითხვა - არსებობს თუ არა სხვა ნუკლეინის მჟავები რნმ-ისა და დნმ-ის გარდა? სიცოცხლე მხოლოდ ერთხელ გაჩნდა, თუ ერთხელ დაიწყო, შემდეგ განადგურდა და შემდეგ კვლავ გამოჩნდა? ზოგიერთს სჯერა პანსპერმიის - ამ თეორიის მიხედვით, მიკროორგანიზმები (სიცოცხლის მიკრობები) დედამიწაზე მეტეორიტებმა და კომეტებმა ჩამოიტანეს. მაშინაც კი, თუ ეს მართალია, მაშინ უცნობია, საიდან გაჩნდა სიცოცხლე პანსპერმიის წყაროში.

როგორ მუშაობს ტექტონიკური ფილები?

ეს შეიძლება გაგიკვირდეთ, მაგრამ ფილების ტექტონიკის თეორია, კონტინენტების მოძრაობა და მიწისძვრები, ვულკანური ამოფრქვევები და მთების ფორმირებაც კი ფართოდ გახდა ცნობილი არც ისე დიდი ხნის წინ (მეოცე საუკუნის მეორე ნახევარში). მიუხედავად იმისა, რომ უკვე გამოითქვა ჰიპოთეზა, რომ ექვს თხუთმეტასი წლის წინ მხოლოდ ერთი კონტინენტი იყო, 1960-იან წლებში ამ თეორიას მცირე მხარდაჭერა ჰქონდა. მაშინ გაიმარჯვა ფსკერის გავრცელების თეორიამ.

ამ თეორიის მიხედვით, უზარმაზარი ქედები, რომლებიც ყოფს დედამიწის ქერქს თითოეული ოკეანის ქვეშ, აღნიშნავს საზღვრებს ტექტონიკურ ფირფიტებს შორის, რომლებიც თანდათან მოძრაობენ საპირისპირო მიმართულებით. როდესაც ფირფიტები მოძრაობენ, მანტიიდან გავარვარებული მასა ამოდის, ავსებს ნაპრალს დედამიწის ქერქში და შემდეგ ზღვის ფსკერი ნელ-ნელა მოძრაობს კონტინენტისკენ. მაგრამ ეს თეორია მალევე უარყვეს.

ნებისმიერ შემთხვევაში, მეცნიერები ჯერ კიდევ არ არიან დარწმუნებულები, თუ რა იწვევს ამ ძვრებს ან როგორ შეიქმნა ტექტონიკური ფირფიტები. არსებობს მრავალი თეორია, მაგრამ არცერთი მათგანი სრულად არ ასახავს ამ მოძრაობის ყველა ასპექტს.

როგორ მიგრირებენ ცხოველები?

მრავალი ცხოველი და მწერი მიგრირებს მთელი წლის განმავლობაში, ცდილობს აირიდოს ტემპერატურის სეზონური ცვლილებები და სასიცოცხლო საკვები რესურსების გაქრობა, ან მეზობლების ძიებაში.

ზოგი ათასობით კილომეტრს მიგრირებს, ასე რომ, როგორ პოულობენ უკან დაბრუნების გზას ერთი წლის შემდეგ? სხვადასხვა ცხოველი იყენებს ნავიგაციის სხვადასხვა მეთოდს. მაგალითად, ზოგიერთს შეუძლია შეიგრძნოს დედამიწის მაგნიტური ველი და აქვს ერთგვარი შიდა კომპასი. ნებისმიერ შემთხვევაში, მეცნიერებს ჯერ კიდევ არ ესმით, როგორ ვითარდება ეს შესაძლებლობები და რატომ იციან ცხოველებმა ზუსტად სად წავიდნენ წლიდან წლამდე.

რა არის ბნელი ენერგია?

ყველა სამეცნიერო საიდუმლოებიდან ბნელი ენერგია, ალბათ, ყველაზე იდუმალია. მიუხედავად იმისა, რომ ბნელი მატერია სამყაროს მასის დაახლოებით 80%-ს შეადგენს, ბნელი ენერგია ენერგიის ჰიპოთეტური ფორმაა, რომელიც მეცნიერთა აზრით, სამყაროს მთლიანი შინაარსის 70%-ს შეადგენს. ბნელი ენერგია სამყაროს გაფართოების ერთ-ერთი მიზეზია, თუმცა მასთან დაკავშირებულია მრავალი საიდუმლოება, რომელიც არასოდეს ამოხსნილა. უპირველეს ყოვლისა, რისგან შედგება სინამდვილეში ბნელი ენერგია? მუდმივია თუ არის მასში გარკვეული რყევები? რატომ არის ბნელი ენერგიის სიმკვრივე შედარებული ჩვეულებრივი მატერიის სიმკვრივესთან? შესაძლებელია თუ არა ბნელი ენერგიის შესახებ მონაცემების შეჯერება აინშტაინის გრავიტაციის თეორიასთან, თუ ეს თეორია უნდა გადაიხედოს?