Le cosmos est encore inconnu, et plus on se plonge dans ses secrets, plus on se pose de questions. Notons 7 principaux mystères de l'espace auxquels la science a été confrontée.
L'origine de l'univers
C'est une énigme d'énigmes sur lesquelles l'humanité se battra pendant longtemps. L'une des toutes premières hypothèses scientifiques - la théorie du "Big Bang" avancée par le géophysicien soviétique A. A. Fridman en 1922 et est aujourd'hui la plus populaire pour expliquer l'origine de l'univers.
Selon l'hypothèse, au début, toute la matière était comprimée en un seul point, qui est un milieu homogène avec une densité d'énergie extrêmement élevée. Dès que le niveau critique de compression a été dépassé, le Big Bang s'est produit, après quoi l'Univers a commencé son expansion constante.
Mais les scientifiques s'intéressent à ce qui s'est passé avant le Big Bang? Selon une hypothèse - rien, selon l'autre - tout. Le Big Bang n'est qu'une étape de plus dans un cycle sans fin d'expansion et de contraction de l'espace.
Cependant, la théorie du Big Bang présente également des vulnérabilités. Selon certains physiciens, l'expansion de l'Univers après le Big Bang s'accompagnerait d'une distribution chaotique de la matière, mais au contraire, elle serait ordonnée.
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Les limites de l'univers
L'univers est en constante croissance, et c'est un fait établi. En 1924, l'astronome américain Edwin Hubble a découvert des nébuleuses floues à l'aide d'un télescope de 100 pouces. C'étaient les mêmes galaxies que les nôtres. Quelques années plus tard, il a prouvé que les galaxies s'éloignent les unes des autres en obéissant à un certain schéma: plus une galaxie est éloignée, plus elle se déplace rapidement.
À l'aide de puissants télescopes modernes, les astronomes plongeant dans les profondeurs de l'Univers nous transportent simultanément dans le passé - à l'ère de la formation des galaxies.
Les astronomes ont calculé son âge à partir de la lumière provenant des confins de l'Univers - environ 13,7 milliards d'années. La taille de notre galaxie Voie lactée a également été déterminée - environ 100 000 années-lumière et le diamètre de l'Univers entier - 156 milliards d'années-lumière.
Cependant, l'astrophysicien américain Neil Cornish attire l'attention sur un paradoxe: si le mouvement des galaxies continue à s'accélérer uniformément, alors avec le temps, leur vitesse dépassera la vitesse de la lumière. À son avis, à l'avenir, il ne sera plus possible de «voir autant de galaxies», car le signal supra-luminal est impossible.
Et qu'y a-t-il en dehors des limites désignées de l'univers? Il n'y a pas encore de réponse à cette question.
Trous noirs
Malgré le fait que l'existence des trous noirs était connue avant même la création de la théorie de la relativité d'Einstein, des preuves de leur présence dans l'espace ont été obtenues relativement récemment.
Le trou noir lui-même n'est pas visible, mais les astrophysiciens ont prêté attention au mouvement du gaz interstellaire au centre de chacune des galaxies, y compris la nôtre. Les particularités du comportement de la matière ont fait comprendre aux scientifiques que l'objet qui l'attire a une gravité "monstrueuse".
La puissance du trou noir est si grande que l'espace-temps qui l'entoure s'effondre tout simplement. Tout objet, y compris la lumière, tombant au-delà de ce qu'on appelle «l'horizon des événements» est à jamais entraîné dans un trou noir. Au centre de la Voie lactée, selon les scientifiques, se trouve l'un des trous noirs les plus massifs - des millions de fois plus lourds que notre Soleil.
Le physicien britannique Stephen Hawking a suggéré qu'il existe également de très petits trous noirs dans l'Univers, qui peuvent être comparés à la masse d'une montagne, compressée à la taille d'un proton. Peut-être que l'étude de ce phénomène sera accessible à la science.
Supernova
Lorsqu'une étoile meurt, elle illumine l'espace avec le flash le plus brillant, capable de surpasser la lueur de la galaxie en puissance. Ceci est une supernova. Malgré le fait que, selon les astronomes, des supernovae apparaissent régulièrement, la science ne dispose de données complètes que sur les explosions enregistrées en 1572 par Tycho Brahe et en 1604 par Johannes Kepler.
Selon les scientifiques, la durée de la luminosité maximale de la supernova est d'environ 2 jours terrestres, mais les conséquences de l'explosion sont observées après des milliers d'années. Ainsi, on pense que l'un des sites les plus étonnants de l'univers - la nébuleuse du crabe - est la création d'une supernova.
La théorie des supernovae est encore loin d'être complète, mais la science prétend déjà maintenant que ce phénomène peut se produire à la fois lors d'un effondrement gravitationnel et lors d'une explosion thermonucléaire. Certains astronomes émettent l'hypothèse que la composition chimique des supernovae est la pierre angulaire des galaxies.
Espace-temps
Le temps est une quantité relative. Einstein pensait que si l'un des frères jumeaux était envoyé dans l'espace à la vitesse de la lumière, il serait alors beaucoup plus jeune que son frère resté sur Terre à son retour. Le «paradoxe des jumeaux» s'explique par la théorie selon laquelle plus une personne se déplace rapidement dans l'espace, plus son temps s'écoule lentement.
Cependant, il existe une autre théorie: plus la gravité est forte, plus le temps ralentit. Selon elle, le temps à la surface de la Terre s'écoulera plus lentement qu'en orbite. Cette théorie est également confirmée par l'horloge installée sur le vaisseau spatial GPS, qui, en moyenne, est en avance sur l'heure de la Terre de 38700 ns / jour.
Cependant, les chercheurs affirment que pendant six mois en orbite, les astronautes gagnent au contraire environ 0,007 seconde. Tout dépend de la vitesse du vaisseau spatial. Afin de tester la théorie de la relativité en pratique, en mars 2015, des spécialistes de la NASA vont envoyer l'astronaute américain Scott Kelly en expédition d'un an vers l'ISS, tandis que son frère jumeau Mark restera sur Terre.
Ceinture de Kuiper
La ceinture d'astéroïdes (ceinture de Kuiper) découverte à la fin du XXe siècle au-delà de l'orbite de Neptune a changé l'image habituelle du système solaire. En particulier, il a prédéterminé le sort de Pluton, qui a migré de la famille des planètes vers la cohorte des planétoïdes.
Une partie des gaz piégés lors de la formation du système solaire dans la région la plus reculée et la plus froide s'est transformée en glace, formant de nombreux planétoïdes. Il y en a maintenant plus de 10 000. Il est intéressant de noter que tout récemment un nouvel objet a été découvert - le planétoïde UB313, qui est plus grand que Pluton. Certains astronomes prédisent déjà la découverte à la place de la 9ème planète en voie de disparition.
Ceinture de Kuiper située à une distance de 47 UA. Autrement dit, à partir du Soleil, il semblerait avoir esquissé les limites finales des objets du système solaire, mais les scientifiques continuent de trouver de plus en plus de planétoïdes nouveaux, beaucoup plus éloignés et mystérieux. En particulier, les astrophysiciens ont suggéré qu'un certain nombre d'objets de la ceinture de Kuiper "n'ont rien à voir avec le système solaire et contiennent de la matière d'un système qui nous est étranger".
Mondes habités
Selon Stephen Hawking, les lois physiques de l'Univers sont les mêmes partout, donc les lois de la vie doivent également être universelles. Le scientifique admet la possibilité de l'existence de la vie comme la terrestre et dans d'autres galaxies.
Une science relativement jeune, l'astrobiologie, est engagée dans l'évaluation de la viabilité des planètes en fonction de leur similitude avec la Terre. Certes, les principaux efforts des astrobiologistes sont dirigés vers les planètes du système solaire, mais les résultats de leurs recherches ne sont pas réconfortants pour ceux qui espèrent trouver une vie organique près de la Terre. En particulier, les scientifiques affirment qu'il n'y a pas de vie sur Mars et qu'elle ne pourrait pas l'être, car la gravité de la planète est trop petite pour contenir une atmosphère suffisamment dense. De plus, les entrailles de planètes comme Mars se refroidissent rapidement, ce qui conduit à l'arrêt de l'activité géologique qui soutient la vie organique.
Le seul espoir des scientifiques réside dans les exoplanètes d'autres systèmes stellaires, où les conditions peuvent être comparables à celles de la Terre. À ces fins, le vaisseau spatial Kepler a été lancé en 2009, qui, en plusieurs années de fonctionnement, a découvert plus de 1000 candidats pour des planètes habitables. La taille de 68 planètes s'est avérée être la même que celle de la Terre, mais au moins 500 années-lumière au plus près. La recherche de la vie dans des mondes aussi éloignés n'est donc pas une question très proche.
