Des scientifiques du monde entier travaillent activement sur les problèmes de l'astrophysique, découvrant chaque jour de nouvelles données sur l'espace. Cependant, certaines questions de physique de l'Univers restent un mystère à résoudre. Les scientifiques travaillent sur des dizaines de problèmes de physique spatiale en utilisant des équipements de pointe. Mais pour le moment, il existe une liste de 10 sombres secrets de l'Univers que les scientifiques doivent encore déchiffrer et, éventuellement, changer l'image du monde.
1. Matière noire
Dans les années 30 du siècle dernier, l'astronome Fritz Zwicky de Suisse, au cours de ses recherches, est arrivé à la conclusion que la masse d'un amas de galaxies est plus grande que ce qu'on y observe avec des télescopes. Ces observations indiquaient qu'il y avait quelque chose d'invisible dans l'espace, mais avec une certaine masse. La substance inconnue était appelée "matière noire".
Les scientifiques ont découvert que cette substance représente un quart de toute la matière de l'univers. Jusqu'à présent, les chercheurs s'efforcent de corriger l'interaction des particules de «matière proche». Le plus incroyable est d'attraper ce phénomène dans des conditions de laboratoire. Des expériences de ce type sont menées dans une mine profonde, car il est nécessaire de réduire les interférences des rayons cosmiques.
La "matière noire" a une propriété telle que la destruction mutuelle, entraînant la formation d'un rayonnement gamma et la libération de paires d'antiparticules et de particules "normales". Les astrophysiciens, utilisant des appareils spatiaux et terrestres, tentent de capturer des signaux gamma, qui sont des traces de matière noire.
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2. Stade d'inflation de l'Univers
Selon l'hypothèse standard, l'univers a commencé avec l'inflation. Au moment de sa création, il a commencé à se développer à grande vitesse, car il était affecté par un certain champ physique. Mais certains astrophysiciens ont conclu qu'une telle étape n'existait pas. Selon leur théorie, l'univers se développait au même rythme qu'aujourd'hui.
3. Énergie sombre
Les scientifiques ont découvert que l'expansion accélérée de l'Univers est associée à «l'énergie noire», qui représente environ 70% de la densité de cette substance. En même temps, les physiciens ne peuvent pas donner une définition claire de ce que c'est et des propriétés de cette énergie.
La seule façon d'étudier «l'énergie noire» est d'étudier les détails de l'évolution de l'Univers à différentes époques de son existence. Selon une théorie, l'inflation a été suivie d'une période de lente expansion qui a duré environ 5 à 7 milliards d'années. La décélération a été suivie d'une accélération, qui peut être observée encore aujourd'hui. Les lois régissant l'action de «l'énergie noire» restent une question ouverte.
4. La nature des trous noirs
La plupart des scientifiques conviennent que les trous noirs existent. Cependant, leur présence dans l'Univers n'est confirmée que par des expériences indirectes, car il est impossible de les observer. Le fait est que les trous noirs n'ont pas de surface au sens du mot auquel nous sommes habitués. La limitation de leurs limites s'appelle l'horizon des événements, et ce qui est au-delà est inconnu. Ni le rayonnement ni la matière ne peuvent s'échapper de l'intérieur du trou noir. Les astrophysiciens s'efforcent de prouver l'existence de cet horizon.
5. Propriétés des premières étoiles et galaxies
La science sait ce qui s'est passé 300 mille ans après le Big Bang, mais l'histoire de l'Univers a été étudiée de manière inégale. Des centaines de millions d'années après cet événement, les galaxies se développent progressivement, mais les processus qui l'ont précédé sont complètement incompréhensibles.
Les scientifiques devront faire face aux problèmes de la naissance des premières étoiles, après quoi ils pourront révéler le secret de la formation des trous noirs supermassifs.
6. D'où viennent les rayons cosmiques à ultra haute énergie?
La nature possède certains mécanismes par lesquels les particules peuvent être accélérées à des énergies élevées. Chaque année, une particule dont l'énergie est cent millions de fois supérieure à l'énergie des particules du Grand collisionneur de hadrons vole de l'espace vers la Terre, vers une zone ressemblant à une grande ville.
Les scientifiques ont pu prouver que ces particules proviennent de régions de l'Univers situées en dehors de notre galaxie. Pour le moment, la science ne sait pas quels objets sont leurs sources, mais il est possible que ce soient des noyaux galactiques actifs.
7. Qu'y a-t-il à l'intérieur des étoiles à neutrons?
À l'intérieur des étoiles à neutrons se trouve la matière la plus dense de l'univers. Grâce à la gravité, après une explosion de supernova, le noyau stellaire se contracte jusqu'à devenir une boule, dont la taille est de 20 kilomètres de diamètre, et la masse du Soleil. La densité de cet objet est égale à la densité du noyau atomique.
Les scientifiques en conditions de laboratoire ne peuvent pas atteindre un tel état de la matière. Il a été possible d'établir que la boule existe sous forme de neutrons, qui peuvent "survivre" à une telle température et densité. C'est pourquoi ces étoiles étaient appelées étoiles à neutrons.
8. Comment les supernovae explosent-elles?
Les noyaux des grandes étoiles, après avoir épuisé les réserves de combustible thermonucléaire, commencent à se contracter rapidement. L'existence d'étoiles, qui sont environ 10 fois plus lourdes que le Soleil, se termine par une explosion. Après cela, les régions périphériques perdent leur connexion avec le centre et s'en éloignent. Pendant ce temps, une énergie énorme est libérée, rappelant un éclair colossal. Les astrophysiciens appellent ce phénomène une supernova et veulent comprendre plus en détail le mécanisme d'action de ce cataclysme.
9. "Anomalie du pionnier"
Avant de lancer des satellites, les scientifiques calculent minutieusement les trajectoires et les vitesses des objets, en tenant compte des effets gravitationnels et des bizarreries de l'espace. Cependant, certains satellites se comportent assez étrangement. Par exemple, les engins spatiaux américains Pioneer 11 et Pioneer 10, qui ont volé à l'extérieur du système solaire, ralentissent plus que les scientifiques ne l'ont calculé. Des différends à propos de ce phénomène sont en cours parmi les astrophysiciens depuis de nombreuses années. Certains chercheurs sont convaincus qu'ils n'ont pas pris en compte le rayonnement thermique du satellite lui-même.
10. Combien de planètes terrestres y a-t-il?
Les astrophysiciens ont parcouru un long chemin dans l'étude des exoplanètes en orbite autour d'autres étoiles. Dans un proche avenir, les scientifiques se concentreront sur la recherche de planètes terrestres avec une atmosphère d'oxygène et de l'eau liquide.
Irina Dobrova