Vad är några olösta problem i kosmologi?

January 17

Kosmologi, studiet av universum, plågas av många olösta problem. Historiskt har dessa olösta problem uppmanas ny utveckling inom fysiken som gick på att revolutionera området, men under det senaste halvseklet, har kosmologer har upptäckt nya problem och ger färre motsvarande lösningar. Att hitta lösningar på dessa problem kan kräva radikalt nytänkande och mer tolerans mot anställa doktorer benägna att satsa på sina egna idéer och inte bara följa de av seniora forskare.

En av de mest iögonfallande problemen i kosmologi är den kosmologiska konstanten, som reglerar universums expansion, även känd som mörk energi. En betydande del, ca 60%, av massa energi i universum är i en form av mystisk energi som driver kosmos isär i allt snabbare takt. Vad är denna energi, och var kommer det ifrån? Kosmologer har ingen riktig aning.

Även med tanke på ett liknande namn, det finns ett annat problem i kosmologi, den så kallade mörk materia, som faktiskt har något samband med mörk energi, utom i den mån de involverar saker som vi inte förstår. Omkring 90% av massan i universum är i en till synes osynlig form av materia som vi kallar mörk materia. Denna mörka materia kan bara mätas genom gravitationskraft det har på objekt runt den, och alla galaxer vi ser innehåller stora glorior av det, ofta sträcker sig hundratusentals ljusår utanför kanten på ljus materia. Är denna mörka materia faktiska materia, såsom WIMP (mesar), eller kanske är det bara en observations artefakt orsakad av en felaktig teori om gravitation? Varje kosmologen att siffrorna ut det här skulle vara så gott som garanterad ett Nobelpris, men ingen har lyckats.

En annan gåta är varför det finns så mycket mer materia än antimateria i universum. Enligt fysiska teorier, dessa former av materia är i huvudsak likvärdiga, men konventionell materia har observerats i mycket större bestånd än antimateria. Var det en mycket stor mängd av båda typerna i det tidiga universum, och de oftast förintas med varandra för att lämna dagens fråga? Eller fanns det en hel del mer konventionella material från början? Om du är en kosmologen, är detta den sortens saker som håller dig på natten.

Några av svaren på ovanstående frågor kan härledas från den antropiska principen - den idé som är de observerade värdena var mycket annorlunda, skulle universum vara fientligt inställd till livet och därmed skulle det inte finnas några kosmologer att ställa dessa frågor. Men andra ser den antropiska principen som en undanflykt, eftersom det ger en bekväm förklaring till praktiskt taget allt vi vill. Det finns många andra olösta problem i kosmologi, har att göra med genereringen av massa för neutriner, frågan om entropi i det avlägsna förflutna, och villkoren för universum omedelbart efter Big Bang. Om du vill veta mer, gå och läsa en bok i ämnet av en respekterad cosmologist.

  • Kosmologer försöker avgöra hur universum snabbt expanderade omedelbart efter Big Bang.