Em 1900, o físico britânico Lord Kelvin disse: “Não há nada de novo na física a ser descoberto. Resta fazer medições cada vez mais precisas. Porém, a partir de 1900, ao longo de três décadas, os cientistas desenvolveram a mecânica quântica, que se revelou incompatível com a relatividade geral, o que deu origem a uma das mais profundas contradições da física.
Hoje, nenhum cientista ousaria afirmar que nosso conhecimento físico do universo está quase completo. Pelo contrário, a cada nova descoberta, parece que existem apenas mais questões não resolvidas. Naked Science apresenta uma seleção dos maiores mistérios não resolvidos da física.
O que é energia escura?
O universo continua a se expandir cada vez mais rápido, apesar do fato de que a principal força agindo nele - a força de atração, ou gravidade - é neutralizada. Diante disso, os astrofísicos sugeriram que existe um agente invisível que neutraliza essa mesma gravidade. Eles chamam isso de energia escura. No entendimento geralmente aceito, a energia escura é uma "constante cosmológica", uma propriedade inalienável do próprio espaço, que tem "pressão negativa". Quanto mais o espaço se expande, mais ele (espaço) é criado e, com ele, a energia escura. Com base nas taxas de crescimento observadas do Universo, os cientistas concluíram que a energia escura deve representar pelo menos 70% do conteúdo total do Universo. Mas ainda não está claro o que é e onde procurá-lo.
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O que é matéria escura?
Obviamente, cerca de 84% da matéria do universo não absorve ou emite luz. A matéria escura não pode ser vista diretamente. Sua existência e propriedades são fixas devido ao seu efeito gravitacional na matéria visível, radiação e mudanças na estrutura do Universo. Essa substância escura permeia os arredores da Galáxia e consiste em "partículas massivas de interação fraca". Até agora, nenhum dos detectores foi capaz de detectar essas partículas.
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Por que existe a “flecha do tempo”? O tempo está avançando. Essa conclusão pode ser tirada com base em uma propriedade do universo chamada "entropia", que é definida como o nível de desordem crescente. Não há como reverter o aumento da entropia depois que ele já aconteceu. A “seta do tempo” é um conceito que descreve o tempo como uma linha reta do passado para o futuro. "Em todos os processos existe uma direção dedicada na qual os processos passam por si próprios de um estado mais ordenado para um menos ordenado." Mas a questão principal é esta: por que a entropia estava em um nível baixo na época do nascimento do Universo, quando um espaço relativamente pequeno estava cheio de energia colossal?
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Existem universos paralelos?
Evidências astrofísicas sugerem que o contínuo espaço-tempo pode ser "plano" em vez de curvo, o que significa que continua indefinidamente. Nesse caso, então nosso universo é apenas um do multiverso infinitamente grande. Segundo cálculos feitos em 2009 pelos físicos Andrei Linde e Vitaly Vanchurin, após o Big Bang, formaram-se universos dez elevado à décima à décima à sétima potência (10 ^ 10 ^ 10 ^ 7). Muitos. Muitos. Se universos paralelos existem, como poderíamos detectar sua presença?
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Por que há muito mais matéria do que antimatéria?
Na verdade, a questão não é por que existe mais substância do que antimatéria de carga oposta, mas por que algo existe. Alguns cientistas especulam que, após o Big Bang, a matéria e a antimatéria eram simétricas. Se fosse assim, o mundo que vemos seria imediatamente destruído - os elétrons reagiriam com anti-elétrons, prótons - com anti-prótons e assim por diante, deixando para trás apenas um grande número de fótons "nus". No entanto, por alguma razão, há significativamente mais matéria do que antimatéria, o que permite que todos nós existamos. Não há uma explicação geralmente aceita para isso.
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Como medir o colapso das funções de onda quântica?
No estranho reino dos fótons, elétrons e outras partículas elementares, a mecânica quântica é uma lei. As partículas não se comportam como pequenas bolas, mas como ondas que viajam por grandes áreas. Cada partícula é descrita por uma função de onda, que indica sua possível localização, velocidade e outras propriedades. Na verdade, uma partícula tem uma faixa de valores para todas as propriedades até que seja medida experimentalmente. No momento da detecção, sua função de onda “entra em colapso”. Mas como e por que as medições de partículas na realidade que percebemos colapsam para sua função de onda? A questão do problema da medição pode parecer esotérica, mas ainda temos que chegar mais perto de compreender o que é nossa realidade e se ela existe.
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