Когда все больше ученых получают Нобелевскую премию, мы чувствуем, что на каждый научный вопрос, наконец, можно ответить. Конечно, это всего лишь иллюзия. С каждым ответом возникают новые вопросы, на которые мы хотели бы услышать ответ. Вот некоторые из самых важных вопросов, или, вернее, самых модных загадок в астрофизике, о которых вы должны знать.

Что такое темная энергия?

Чем больше у нас числовых данных о Вселенной, тем яснее мы видим, что что-то не так. Таким образом, астрофизики предполагают существование «невидимого фактора», который «толкает» мир, не давая ему быть сжатым центростремительной силой гравитации. Это называлось темной энергией. Хотя мы наблюдаем за ее действиями, никто не знает, как ее увидеть или осмотреть.

Что такое темная материя?

Точно так же мы не можем видеть темную материю, которая не поглощает и не излучает свет (который делает мир видимым). Ее существование происходит от предполагаемого гравитационного воздействия на остальную материю, от излучения и от самой структуры Вселенной. Считается, что темная материя занимает всю периферию галактик и состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP - слабо взаимодействующие массивные частицы). Одна теория состоит в том, что темная материя превращается в длинные тонкие нити, проходящие через вселенную, и таким образом может взаимодействовать посредством излучения на всей реальности, включая Землю. Несмотря на попытки, не удалось зарегистрировать эту деятельность напрямую.

Темная энергия и темная материя могут вместе составлять от 84 до 96 процентов всей массы вселенной.

Почему вектор времени имеет стрелку, указывающую в одну сторону?

Если время - это только одно измерение, почему оно не обратимо? Время движется вперед благодаря особому свойству вселенной, называемому энтропией, которое является мерой степени беспорядка. Энтропия постоянно возрастает, и это кажется логичным - факторов, влияющих на разрушение, гораздо больше, чем факторов, влияющих на упорядоченность материи. Но почему энтропия была так низка раньше? Почему мир был хорошо упорядочен там, вначале?

Существуют ли параллельные миры?

Данные, предоставленные некоторыми астрофизиками, позволяют им утверждать, что Вселенная не искривлена - как обычно считается - она скорее "плоская" и растягивается бесконечно. Если так, то «путь», частью которого мы являемся, является лишь одним из бесконечного числа плоскостей в Мультивселенной. В то же время квантовая механика определила, что существует конечное число возможных конфигураций молекул на каждом космическом пути [(от 10 до степени 10) до степени 122]. При бесконечном количестве миров должны существовать миры, идентичные нашим, совершенно разные и те, которые минимально различаются, например, конфигурация только из двух или трех частиц. Числа числами, но мы не можем увидеть или испытать эти миры?

Является ли теория струн верной?

Если однажды физики наконец согласятся, что элементарные единицы, составляющие мир, являются одномерными струнами, каждая из которых вибрирует со своей собственной частотой, - тогда физика станет намного проще. Теория струн позволяет физикам согласовать законы, управляющие мельчайшими частицами, называемые квантовой механикой, с законами пространства-времени, включая общую относительность. Есть только одна проблема - теория струн может работать только в реальности, которая существует в 10 или 11 измерениях.

Что происходит внутри черных дыр?

Правильный вопрос: что происходит с информацией о предмете, который будет засасываться в черную дыру? Согласно современным теориям, это совершенно недоступные для нас знания, потому что гравитационная сила черной дыры притягивает объекты со скоростью, превышающей скорость света, а это означает, что никакая информация не может выйти из черной дыры. Согласно одной теории, черные дыры окружают так называемый горизонт событий, то есть границу, за которой мы ничего не видим.

Черные дыры, безусловно, являются самой модной темой астрофизики, в том числе из-за того, что с ними сталкивается самый популярный из физиков - Стивен Хокинг.