עשרת התעלומות המובילות ביקום

1. מהן בועות פרמי?

לא, זו אינה הפרעת עיכול נדירה. הבועות הן מבנים מסיביים ומסתוריים הנובעים ממרכז דרכי החלב ונמשכים בערך 20, 000 שנות אור מעל ומתחת המטוס הגלקטי. התופעה המוזרה, שהתגלתה לראשונה בשנת 2010, מורכבת מפליטות גאמא-אנרגיה-סופר-אנרגטית וסנטר-רנטגן, בלתי נראות לעין בלתי מזוינת. מדענים שיערו כי קרני הגמא עשויות להיות גלי הלם מכוכבים הנצרכים על ידי החור השחור המסיבי במרכז הגלקסיה.

2. גלקסיה מלבנית

"תראה, למעלה בשמיים! מוקדם יותר השנה, אסטרונומים הבחינו בגוף שמימי, בערך 70 מיליון שנות אור משם, עם מראה שהוא ייחודי ביקום הגלוי: הגלקסיה LEDA 074886 מעוצבת פחות או יותר כמו מלבן. בעוד שרוב הגלקסיות מעוצבות כמו דיסקים, אליפסות תלת ממדיות או כתמים לא סדירים, נראה כי זו יש מלבן רגיל או מראה בצורת יהלום. יש שערכו כי הצורה נובעת מהתנגשות של שתי גלקסיות בצורת ספירלה, אך איש אינו יודע כעת.

3. השדה המגנטי של הירח

אחת התעלומות הגדולות ביותר של הירח - מדוע נראה שרק בחלקים מהקרום יש שדה מגנטי - סקרנה את האסטרונומים במשך עשרות שנים, ואף עוררה השראה ל"מונולית "המיתולוגית הקבורה ברומן ובסרט 2001: A Odyssey Space . אבל סוף סוף ישנם מדענים שחושבים שיש להם הסבר. לאחר שהשתמשו במודל מחשב לניתוח קרום הירח, החוקרים מאמינים כי המגנטיות עשויה להיות שריד של אסטרואיד ברוחב 120 קילומטר שהתנגש בקוטב הדרומי של הירח לפני כ -4.5 מיליארד שנה, תוך פיזור חומר מגנטי. עם זאת, אחרים מאמינים כי השדה המגנטי עשוי להיות קשור להשפעות קטנות יותר ויותר עדכניות יותר.

4. מדוע דופק פולסארס?

פולסארים הם כוכבי נויטרונים רחוקים ומסתחררים במהירות הפולטים קרן של קרינה אלקטרומגנטית בפרקי זמן קבועים, כמו קרן מגדלור מסתובבת הגולשת מעל קו החוף. אף על פי שהראשון התגלה בשנת 1967, מדענים נאבקים במשך עשרות שנים להבין מה גורם לדופק של הכוכבים האלה - ולצורך העניין, מה גורם לפולסרים להפסיק מדי פעם פועם. אולם בשנת 2008, כאשר פולסאר אחד נסגר לפתע למשך 580 יום, תצפיות המדענים אפשרו להם לקבוע שתקופות ההפעלה וה- "כבוי" קשורות איכשהו לזרמים מגנטיים שמאטים את סיבוב הכוכבים. אסטרונומים עדיין עובדים בעבודה ומנסים להבין מדוע זרמים מגנטיים אלו תנודים מלכתחילה.

5. מה זה חומר אפל?

אסטרופיסיקאים מנסים כעת לצפות בהשפעות של אנרגיה אפלה, המהווה כ -70 אחוז מהיקום. אבל זה לא החומר האפל היחיד בקוסמוס: בערך 25 אחוז ממנו מורכב מחומר נפרד לחלוטין הנקרא חומר אפל. הוא בלתי נראה לחלוטין לטלסקופים ולעין האנושית, הוא אינו פולט ולא סופג אור גלוי (או כל סוג של קרינה אלקטרומגנטית), אך השפעתו הכבידה ניכרת בתנועות של צבירי גלקסיות וכוכבים בודדים. למרות שהחומר האפל התגלה כקשה ביותר למחקר, מדענים רבים משערים שהוא עשוי להיות מורכב מחלקיקים תת-אטומיים השונים מהותית מאלו היוצרים את החומר שאנו רואים סביבנו.

מקצה לקצה, בועות קרני הגמא שהתגלו לאחרונה אורכות 50, 000 שנות אור, או בערך מחצית מקוטר שביל החלב, כפי שמוצג באיור זה. (מרכז טיסת החלל גודארד של נאס"א) פולסאר זה שצולם בתמונה על ידי ה- Chandra X-Ray תפס את תשומת הלב בגלל הדמיון המפחיד שלו ביד אנושית. (פ 'סליין ואח' / SAO / NASA / CXC) אחת התעלומות הרבות המביאות אסטרונומים היא כיצד גלקסיות כמו שביל החלב מצליחות ליצור כוכבים חדשים בקצב שאינו בר-קיימא. (נאס"א / JPL) מדוע רק בחלקים מסוימים של הירח יש שדה מגנטי? מדע אחרון עשוי להצביע על היותו שריד להתנגשות אסטרואידים לפני 4.5 מיליארד שנה. (נאס"א / JPL / USGS) ה- Galaxy Galaxy LEDA 074886 נראה פחות או יותר כמו מלבן, אך איש אינו יודע מדוע. (מוצג כאן בתמונת צבע שגוי) (תמונה באדיבות אליסטר גרהאם, אוניברסיטת סווינבורן לטכנולוגיה)

6. מיחזור גלקטי

בשנים האחרונות אסטרונומים שמו לב שהגלקסיות יוצרים כוכבים חדשים בקצב שנראה כי הם צורכים יותר חומר ממה שיש להם בפועל. דרך החלב, למשל, הופכת את השמש של אבק וגז בשווי של שמש אחת לכוכבים חדשים בכל שנה, אך אין לה מספיק חומר רזרבי בכדי לשמור על כך לאורך זמן. מחקר חדש על גלקסיות מרוחקות עשוי לספק את התשובה: אסטרונומים הבחינו בגז שגורש על ידי הגלקסיות שזרמו חזרה למרכז. אם הגלקסיות ממחזרות את הגז הזה כדי לייצר כוכבים חדשים, זה עשוי להיות חלק מהפאזל בפתרון שאלת החומר הגלם החסר.

7. איפה כל הליתיום?

מודלים של המפץ הגדול מצביעים על כך שהיסוד ליתיום צריך להיות בשפע ברחבי היקום. התעלומה, במקרה זה, די פשוטה: היא לא עושה זאת. תצפיות על כוכבים קדומים, שנוצרו מחומר הדומה ביותר לזה שהופק על ידי המפץ הגדול, חושפות כמויות של ליתיום נמוכות פי שניים עד שלוש לעומת החזוי של המודלים התיאורטיים. מחקרים חדשים מצביעים על כך שחלק מליתיום זה עשוי להיות מעורב במרכז הכוכבים, לאור הטלסקופים שלנו, בעוד שתאורטיקנים מציעים כי צירים, חלקיקים תת-אטומיים היפותטיים, אולי ספגו פרוטונים והפחיתו את כמות הליתיום שנוצרה בתקופה ממש אחרי המפץ הגדול.

8. האם יש מישהו בחוץ?

בשנת 1961, האסטרופיזיקאי פרנק דרייק תכנן משוואה שנויה במחלוקת ביותר: על ידי הכפלת סדרה של מונחים הנוגעים להסתברות לחיים מחוץ לכדור הארץ (קצב היווצרות הכוכבים ביקום, חלק הכוכבים עם כוכבי לכת, שבר כוכבי הלכת עם תנאים מתאימים לכל החיים וכו ') הוא שיער כי קיומם של חיים נבונים בכוכבי לכת אחרים הוא סביר ביותר. בעיה אחת: על אף תיאורטיקני קונספירציה של רוסוול, לא שמענו עד כה מאיזה חייזרים. עם זאת, גילויים אחרונים של כוכבי לכת רחוקים שיכולים להתאים את החיים באופן תיאורטי עוררו תקוות שאנו נוכל לגלות חוצנים אם רק נמשיך להסתכל.

9. איך יקום היקום? [אזהרה, התראה בספוילר פוטנציאלי!]

אנו מאמינים כעת שהיקום התחיל במפץ הגדול. אבל איך זה ייגמר? בהתבסס על מספר גורמים, התיאורטיקנים מסיקים כי גורל היקום יכול ללבוש אחת מכמה צורות שונות להפליא. אם כמות האנרגיה האפלה אינה מספיקה בכדי להתנגד לכוח הדחיסה של הכבידה, היקום כולו יכול לקרוס לנקודה יחידה - תמונת ראי של המפץ הגדול, המכונה קראנץ 'הגדול. עם זאת, ממצאים אחרונים מצביעים על כך שנקודת משבר גדולה פחות סבירה מצינה גדולה, בה אנרגיה אפלה מכריחה את היקום להתפשטות איטית והדרגתית וכל שנותר הוא כוכבים שרופים וכוכבי לכת מתים, המרחפים בטמפרטורות בקושי מעל אפס מוחלט . אם קיימת מספיק אנרגיה כהה בכדי להציף את כל הכוחות האחרים, עלול להתרחש תרחיש ביג ריפ, בו כל הגלקסיות, הכוכבים ואפילו האטומים נקרעים זה מזה.

10. מעבר למולטיברס

פיסיקאים תיאורטיים משערים כי יתכן שהיקום שלנו אינו היחיד מסוגו. הרעיון הוא שהיקום שלנו קיים בתוך בועה, ויקוםים חלופיים מרובים כלולים בתוך הבועות המובחנות שלהם. ביקומים אחרים אלה הקבועים הגופניים - ואפילו חוקי הפיזיקה - עשויים להיות שונים באופן דרסטי. למרות הדמיון של התיאוריה למדע הבדיוני, אסטרונומים מחפשים כעת ראיות פיזיות: דפוסים בצורת דיסק ברמת הקרינה הרקעית שנשארה מהמפץ הגדול, מה שיכול להעיד על התנגשויות עם יקומים אחרים.