TOP-10 Bí ẩn của tự nhiên mà khoa học chưa thể giải thích

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Mặc dù thực tế là nhiều sự thật và giả thuyết, xung quanh đó vẫn còn là những cuộc tranh luận của người dân, chưa khơi dậy sự nghi ngờ của các nhà khoa học trong một thời gian dài, nhưng điều này không có nghĩa là những ý tưởng khoa học về Vũ trụ có thể được gọi là đầy đủ.

Tại sao có nhiều vật chất hơn phản vật chất?

Theo cách hiểu hiện đại của vật lý thực tế, vật chất và phản vật chất giống hệt nhau, nhưng ngược lại. Khi gặp nhau, chúng phải tiêu diệt nhau và không để lại gì. Và hầu hết sự hủy diệt lẫn nhau như vậy đã xảy ra trong vũ trụ non trẻ.

Tuy nhiên, vẫn còn đủ vật chất trong đó để tạo ra hàng tỷ tỷ thiên hà, ngôi sao, hành tinh và nhiều hơn thế nữa. Điều này là do các meson, các hạt tổng hợp (không cơ bản) có chu kỳ bán rã ngắn, bao gồm các quark và phản quark. Meson B phân hủy chậm hơn so với phản meson B, nhờ đó có đủ meson B tồn tại để tạo ra tất cả vật chất trong vũ trụ. Ngoài ra, các meson B-, D- và K có thể dao động và trở thành phản hạt và ngược lại là các hạt cấu thành.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các meson có nhiều khả năng ở trạng thái bình thường hơn, mặc dù điều này có thể đơn giản là vì có nhiều hạt bình thường hơn phản hạt.

Tất cả liti ở đâu?

Trước đây, khi nhiệt độ trong vũ trụ cao đáng kinh ngạc, các đồng vị của hydro, heli và lithium được hình thành rất nhiều.

Hydro và heli vẫn còn vô cùng dồi dào và chiếm phần lớn khối lượng của Vũ trụ, nhưng số lượng đồng vị lithium-7 mà chúng ta có thể quan sát hiện nay chỉ bằng một phần ba so với trước đây. Có nhiều cách giải thích khác nhau cho lý do tại sao điều này xảy ra - bao gồm các giả thuyết liên quan đến boson giả định được gọi là axion. Những người khác tin rằng liti đã bị hấp thụ bởi lõi của các ngôi sao, điều mà kính thiên văn và dụng cụ của chúng ta không thể phát hiện ra. Trong bất kỳ trường hợp nào, hiện nay vẫn chưa có lời giải thích đầy đủ cho việc tất cả lithium đã đi từ đâu trong vũ trụ.

Tại sao chúng ta đang ngủ?

Mặc dù chúng ta biết rằng các quá trình xảy ra trong cơ thể con người được điều chỉnh bởi đồng hồ sinh học khiến chúng ta thức và ngủ, nhưng chúng ta không biết tại sao điều này lại xảy ra. Ngủ là thời gian cơ thể chúng ta tái tạo các mô và thực hiện các quá trình tái tạo khác. Và chúng ta dành khoảng một phần ba cuộc đời để ngủ.

Một số sinh vật khác hoàn toàn không cần ngủ, vậy tại sao chúng ta lại cần nó? Có một số phiên bản khác nhau về lý do tại sao điều này xảy ra, nhưng không có phiên bản nào là câu trả lời đầy đủ cho câu hỏi. Theo một giả thuyết, những động vật ngủ này đã phát triển khả năng lẩn trốn khỏi những kẻ săn mồi, trong khi những loài khác cần phải thường xuyên cảnh giác, do đó chúng tái sinh và nghỉ ngơi mà không cần ngủ. Nhiều nghiên cứu về giấc ngủ hiện tập trung vào lý do tại sao giấc ngủ lại quan trọng và nó ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động tinh thần.

Lực hấp dẫn là gì?

Nhiều người biết rằng lực hấp dẫn của mặt trăng gây ra sự sụt giảm và dòng chảy, lực hấp dẫn của Trái đất giữ chúng ta trên bề mặt hành tinh của chúng ta, lực hấp dẫn của mặt trời buộc Trái đất phải được giữ trên quỹ đạo. Nhưng hiện tượng này có thể được giải thích như thế nào?

Lực mạnh này được tạo ra bởi vật chất, và các vật thể lớn hơn có thể hút các vật thể nhỏ hơn. Trong khi các nhà khoa học tìm ra cách hoạt động của lực hấp dẫn, họ thậm chí không chắc liệu nó có tồn tại hay không. Có phải lực hấp dẫn là hệ quả của sự tồn tại của các hạt trọng lực? Tại sao có rất nhiều không gian trống trong nguyên tử - tức là tại sao hạt nhân và các electron lại ở một khoảng cách khá lớn với nhau? Tại sao lực giữ các nguyên tử lại với nhau khác với lực hấp dẫn? Chúng ta không thể trả lời những câu hỏi này ở trình độ phát triển hiện nay của khoa học.

"Chà, họ đang ở đâu?"

Vũ trụ quan sát được có đường kính 92 tỷ năm ánh sáng. Nó chứa đầy hàng tỷ thiên hà với các ngôi sao và hành tinh, và Trái đất hiện được coi là hành tinh dường như duy nhất có người ở. Về mặt thống kê, cơ hội để hành tinh của chúng ta là hành tinh duy nhất trong Vũ trụ có sự sống là cực kỳ nhỏ. Vậy tại sao vẫn chưa có ai liên lạc với chúng tôi?

Đây được gọi là nghịch lý Fermi (theo tên nhà vật lý người Ý Enrico Fermi, người tạo ra lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên thế giới). Hàng chục lời giải thích đã được đưa ra về việc tại sao chúng ta vẫn chưa quen với sự sống ngoài Trái đất, một số giải thích thậm chí còn đúng. Vì vậy, chúng ta có thể nói nhiều ngày về các tín hiệu bị bỏ lỡ khác nhau, rằng người ngoài hành tinh đã ở giữa chúng ta, nhưng chúng ta không biết, hoặc họ không thể liên lạc với chúng ta. Chà, hoặc có một lựa chọn đáng buồn hơn - Trái đất thực sự là hành tinh có người sinh sống duy nhất.

Vật chất tối được làm bằng gì?

Khoảng 80% khối lượng của toàn bộ Vũ trụ là vật chất tối. Đây là một vật cụ thể hoàn toàn không phát ra ánh sáng. Mặc dù những lý thuyết đầu tiên về vật chất tối đã xuất hiện cách đây khoảng 60 năm, nhưng vẫn chưa có bằng chứng trực tiếp nào về sự tồn tại của nó.

Một số nhà khoa học tin rằng vật chất tối bao gồm các hạt khối lượng lớn tương tác yếu theo giả thuyết - WIMP, (WIMPs, WIMPs, Weakly Interactive Massive Particle), trên thực tế, có thể nặng hơn proton 100 lần, nhưng không tương tác với vật chất baryonic, theo đó các máy dò của chúng ta được mài … Những người khác tin rằng vật chất tối có chứa các hạt như axion, neutralino và photino.

Làm thế nào mà cuộc sống xảy ra?

Sự sống bắt nguồn từ đâu trên Trái đất? Nó đã xảy ra như thế nào? Những người ủng hộ thuyết "súp nguyên sinh" cho rằng bản thân trái đất màu mỡ đã hình thành nên những phân tử ngày càng phức tạp, trong đó sự sống đầu tiên đã xuất hiện. Các quá trình này diễn ra dưới đáy đại dương, trong miệng núi lửa, cũng như trong đất và dưới băng. Các lý thuyết khác rất coi trọng ánh sáng và hoạt động của núi lửa.

Ngoài ra, DNA hiện được coi là cơ sở chính của sự sống trên Trái đất, nhưng người ta cũng cho rằng RNA có thể là một trong những dạng chính đầu tiên của sự sống. Một câu hỏi khoa học chưa được giải đáp khác - có bất kỳ axit nucleic nào khác ngoài RNA và DNA không? Sự sống chỉ phát sinh một lần, hay nó đã từng bắt đầu, sau đó bị phá hủy và sau đó xuất hiện trở lại? Một số người tin vào panspermia - theo lý thuyết này, các vi sinh vật (mầm sống) đã được mang đến Trái đất bởi các thiên thạch và sao chổi. Ngay cả khi điều này là đúng, thì sự sống tại chính nguồn gốc của bệnh panspermia đến từ đâu vẫn chưa được biết.

Các mảng kiến tạo hoạt động như thế nào?

Điều này có thể khiến bạn ngạc nhiên, nhưng lý thuyết về kiến tạo mảng, di chuyển lục địa và gây ra động đất, phun trào núi lửa và thậm chí hình thành núi, đã được biết đến rộng rãi cách đây không lâu (vào nửa sau thế kỷ XX). Mặc dù người ta đã đưa ra giả thuyết rằng chỉ có một lục địa thay vì sáu mười lăm năm trước, nhưng có rất ít sự ủng hộ cho lý thuyết này trong những năm 1960. Sau đó, lý thuyết về sự lan rộng của đáy biển đã chiếm ưu thế.

Theo lý thuyết này, những rặng núi khổng lồ phân chia lớp vỏ trái đất bên dưới mỗi đại dương đánh dấu ranh giới giữa các mảng kiến tạo đang dần chuyển động ngược chiều nhau. Khi các mảng di chuyển, khối lượng nóng chảy từ lớp phủ tăng lên, lấp đầy một vết nứt trên vỏ trái đất, và sau đó đáy biển từ từ di chuyển về phía lục địa. Nhưng lý thuyết này sớm bị bác bỏ.

Trong mọi trường hợp, các nhà khoa học vẫn không chắc chắn điều gì gây ra những thay đổi này hoặc cách các mảng kiến tạo được tạo ra. Có rất nhiều giả thuyết, nhưng không có giả thuyết nào phản ánh đầy đủ tất cả các khía cạnh của phong trào này.

Động vật di cư như thế nào?

Nhiều loài động vật và côn trùng di cư quanh năm, cố gắng tránh những thay đổi theo mùa về nhiệt độ và sự biến mất của các nguồn thực phẩm quan trọng hoặc để tìm kiếm những người hàng xóm.

Một số di cư hàng nghìn km, vậy làm thế nào để họ tìm đường trở lại một năm sau đó? Các loài động vật khác nhau sử dụng các phương pháp điều hướng khác nhau. Ví dụ, một số có thể cảm nhận được từ trường của trái đất và có một loại la bàn bên trong. Dù bằng cách nào, các nhà khoa học vẫn không hiểu làm thế nào những khả năng này phát triển và tại sao động vật biết chính xác nơi để đi năm này qua năm khác.

Năng lượng tối là gì?

Trong tất cả các bí ẩn khoa học, năng lượng tối có lẽ là bí ẩn nhất. Trong khi vật chất tối chiếm khoảng 80% khối lượng của vũ trụ, năng lượng tối là một dạng năng lượng giả định mà các nhà khoa học tin rằng chiếm 70% toàn bộ nội dung của vũ trụ. Năng lượng tối là một trong những lý do giải thích cho sự mở rộng của Vũ trụ, mặc dù một số lượng lớn các bí ẩn liên quan đến nó vẫn chưa bao giờ được giải đáp. Đầu tiên và quan trọng nhất, năng lượng tối thực sự bao gồm những gì? Nó không đổi hay có một số biến động trong đó? Tại sao mật độ của năng lượng tối có thể so sánh với mật độ của vật chất thông thường? Liệu có thể dung hòa dữ liệu về năng lượng tối với lý thuyết hấp dẫn của Einstein, hay lý thuyết này nên được sửa đổi?