5+1 dolog, amit a mai napig nem tudunk az univerzumról

1. A szupermasszív fekete lyukak ütközése

A fekete lyukak a világegyetem legkülönlegesebb képződményei közé tartoznak, melyekkel kapcsolatban még mindig rengeteg a megválaszolatlan kérdés. A mindent elnyelő égi jelenségeket két csoportba oszthatjuk: léteznek a csillagtömegű és a szupermasszív fekete lyukak.

Még több érdekesség! Minden eddigi elméletet átír egy nemrégiben felfedezett fekete lyuk

A kettő közti különbség alapvetően a méretükben és a tömegükben mérhető: míg a csillagtömegű fekete lyukak nagyjából tízszer akkorák, mint a Nap, addig a szupermasszív társaik tömege elérheti a mi csillagunk tömegének milliárdszorosát is. Amire a kutatók a mai napig nem tudják a választ, hogy mi történik akkor, amikor két ennyire óriási fekete lyuk összeütközik egymással.

A modellezés szerint ugyanis, ha két ekkora behemót közelít egymás felé, elkezdenek egymást körül keringeni, miközben állandóan energiát és hőt adnak le.

Csakhogy a számítások alapján a két szupermasszív fekete lyuk egy adott ponton – nagyjából akkor, amikor 3,26 fényévnyire kerülnek egymástól – egyszerűen befagynak a pozíciójukba.

A fizika ma ismert törvényei alapján ugyanis az erők ezen a ponton úgy hatnak egymásra, hogy a két hatalmas fekete lyuk egyszerűen képtelen tovább közeledni egymás felé, de a gravitáció miatt már kilépni sem tudnak a másik vonzásából. Hogy ezután mi történik, az egyelőre rejtély.

​2. A gravitáció valódi működése

Newton óta ismerjük a gravitáció jelenségét, ezt a tudásunkat később Einstein elméletei tették árnyaltabbá, de a gravitáció pontos működésére a mai napig nincs kielégítő válasz.

Azt ugyan tudjuk, hogy mit tesz a tömegvonzás, de az egyelőre kérdéses, hogy pontosan hogyan teszi. Einstein elmélete szerint a gravitáció hatására az olyan nagytömegű objektumok, mint a Nap meghajlítják maguk körül a téridő szövetét és kialakul például az az erő, ami a Földet forgásra készteti a csillag körül.

Csakhogy – írja a Sky at Night Magazine – a többi, fizikában ismert erő nem így működik, mivel ezeket az úgynevezett bozonok irányítják. A bozon egy olyan elemi részecske, amely az erők közvetítéséért felelős a kvantummechanikában. Vegyük például a mágneses erőt: ebben az esetben ezek a bozonok a fotonok, amik közvetítik az elektromágneses erőt.

A gravitáció esetében azonban csak az elméleti fizikában létezik az úgynevezett graviton, ami azért felelős, hogy közvetítse a gravitációs erőt.

A graviton létezésére azonban a mai napig nem sikerült bizonyítékot találni, ígybe kell látnunk, hogy szinte semmit nem tudunk a gravitáció valódi működéséről.

​​3. Mi történik egy fekete lyuk belsejében?

Szerencsére szinte semmi esély nincs arra, hogy az emberiség egyszer egy fekete lyuk belsejében végezze, az elméleti kutatókat mégis hosszú ideje foglalkoztatja, hogy mi történne egy ilyen esetben.

Ennek megválaszolásához is Einstein relativitás-elmélete nyújtja az első kapaszkodót. Az elmélet szerint a fekete lyuk horizontjához közeledve egyszerűen megnyúlik az emberi test és „spagettifikálódik”:

tehát a fejünk búbjától a lábujjainkig a végtelenségig kinyúlunk a mindent elnyelő objektum belsejében.

De vajon mi történne a spagettivá változott testünkkel? Ez az a kérdés, amire nincs válaszunk, egész egyszerűen azért, mert mást állít Einstein és mást a kvantumfizika. A tudós szerint ugyanis a fekete lyukakban addig sűrűsödik a tér és az idő, míg végül létrehoz egy végtelenségig kicsi pontot, az úgynevezett szingularitást, amiben összpontosul a tér-idő.

A kvantumfizikusok azonban tagadják a szingularitás létezését, szerintük ugyanis nem létezhet olyan pont, amely végtelenül kicsi, végtelenül sűrű és ami elnyeli még az információkat is.

Ez is érdekelhet! Eddig sosem tapasztalt, furcsa kozmikus jelekkel találkoztak a csillagászok

Szakértők szerint hosszú át áll a tudósok előtt, amíg sikerült összhangba hozni Einstein és a kvantumfizika egymásnak ellentmondó elméleteit.

​4. A galaxisok születése

Az általunk ismert univerzumban a legóvatosabb becslések szerint is legalább több száz milliárd galaxis található, melyeknek közepén egy szupermasszív fekete lyuk fekszik. Elképesztően részletgazdag fotóink és tudásunk van ezekről a csillagrendszerekről, de a kialakulásuk a mai napig nem tisztázott.

A tudomány két, egymásnak teljesen ellentmondó elméletet ismer, de fogalmunk sincs, hogy melyik az igaz.

Az egyik szerint a galaxisok „alulról felfelé” alakulnak ki: ez azt jelenti, hogy először jelenik meg a csillag és a csillagköd, ami aztán a gravitáció hatására maga köré vonzza a többi anyagot, melyből aztán bolygók, holdak és más objektumok alakulnak ki.

A másik elmélet épp fordítva, „felülről lefelé” képzeli el a galaxisok kialakulását. E szerint tehát az ősrobbanás után először a galaxisoknál sokkal hatalmasabb, egybefüggő struktúrák alakultak ki, melyek az idő múlásával töredeztek szét kisebb csillagrendszerekké.

5. Az univerzum és az antianyag kapcsolata

Az összes megválaszolatlan kérdés közül talán ez az egyik legizgalmasabb, de ez okozza a legtöbb fejfájást is a tudósoknak. A fizika törvényei alapján alapvetésnek számít az, hogy minden anyagi részecskének létezik egy antianyag megfelelője: ha ez a két anyag találkozik egymással egy apró villanás során a két részecske kioltja egymást.

Az elméletek szerint az ősrobbanás után az univerzumban egyenlő arányban kellett volna megjelennie az anyagnak és az antianyagnak, ami azt jelenti, hogy ezeknek ki kellett volna oltani egymást, tiszta energiát hagyva maguk mögött. A valóságban azonban nem ez történt:

felborult az egyensúly és anyagból több keletkezett; végső soron ennek köszönhetjük, hogy egyáltalán bármi létezik.

De vajon miért részesíti előnyben a természet az anyagot az antianyaggal szemben? Senki sem tudja és a tudósok válasza sem éppen meggyőző: ők ugyanis azt állítják, hogy minden egymilliárdnyi antianyag születése során egymilliárd plusz egy anyag jön létre, így az anyag mindig többségben lesz a világegyetemben.

+1. Az univerzum vége

A tudósokat rendkívül régóta foglalkoztatja az örök kérdés, vagyis az, hogy mégis hogyan ér majd véget a világmindenség. Erre egyértelmű választ eddig senki nem tudott adni, de létezik több teória is, melyek ezek közül mind olyan, amit a fizika törvényeivel lehet magyarázni. Épp ezért, ebben az esetben nem is annyira egy megválaszolatlan kérdésről van szó, sokkal inkább arról, hogy több válaszunk is van rá, csak épp azt nem tudjuk, hogy melyik fog bekövetkezni.

Könnyen lehet, hogy az univerzum addig tágul, míg végül minden olyan távol kerül egymástól, hogy az anyag teljesen lelassul és a világegyetem gyakorlatilag „megfagy”. Ugyanekkora esély van arra is, hogy a tágulás akkora mértéket ölt majd, hogy az anyag egyszerűen szétszakad, megsemmisítve ezzel az univerzumot.

Ezt is olvasd el! Vérfagyasztó forgatókönyvek: 4 teória az univerzum lehetséges végéről

De az is lehet, hogy amit mi világmindenségként ismerünk, csak egy illúzió és a világ egy hamis vákuumban létezik, ami egyik pillanatról a másikra kialakíthat magának egy valódi vákuumot, ami a Föld, a Naprendszer, a Tejútrendszer és végső soron az univerzum megszűnésével járna.