10 научных загадок, которые мы до сих пор не можем решить
С самого появления заинтересованного сознания человек начал исследовать мир вокруг себя, постоянно расширяя горизонты. Но так получается, что сколько эти горизонты ни расширяй, за ними обнаруживаются еще более далекие горизонты, к которым приходится долго тянуться. Ну и что? Мы получаем неподдельное удовольствие, узнавая что-то новое. Мы готовы грызть гранит, чтобы докопаться до сути вещей. Но некоторые загадки науки мы никак не можем решить. Возможно, вы поможете?
Вселенная началась с Большого Взрыва?
Теория Большого Взрыва уже много лет считается самой достоверной, объясняющей начало Вселенной. Но действительно ли она на сто процентов верный и единственный ответ?
«Большим Взрывом» теорию назвал один из самых жестоких ее противников, Фред Хойл. Он думал, что Вселенная была статичной и вечной - но его гипотеза быстро умерла. В 1929 году Эдвин Хаббл доказал, что Вселенная расширяется. Затем последовали новые свидетельства в пользу теории Большого Взрыва: в 1965 им стало существование излучения микроволнового фона, послесвечения Большого Взрыва.
Но есть одно но. Измерения Хаббла, сделанные в 1929 году, были опровергнуты в 1990-м. Фактически Вселенная расширялась медленнее, чем прогнозировала теория Большого Взрыва. В ответ на это Алан Гут внес некоторые коррективы в теорию Большого Взрыва. Он заявил, что Вселенная сначала быстро расширялась, а затем медленно.
Но как отмечают критики теории Большого Взрыва, доказать это невозможно. Может быть, нам нужен новый способ определения начала Вселенной?
Как предсказать землетрясение?
Наше понимание движений Земли начало формироваться относительно недавно. Только в 1912 году Альфред Вегенер пришел к мысли, что континенты находятся в постоянном движении. В 1960-х годах военно-морской флот США заметил, что морское дно не было гладким, как предполагалось до этого момента - оно состояло из горных хребтов.
Ученые пришли к выводу, что морское дно также подвергалось воздействию вулканов и землетрясений. Это открытие привело к теории тектоники плит, которая объясняет широкомасштабные движения литосферы Земли. Теперь мы знаем, что землетрясения рождаются, когда две плиты наползают друг на друга.
Мы смогли локализовать места, больше других подверженные тектонической активности. Но мы все еще не знаем, когда именно произойдет землетрясение. Например, ученые могут предсказать, что в Лос-Анджелесе скоро произойдет землетрясение. Это может означать любой момент от завтрашнего дня до следующих 30 лет.
Что вызывает ледниковые периоды?
Мы по-прежнему не знаем, что вызывает ледниковые периоды. Милутин Миланкович предложил решение в 1920-м году. Он заявил, что Земля получает разное количество солнечной энергии в разное время из-за того, как движется наша планета. Это приводит к появлению ледниковых периодов с постоянными интервалами. Поначалу идея Миланковича казалась правильной, потому что ледниковые периоды действительно наступали через каждые 100 000 лет.
Но теория Миланковича не может объяснить некоторые серьезные нарушения в этой схеме - например, период в 200 миллионов лет без единого ледникового периода. Новые теории сосредоточились на парниковом эффекте, но это порождает больше вопросов, чем дает ответов. Что приводило к колебаниям двуокиси углерода, когда никаких людей еще не было? Ученые ломают голову, но правды пока никто не знает.
Существует ли недостающее звено?
Недостающее звено - это гипотетическое эволюционное звено между приматами и людьми. В 1912 году Чарльз Доусон нашел череп со сводом человека и челюстью обезьяны на Пилтдаун-Коммон возле Льюиса в Англии. В течение 41 года научное сообщество полагало, что мы нашли недостающее звено.
Однако эта необычная находка оказалась подделкой, созданной зоологом Британского музея по имени Хинтон. Зачем? Такой была его месть.
Хинтон начал работать в музее добровольцем. Когда он спросил о зарплате, хранитель палеонтологии Артур Смит Вудвард ему отказал. Поэтому Хинтон подделал череп, чтобы подорвать авторитет Вудварда как ученого. Однако план не сработал.
В 1956 году Уильям Штраусс предположил, что неандерталец был нашим непосредственным предком. Однако новые методы датирования окаменелостей показали, что люди и неандертальцы жили одновременно и поддерживали контакты. Вакансия по-прежнему открыта.
Почему абстрактная система коммуникации появилась так поздно?
Самые ранние примеры искусства датируются как созданные 35 000 лет назад. Однако письменный язык развился всего 7000 лет назад, а математике потребовалось еще 2000 лет.
Почему был такой большой разрыв между первыми абстрактными рисунками и первой системой коммуникации? Вероятнее всего, первым должен измениться наш мозг. Но как? Мозг - такая сложная структура, что может пройти несколько столетий, прежде чем мы хорошо поймем принципы его работы.
Что такое черные дыры?
Концепция черных дыр сперва была встречена с недоверием. Когда физик сэр Артур Эддингтон впервые услышал про них, он воскликнул: «Я думаю, должен существовать закон природы, не допускающий, чтобы звезда вела себя таким странным образом!».
Первым поприветствовал черные дыры Оппенгеймер в 1938 году. Но и сэра Артура Эддингтона можно понять, потому что поведение черных дыр противоречит интуиции. Никто не знает, что происходит внутри черной дыры. В 1990-х годах ученые обнаружили существование сверхмассивных черных дыр размером с миллиард солнц. Они, как правило, расположены в центре эллиптических галактик. Участвовали ли они в создании этих галактик? Мы не знаем, на самом-то деле. Да и сами черные дыры для нас - настоящая загадка, потому что ни увидеть, ни потрогать их мы не можем, равно как и посетить.
Насколько стара Вселенная?
Никто не знает наверняка. Ответы варьируются от 8 до 20 миллиардов лет, но это довольно большой разброс. Самое странное в этой проблеме то, что Вселенная может быть моложе самых старых ее звезд. Исследования, проведенные в 1994 году, показали, что Вселенной 8 миллиардов лет, а значит самая древняя звезда в Млечном Пути старше самой Вселенной. К счастью, измерения, проведенные в 1999 году, опровергли предыдущие исследования.
Но триумф их был недолговечным. Еще одно исследование, проведенное при помощи современных технологий, показало, что Вселенная была на 15% меньше, а значит и на 15% моложе. Согласно этому исследованию, существуют звезды старше самой Вселенной. Что мы делаем не так? Возможно, мы не понимаем фундаментальных законов физики?
Существуют ли множественные вселенные?
Первым концепцию множественных вселенных предложил писатель-фантаст Джек Уильямсон в 1952 году. Чем вдохновил физика Хью Эверетта. В 1957 году тот написал докторскую работу на тему множественных вселенных. Согласно его модели, каждое событие создает ряд вселенных, в которых имеет место каждый возможный результат этого события.
Джон Уилер, руководитель Эверетта, предложил другую версию. По его мнению, Вселенная периодически расширялась и затем сжималась до размера атома. Но некоторые ученые отметили, что Вселенной, по всей видимости, не хватит вещества, чтобы коллапсировать.
Стивен Хокинг разработал теорию, которая гласит, что существует бесконечное число вселенных с каждым возможным будущим.
Проблема лишь в том, что мы не можем проверить эти теории на практике.
Каким будет конец Вселенной?
Некоторые теории предполагают, что Вселенная начнет в определенный момент сжиматься, пока не достигнет размера атома. Затем будет еще один большой взрыв, и вселенная переродится.
Но есть и другая возможность. Вселенная может расширяться бесконечно, расталкивая галактики все дальше и дальше друг от друга. В конце концов, звезды выжгут все свое топливо, и не останется ничего.