Găurile negre? Energia întunecată? Materia întunecată? Viața extraterestră? Care ar fi cele mai mari mistere din astronomie?

„Cu cât învăţ mai mult, cu atât îmi dau seama cât de multe lucruri nu cunosc”. Acestea sunt cuvintele lui Albert Einstein. Cred că ele se pot aplica şi în cazul Universului.

Există multe alte exemple în acest sens: astronomii au încercat să determine viteza de expansiune a Universului şi au descoperit că energia întunecată este cea care accelerează expansiunea acestuia. Sondele spaţiale Cassini, lansate de NASA, au obţinut imagini cu Iapetus (un satelit al lui Saturn) şi au identificat un ciudat lanţ montan ecuatorial. Cum oare s-a format acesta?

Întotdeauna au existat şi vor exista mistere în astronomie. Deşi natura acestor mistere poate varia, numărul lor este întotdeauna în creştere.

Cu sute de ani în urmă, oamenii au vrut să știe cum se mişcă planetele pe cer (conservarea momentului cinetic), ce vârstă are Pământul (4,54 miliarde ani) sau cine menţine Luna pe orbită în jurul Pământului (gravitaţia).

Sistemul Pământ-LunăSistemul Pământ-Lună.

Cu un secol în urmă, astronomii nu erau siguri ce sunt galaxiile (o aglomeraţie de stele) sau cum produce Soarele energie (fuziunea nucleară). Cu doar câteva decenii în urmă, nu știam cum se formează quasarii (prin alimentarea cu materie a unei găuri negre supermasive) sau care este vârsta Universului (13,8 miliarde ani). Fiecare dintre aceste mistere a fost rezolvat sau cel puțin există o explicaţie.

Ştiinţa continuă să exploreze şi să caute răspunsuri la misterele pe care le avem, iar acestea nu fac altceva decât să deschidă noi direcţii de studiu. Din fericire, pentru cei care doresc să urmeze o carieră în astronomie, există o mulţime de mistere care pot fi explorate chiar acum. Iată câteva dintre ele:

Este Universul finit sau infinit? Putem vedea lumina care a fost emisă la scurt timp (în urmă cu 13,8 miliarde ani) după evenimentul Big Bang, în toate direcțiile. Datorită expansiunii, acele regiuni ale Universului se află acum la 45 miliarde de ani-lumină distanță de noi. Dar Universul este, probabil, mult mai mare de atât. Poate este chiar infinit.

Ce este materia întunecată? Datorită lentilelor gravitaționale, astronomii au putut identifica halouri vaste de materie invizibilă aflate în jurul galaxiilor. Dar ce este materia întunecată și de ce nu interacționează aceasta cu materia obişnuită?

Efectul de lentilă gravitațională

Imagini obținute de Telescopul Spațial Hubble ce prezintă efectul de lentilă gravitațională. Credit: NASA/ESA.

Ce este energia întunecată? Atunci când au încercat să afle viteza de expansiune a Universului, astronomii au descoperit că expansiunea acestuia este de fapt accelerată. De ce se întâmplă acest lucru? Există o cauză necunoscută care provoacă apariţia unei forţe ce accelerează expansiunea Universului sau n-am reuşit încă să înţelegem cum se manifestă gravitaţia la scara Universului?

Există găuri negre supermasive în centrul celor mai multe galaxii. Găurile negre supermasive au apărut prima dată, iar apoi galaxiile s-au format în jurul lor? Sau a fost invers, mai întâi au apărut galaxiile şi pe urmă s-au format găurile negre supermasive?

Big Bang-ul a avut loc în urmă cu 13,8 miliarde ani şi de atunci expansiunea Universului a continuat. Dar ce a fost înainte de Big Bang? Ce a determinat Big Bang-ul? Se va repeta Big Bang-ul?

Suntem singuri în Univers? Mai există viaţă altundeva în Univers? Şi există cineva acolo cu care am putea vorbi?

Universul după 590 milioane ani de la Big BangUniversul după 590 milioane ani de la Big-Bang. Credit: Alvaro Orsi, Institute for Computational Cosmology, Durham University.

La scurt timp după Big Bang, materia şi antimateria s-au anihilat reciproc. Dintr-o cauză necunoscută, în acele momente a existat mai multă materie decât antimaterie, astfel încât în prezent Universul este dominat de materie. De ce?

Este Universul pe care-l cunoaştem singurul Univers? Există un multivers?

Într-un viitor îndepărtat, după ce toate stelele vor dispare, iar dacă protonii se vor dezintegra, atunci nu va mai exista nimic altceva în Univers în afară de energie. Deocamdată fizicienii nu au observat niciun indiciu privind dezintegrarea protonului.

Acestea sunt doar câteva întrebări importante fără răspuns. Mai există însă sute, mii, milioane de întrebări fără răspuns. Cu cât aflăm mai multe, cu atât mai mult ne dăm seama de cât de puţine lucruri cunoaştem.

Ori de câte ori prezentăm unele concepte din astronomie pentru care exista o explicaţie teoretică, ni se spune că oamenii de ştiinţă sunt aroganţi. Că ei cred că ştiu totul. Dar oamenii de ştiinţă nu ştiu totul şi sunt dispuşi să recunoască existența unui mister. Atunci răspunsul lor este: nu ştiu.

Traducere şi adaptare după What Are The Biggest Mysteries în Astronomy?