Jesmo li sami u svemiru? Da li je svemir beskonačan? Pogledajmo najvažnije misterije kosmosa, na koje nauka, barem u ovom trenutku, nije dobila jasan odgovor.
Svemir je fascinirao čovječanstvo od davnina. Nebo, prepuno zvijezda, planeta, kometa i drugih pojava, budi našu radoznalost i divljenje. Također nas zanimaju misterije našeg porijekla i postojanja, crne rupe i tamna materija. Istovremeno, svemir krije mnoge misterije za koje nemamo odgovore. Predlažem da se upoznate s nekim od ovih misterija.
Također zanimljivo: Teraformiranje Marsa: Može li se Crvena planeta pretvoriti u novu Zemlju?
Jesmo li sami u svemiru?
Ovo je jedno od najstarijih i najosnovnijih pitanja ljudskog postojanja. Postoji li život izvan Zemlje? Da li su ovi oblici života inteligentni i možemo li s njima komunicirati? Kako izgleda život i kako se razvija van naše planete? Kakve su šanse da upoznate druge civilizacije? Na ova pitanja nemamo odgovore, iako postoje različite hipoteze i istraživački projekti. Na primjer, na osnovu Drakeove jednačine, naučnici pokušavaju odrediti broj potencijalnih civilizacija u našoj galaksiji, a program SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) traži radio signale iz svemira. Do sada, međutim, nismo pronašli nikakve dokaze o životu izvan naše planete. Iako to može značiti da je vrlo rijetko ili vrlo teško otkriti.
Jedan od argumenata u prilog postojanja života u svemiru je njegova ogromna veličina i raznolikost. Prema trenutnim procjenama, naša galaksija sadrži oko 100 milijardi zvijezda, a cijeli svemir koji trenutno možemo promatrati ima oko 100 milijardi galaksija. Naučnici predviđaju da je najmanje 10 milijardi planeta u Mliječnom putu veličine Zemlje i u zoni pogodnoj za život njihove zvijezde. Odnosno, na udaljenosti koja omogućava da voda postoji na površini u tekućem stanju. Neke od ovih planeta mogu imati uslove slične našim, ili mogu biti potpuno drugačiji, ali ipak povoljni za život. Takođe je moguće da vanzemaljski život može izdržati uslove koji su nama neprijateljski raspoloženi ili potpuno drugačiji od Zemljinih.
Još jedan argument za postojanje života u svemiru je njegova izuzetna sposobnost prilagođavanja i razvoja. Naučnici vjeruju da se život na Zemlji pojavio prije oko 3,5 milijardi godina, i od tada se razvijao na nevjerovatan način, stvarajući milione vrsta biljaka i životinja svih oblika, veličina i sposobnosti. Život na Zemlji preživio je mnoge kataklizme i klimatske promjene, prilagođavajući se novim uvjetima. Ovo se dešava čak i sada u ekstremnim okruženjima kao što su topli izvori, duboki okeanski baseni ili arktički glečeri. Ako je život na Zemlji tako fleksibilan i otporan, zašto ne bi bio isti i drugdje?
Pročitajte također: Promatranje Crvene planete: Istorija marsovskih iluzija
Šta se dogodilo prije Velikog praska?
Prema trenutno dominantnoj kosmološkoj teoriji, svemir je nastao prije oko 14 milijardi godina kao rezultat Velikog praska. Bio je to trenutak kada su sva materija i energija bili koncentrisani u beskonačno maloj tački beskonačne gustine i temperature. Kao rezultat eksplozije, počelo je brzo širenje i hlađenje svemira, koje traje do danas. Ali šta se dogodilo prije Velikog praska? Da li je postojao drugi univerzum? Da li je Veliki prasak bio jedinstven događaj ili dio ciklusa? Na ova pitanja nemamo odgovore jer klasična fizika ne može opisati stanje svemira prije Velikog praska. Međutim, postoje različite hipoteze koje se temelje na kvantnim teorijama.
Jedna od njih je takozvana hipoteza početne singularnosti. Pretpostavlja se da prije Velikog praska nije bilo ničega - ni vremena, ni prostora, ni materije. Sve je to nastalo tek u trenutku eksplozije iz tačke nulte veličine i beskonačne gustine.
Druga hipoteza je takozvana vječna inflacija. Pretpostavlja se da je prije Velikog praska postojalo kvantno polje vrlo visoke energije koje se širilo sve većom brzinom. Ovo polje je bilo nestabilno i sklono kvantnim fluktuacijama. Na različitim mjestima polja, prelazi u stanje niže energije odvijali su se haotično, stvarajući mjehuriće svemira s vlastitim zakonima fizike. Svaki takav balon mogao bi postati početak drugog univerzuma. Naš svemir bi bio jedan takav balon koji je nastao prije oko 14 milijardi godina.
Druga pretpostavka je takozvana hipoteza velikog odskoka. Pretpostavlja se da je prije Velikog praska postojao još jedan svemir koji se skupio i dostigao svoju minimalnu veličinu. Tada je došlo do povratka i počela je nova faza širenja, a takvi ciklusi kontrakcije i širenja svemira mogu se ponavljati u nedogled. Ova hipoteza se zasniva na teoriji kvantne gravitacije petlje, koja pokušava da pomiri kvantnu mehaniku sa Ajnštajnovom opštom teorijom relativnosti.
Kao što vidite, pitanje šta se dogodilo prije Velikog praska nema jednostavan odgovor. Možda nikada nećemo saznati, ili ćemo možda morati promijeniti naše koncepcije vremena i prostora da bismo pronašli odgovor. Iako je čovječanstvo već dokazalo da može iznenaditi.
Pročitajte također: Svemirske misije s ljudskom posadom: Zašto je povratak na Zemlju i dalje problem?
Kako je nastao život?
Život je jedno od najvećih čuda svemira. Organizmi sposobni za rast, reprodukciju, adaptaciju i evoluciju nastali su iz nežive materije. Ali kako se to dogodilo? Kako su prve ćelije nastale iz jednostavnih organskih molekula i kako su se svi oblici života na Zemlji razvili iz njih? Još nemamo konačne odgovore na ova pitanja, iako postoje različite teorije i hipoteze o nastanku života. Neki od njih su zasnovani na eksperimentima i zapažanjima, drugi - na fikcijama i nagađanjima.
Jedna od teorija je takozvana hipoteza o primarnoj juhi. Pretpostavlja se da je život nastao u okeanima rane Zemlje, gdje su postojali jednostavni organski molekuli kao što su aminokiseline, polipeptidi, dušične baze i nukleotidi. Ova jedinjenja mogu se sintetisati u atmosferi pod uticajem električnih pražnjenja ili kosmičkih zraka, a zatim ući u okeane. Tamo se mogu kombinovati u veće strukture, kao što su proteini ili nukleinske kiseline. Vremenom bi se, na osnovu prirodne selekcije, mogli pojaviti prvi samoreprodukcioni sistemi.
Takozvana hipoteza gline sugerira da je život nastao na kopnu gdje su postojali aluminosilikatni minerali s kristalnom strukturom. Ovi minerali mogu poslužiti kao katalizatori i šabloni za stvaranje i organizaciju organskih molekula. Na površini gline mogu se formirati slojevi proteina i nukleinskih kiselina, od kojih bi se mogle formirati prve ćelije okružene lipidnim membranama.
Druga teorija je hipoteza o takozvanim hidrotermalnim izvorima. Pretpostavlja se da je život nastao na dnu okeana u hidrotermalnim kraterima iz kojih izlazi topla voda, bogata mineralima i jedinjenjima sumpora. U takvom okruženju mogu se formirati jednostavni organski molekuli i termički i hemijski gradijenti koji pospešuju biohemijske reakcije. Prve ćelije zaštićene od vanjskih uvjeta mogle su se formirati u pukotinama stijena ili u mikroporama dimnjaka.
Postoji mnogo sličnih teorija i hipoteza, ali nijedna od njih nije definitivno dokazana. Pitanje stvaranja života je i dalje otvoreno. Ili smo možda preseljeni, na primjer, sa Marsa ili Venere? Da li smo mogli biti stvoreni od neke tamne materije ili energije?
Pročitajte također: O kvantnim kompjuterima jednostavnim riječima
Šta je tamna materija i tamna energija?
Astronomska zapažanja pokazuju da obična materija (atomi, čestice, planete, zvijezde, itd.) čini samo oko 5% mase i energije svemira. Ostalo je takozvana tamna materija (oko 27%) i tamna energija (oko 68%). Tamna materija je nevidljiva jer ne apsorbuje i ne reflektuje elektromagnetno zračenje, ali ima gravitacionu interakciju sa drugim objektima, bez koje se galaksije ne bi mogle držati zajedno i raspale bi se pod uticajem rotacije. Tamna energija je tajanstvena sila koja ubrzava širenje svemira i suprotstavlja se gravitaciji. Međutim, ne znamo tačno šta su tamna materija i tamna energija, niti kako su nastale.
Znamo da tamna materija postoji jer je količina obične materije, odnosno one koja se sastoji od atoma ili iona, u svemiru premala da bi stvorila gravitacijske interakcije koje opažamo. Zašto ovdje spominjem gravitaciju? Zato što je to manifestacija postojanja materije. Jednostavno rečeno, materija ima masu sposobnu da izvrši specifičan gravitacioni uticaj na svoju okolinu. Ako razmotrimo svaku galaksiju, zvijezdu, oblak prašine u međuzvjezdanom prostoru, odnosno svu običnu materiju koja nam je poznata u svemiru, primijetit ćemo mnogo više gravitacijskih interakcija nego što ta količina materije može stvoriti. Dakle, mora postojati još nešto što bi objasnilo višak gravitacije.
Ako postoji posljedica, mora postojati i uzrok. Ovo je jedan od apsolutno temeljnih principa u nauci i promatranju svijeta koji ga okružuje, koji pomaže u donošenju zaključaka, otkrića i jedan je od najboljih putokaza u potrazi za mogućim odgovorima na pitanja uzbudljiva nauke. Za postojanje tamne materije znamo zahvaljujući teoriji koja opisuje kako tamna materija utiče na brzinu rotacije zvijezda u naručju Mliječnog puta. Procjenjuje se da bi u našem dijelu Galaksije trebalo biti samo 0,4 do 1 kg tamne materije, koja najvjerovatnije zauzima prostor uporediv sa veličinom Zemlje.
Pretpostavka da tamna materija postoji sada je dominantno objašnjenje za anomalije galaktičke rotacije koje opažamo i kretanje galaksija u jatu. To jest, posmatranja galaksija dokazuju postojanje tamne materije.
Sada pređimo na tamnu energiju. Značajno se razlikuje od tamne materije. Znamo da njegov utjecaj mora biti odbojan, što dovodi do ubrzanog širenja svemira. Ovo ubrzanje se može meriti posmatranjem, jer se galaksije udaljuju jedna od druge brzinom proporcionalnom njihovoj udaljenosti.
Dakle, opet, imamo efekat, tako da mora postojati uzrok. Sva trenutna mjerenja potvrđuju da se svemir širi sve brže i brže. Zajedno sa drugim naučnim podacima, ovo je omogućilo da se potvrdi postojanje tamne energije i da se proceni njena količina u svemiru. Zbog ovog odbojnog svojstva, tamna energija se takođe može smatrati "antigravitacijom".
Koja je razlika između tamne materije i tamne energije? Unatoč sličnom nazivu, pogrešno je misliti o tamnoj energiji kao o nečemu što se odnosi na druge, poznate vrste energije, na isti način na koji je tamna materija povezana s običnom materijom. Štaviše, tamna materija i tamna energija imaju potpuno različite efekte na svemir.
Pročitajte također: Ko su biohakeri i zašto se dobrovoljno čipiraju?
Da li je putovanje kroz vrijeme moguće?
Putovanje kroz vrijeme san je mnogih ljudi, pa vidimo mnogo književnih djela i filmova na ovu temu. Ali da li je to fizički moguće? Prema Ajnštajnovoj teoriji relativnosti, vreme nije konstantno i apsolutno, već zavisi od brzine posmatrača i sile gravitacije. Što se brže krećemo, ili što je gravitacijsko polje jače, to nam vrijeme sporije prolazi. To znači da je putovanje u budućnost moguće ako postignemo vrlo veliku brzinu ili se približimo vrlo masivnom objektu. Na primjer, vrijeme prolazi malo sporije za astronauta u Zemljinoj orbiti nego za osobu na površini planete. Međutim, ova razlika je premala da bi bila uočljiva. Da bismo mogli putovati u budućnost, morali bismo putovati brzinom koja je blizu brzini svjetlosti ili biti blizu crne rupe. Međutim, obje ove opcije su izvan naših tehničkih mogućnosti.
Putovanje u prošlost je još komplikovanije i kontroverznije. Čini se nemogućim, jer je zabranjeno nekim fizičkim zakonima. Neke teorije, međutim, dozvoljavaju postojanje takozvanih zatvorenih krivulja nalik vremenu, odnosno putanja u prostor-vremenu, ciklusa u vremenu koji se vraćaju u istu tačku. Takvi putevi bi nam mogli omogućiti da putujemo u prošlost, ali bi zahtijevali vrlo neobične uslove, kao što je crvotočina ili rotirajuća crna rupa.
Teoretski, crne rupe mogu da se rotiraju, a ovaj fenomen se naziva "crna rupa koja se okreće" ili "Kerrova crna rupa". Godine 1963. američki fizičar Roy Kerr predložio je matematički model crne rupe koja rotira oko svoje ose.
Međutim, ne znamo da li takvi objekti postoje i da li su stabilni. Osim toga, putovanje kroz vrijeme stvara mnoge logičke paradokse i uzročno-posledične kontradikcije, na primjer, paradoks djeda – šta se događa ako putnik kroz vrijeme ubije svog djeda prije nego što mu se otac rodi? Neki naučnici pokušavaju da objasne ove paradokse sugerišući postojanje više svetova ili samoobnavljanje prostor-vremena.
Pročitajte također: Teleportacija sa naučne tačke gledišta i njena budućnost
Postoje li paralelni univerzumi?
Da li je naš univerzum jedinstven, ili je dio veće strukture, takozvanog multiverzuma? Postoje li drugi univerzumi u kojima bi se historija i fizika mogli razlikovati? Možemo li komunicirati ili posjetiti ove svjetove? To su pitanja koja se tiču ne samo naučnika, već i pisaca i kinematografa. Postoji nekoliko hipoteza za postojanje paralelnih univerzuma, kao što su teorija struna, teorija vječne inflacije i kvantnomehanička interpretacija multiverzuma. Međutim, nijedan od njih nije potvrđen ni opservacijama ni eksperimentalno.
Jedna od hipoteza je teorija struna, koja pretpostavlja da osnovni fizički objekti nisu tačkaste čestice, već jednodimenzionalni nizovi koji osciliraju u desetodimenzionalnom prostoru. Teorija struna dozvoljava postojanje hipotetičkih brana (membrana), koje su višedimenzionalni objekti napravljeni od struna. Naš univerzum može biti slična brana, obješena u višoj dimenziji. Također je moguće da postoje i druge brane koje su od naše odvojene malom udaljenosti. Ako bi se dvije brane sudarile jedna s drugom, mogle bi izazvati Veliki prasak i stvoriti novi svemir.
Druga hipoteza je vječna inflacija, koja je već spomenuta. Povezan je s kvantnim poljem vrlo visoke energije, koje se širi sve većom brzinom.
Zanimljiva hipoteza je kvantnomehanička interpretacija multiverzuma, koja sugerira da svako kvantno mjerenje dovodi do grananja svemira na mnoge moguće ishode. Na primjer, ako mjerite položaj elektrona u atomu vodika, možete dobiti različite vrijednosti s određenom vjerovatnoćom. Takva multiverzalna interpretacija sugerira da se svaka od ovih dimenzija ostvaruje u drugom univerzumu i da se sa svakom dimenzijom dupliciramo. Na taj način nastaje beskonačan broj paralelnih univerzuma koji se međusobno razlikuju u malim detaljima ili potpuno različitim pričama.
Pročitajte također: Bitcoin rudarenje ima više gubitaka nego dobitaka - Zašto?
Šta se dešava unutar crnih rupa?
Crne rupe su kosmički objekti s tako velikom gustinom i gravitacijskom silom da im ništa ne može pobjeći, čak ni svjetlost. Nastaju kao rezultat kolapsa jezgara umirućih zvijezda ili spajanja manjih crnih rupa. Oko svake crne rupe nalazi se granica koja se zove horizont događaja, koja označava tačku bez povratka za bilo šta što joj se približava. Ali šta se dešava izvan horizonta događaja? Šta je unutar crne rupe? Na ova pitanja nemamo odgovore jer klasična fizika ne može opisati uslove i procese unutar crne rupe. Međutim, moguće su različite hipoteze zasnovane na kvantnim ili alternativnim teorijama.
Jedna takva pretpostavka je hipoteza singularnosti. Kaže da su sva materija i energija unutar crne rupe koncentrisane u jednoj tački nulte zapremine i beskonačne gustine i prostorno-vremenske zakrivljenosti. U tom trenutku svi poznati zakoni fizike prestaju da važe, a mi ne znamo šta se tu dešava.
Planckova hipoteza o zvijezdama predviđa da duboko unutar crne rupe materija nije komprimirana u singularitet, već u stanje ekstremno visoke gustine i temperature, u kojem djeluju zakoni kvantne gravitacije (kombinacija kvantne mehanike i opće relativnosti). U ovom stanju, materije bi mogle da se odbijaju jedna od druge i formiraju sferni objekat poluprečnika blizu Plankove dužine – najmanjoj mogućoj dužini u fizici. Njegova vrijednost je nevjerovatno mala: 20 redova veličine manja od veličine atomskog jezgra. Takav objekt može emitovati Hawkingovo zračenje (kvantne fluktuacije iznad horizonta događaja) i postepeno gubiti masu i energiju sve dok ne eksplodira i oslobodi cijeli sadržaj crne rupe.
Druga ideja je takozvana hipoteza gravastara. Pretpostavlja se da na granici horizonta događaja postoji sloj egzotične materije sa negativnim pritiskom, koji sprečava da se unutrašnjost crne rupe uruši u singularitet. U ovom slučaju, unutrašnjost crne rupe bi bila prazan prostor sa konstantnom gustinom i nultom temperaturom. Takva struktura bi bila stabilna i ne bi emitovala Hawkingovo zračenje.
Pročitajte također: Blockchains sutrašnjice: Budućnost industrije kriptovaluta jednostavnim riječima
Ima li svemir kraj?
Univerzum je beskonačan i nema granica - ovo je najjednostavniji odgovor na ovo pitanje. Ali šta to zapravo znači i kako možemo biti sigurni? Postoje tri moguća scenarija: svemir je neograničen, konačan i zatvoren (kao sfera ili torus), svemir je konačan i otvoren (kao sedlo), ili je svemir beskonačan i ravan. Takođe ne znamo šta se dešava iza horizonta događaja, granice vidljivog univerzuma koja je rezultat konačne brzine svetlosti.
Počnimo sa onim što sigurno znamo. Znamo da se svemir širi, što znači da se udaljenosti između galaksija stalno povećavaju. Takođe znamo da je svemir star oko 13,8 milijardi godina i da je nastao u Velikom prasku, stanju ekstremne gustine i temperature koje je dovelo do materije, energije, vremena i prostora.
Ali šta se dogodilo prije Velikog praska? A šta je izvan horizonta događaja - granica vidljivog univerzuma, iza koje ne možemo ništa vidjeti zbog ograničene brzine svjetlosti? Postoji li kraj svemiru ili barijera?
Naučnici vjeruju da je to malo vjerovatno. Nema dokaza o takvom kraju ili barijeri. Umjesto toga, najprihvatljiviji je model u kojem je svemir homogen i izotropan, što znači isti u svim smjerovima i na svim lokacijama. Takav univerzum nema rub ili centar i može biti beskonačne veličine.
Naravno, ne možemo ovo direktno testirati jer ne možemo putovati brže od svjetlosti ili ići izvan vidljivog svemira. Ali možemo zaključiti o svojstvima čitavog univerzuma iz onoga što vidimo na dohvat ruke. I sva zapažanja pokazuju da je univerzum homogen u velikoj mjeri.
To ne znači da nema drugih opcija. Neke alternativne teorije sugeriraju da svemir može biti zakrivljen ili složen geometrijski oblik. Također može biti dio veće strukture ili imati više kopija ili odraza.
Također zanimljivo: Problemi geoinženjeringa: Evropska unija će zabraniti naučnicima da se "igraju Boga"
Postoji li način da se putuje brže od svjetlosti?
Kretanje brže od svjetlosti je hipotetička mogućnost da se materija ili informacija kreću brže od brzine svjetlosti u vakuumu, koja iznosi oko 300 km/s. Ajnštajnova teorija relativnosti predviđa da samo čestice sa nultom masom mirovanja (kao što su fotoni) mogu da putuju brzinom svetlosti i da ništa ne može putovati brže. Postavljena je pretpostavka o mogućnosti postojanja čestica sa brzinom većom od brzine svjetlosti (tahioni), ali bi njihovo postojanje narušilo princip kauzalnosti i značilo bi pomicanje u vremenu. Naučnici još nisu došli do konsenzusa o ovom pitanju.
Međutim, sugerisano je da neki iskrivljeni regioni prostor-vremena mogu dozvoliti materiji da stigne do udaljenih mesta za manje vremena od svetlosti u normalnom („neiskrivljenom“) prostor-vremenu. Ovakva "prividna" ili "efikasna" područja prostor-vremena nisu isključena općom teorijom relativnosti, ali njihova fizička vjerodostojnost trenutno nije potvrđena. Primjeri su Alcubierreov pogon, Krasnikove cijevi, crvotočine i kvantno tuneliranje.
Posljedice putovanja brže od svjetlosti na našem nivou znanja o svemiru teško je predvidjeti jer zahtijevaju novu fiziku i eksperimente. Jedna od mogućih posljedica bi bila mogućnost putovanja kroz vrijeme i logičkih paradoksa vezanih za uzročnost. Druga posljedica može biti mogućnost proučavanja udaljenih zvijezda i planeta tokom života osobe. Na primjer, najbliža zvijezda izvan Sunčevog sistema, Proxima Centauri, udaljena je oko 4,25 svjetlosnih godina. Putovanje brzinom svjetlosti trajalo bi samo 4 godine i 3 mjeseca, a putovanje brže od svjetlosti trajalo bi još manje vremena.
Također zanimljivo: Prva fotografija sa teleskopa James Webb je godina: Kako je promijenila naš pogled na svemir
Gdje nestaju planete? Šta im se dešava?
Izgubljene planete su hipotetički objekti u Sunčevom sistemu čije postojanje nije potvrđeno, ali je napravljeno na osnovu naučnih opservacija. Danas postoje naučne pretpostavke o mogućnosti postojanja nepoznatih planeta koje možda prevazilaze naše trenutno znanje.
Jedna takva hipotetička planeta je Phaeton, ili Olbersova planeta, koja je mogla postojati između orbite Marsa i Jupitera, a njeno uništenje bi rezultiralo formiranjem asteroidnog pojasa (uključujući patuljastu planetu Ceres). Ova hipoteza se trenutno smatra malo vjerojatnom jer je asteroidni pojas preniske mase da bi nastao eksplozijom velike planete. Istraživači sa Univerziteta Florida otkrili su 2018. da se asteroidni pojas formirao od fragmenata najmanje pet do šest objekata veličine planete, a ne od jedne planete.
Još jedna hipotetička planeta je Planet V, koji je, prema John Chambersu i Jack Lissou, nekada postojao između Marsa i asteroidnog pojasa. Pretpostavka o postojanju takve planete napravljena je na osnovu kompjuterskih simulacija. Planeta V je možda bila odgovorna za Veliko bombardovanje koje se dogodilo prije oko 4 milijarde godina, koje je stvorilo brojne udarne kratere na Mjesecu i drugim tijelima u Sunčevom sistemu.
Postoje i različite hipoteze o planetama izvan Neptuna, kao što su Planeta Devet, Planet X, Tyche i druge, koje pokušavaju da objasne postojanje prividnih anomalija u orbitama nekih udaljenih trans-neptunskih objekata. Međutim, nijedna od ovih planeta nije direktno promatrana, a njihovo postojanje je još uvijek diskutabilno. Iako naučnici i dalje pokušavaju da proučavaju prostor između Marsa i Jupitera, iza Neptuna. Možda ćemo kasnije imati nove hipoteze i otkrića.
Čovječanstvu je oduvijek bilo važno da zna odgovore o kosmosu, o Zemlji i o sebi. Ali do sada, naše znanje je ograničeno, iako naučnici ne stoje mirno, pokušavajući pronaći odgovore, utirući nove puteve u svemir. Jer mora postojati odgovor na svako pitanje ili zagonetku. Tako je uređena osoba, tako je uređen univerzum.
Također zanimljivo:
Hvala ti!!!