През 1900 година британският физик лорд Келвин казва: „Във физиката няма нищо ново, подлежащо на откритие. Остава само да изпълним все по-точи и точни измервания.“

Но като се започне от 1900 година, в продължение на три десетилетия, учените са развивали квантовата механика, която се оказала несъвместима с общата теория на относителността, а това породило едно от най-дълбоките противоречия във физиката.

Днес нито един учен не смее да твърди, че нашето физическо знание за Вселената е близко до завършеното. Напротив, с всяко ново откритие изглежда, че неразрешените въпроси стават все повече. Нека видим шест от най-големите неразгадани тайни на науката.

Що е тъмна енергия?

Вселената продължава да се разширява все по-бързо, независимо че основната действаща сила в нея – силата на привличане, или гравитацията – противодейства на това. Отчитайки това, астрофизиците са предположили, че съществува невидима субстанция, която противодейства на тази въпросна гравитация. Те я наричат тъмна енергия.

Темповете на ръст на такива свръхкупове като Дева представляват убедителни доказателства

в ползата на съществуването на тъмната енергия. Andrew Z. Colvin/Wikimedia

В общоприетото разбиране тъмната енергия е „космологична константа“, неотменно свойство на самото пространство, което има „отрицателно налягане“. Колкото повече се разширява пространството, толкова повече то (пространството) се създава, а с него – и тъмна енергия.

Въз основа на наблюдаваните темпове на ръст на Вселената учените са направили извод, че тъмната енергия трябва да е не по-малко от 70% от общото съдържание на Вселената. Но както и преди, остава неясно какво е тя и къде трябва да се търси.

Що е тъмната материя?

Очевидно, че около 84% от материята във Вселената не поглъща и не излъчва светлина. Тъмната материя не може да бъде видяна непосредствено. Нейното съществуване и свойства се фиксират благодарение на нейното гравитационно въздействие върху видимата материя, излъчването и изменението в структурата на Вселената.

Така може да изглежда „брада“ от тъмна материя около Земята. © NASA/JPL-Caltech

Тази тъмна субстанция пронизва галактиките и се състои от „слабо взаимодействащи масивни частици“. Досега нито един от детекторите не е успял да открие тези частици.

Защо съществува стрела на времето?

Времето се движи напред. Този извод може да се направи въз основа на свойството на Вселената, наречено ентропия, което се определя като нивото на нарастващия безпорядък. Няма никакъв начин да се обърне назад ентропията. Стрелата на времето е концепция, описваща времето като права, протегната

от миналото към бъдещето

Във всички процеси съществува посока, в която процесите протичат от по-подредено състояние към по-малко подредено. Но основният въпрос е следният: Защо ентропията се е намирала на ниско ниво в момента на зараждане на Вселената, когато сравнително малко пространство е било препълнено с колосална енергия?

Съществуват ли паралелни вселени?

Астрофизични данни свидетелстват, че пространствено-времевият континуум може да е „плосък“, а не огънат, което значи, че той продължава безкрайно. Ако това е така, то нашата Вселена е само една от безкрайно голямата Мегавселена.

Защо материята е значително повече от антиматерията?

Според изчисления, проведени през 2009 година от физиците Андрей Линде и Виталий Ванчурин, след Големия взрив са се образували 10^10^10^7 вселени. Много са. Ама наистина са много. Ако паралелните вселени съществуват, как бихме могли някога да открием тяхното присъствие?

Всъщност въпросът не е в това, защо веществото е повече от противоположно зареденото антивещество, а това, защо изобщо съществува.

Някои учени смятат, че след Големия взрив материята и  антиматерията са били симетрични. Ако това е било така, то видимият от нас свят би бил веднага унищожен – електроните щяха да влязат в реакция с позитроните, протоните – с антипротоните, и така нататък, оставяйки след себе си едва огромен брой „голи“ фотони.

Но по някакви причини материята е съществено повече от антиматерията, което ни позволява да съществуваме. И няма общоприето обяснение.

Как да се измери колапсът на вълновата функция?

В странното царство на фотоните, електроните и прочие елементарни частици квантовата механика се явява закон. Частиците не се държат като малки топчета, те действат като вълни, които се разпространяват на огромни площи.

Всяка частица описва вълнова функция, която говори за нейното възможно разположение, скорост и други свойства. Всъщност частицата има диапазон от стойности за всички свойства до момента, докато не я измерят експериментално.

В момента на откриването вълновата функция се „разрушава“. Но как и защо измеренията на частиците в тази реалност, която ние възприемаме, носи крах за техните вълнови функции?

Въпросът за проблема с измерването може да изглежда езотеричен, но тепърва ни престои да се приближим към разбирането на това, какво е нашата реалност и съществува ли тя въобще.