TOP-10 Mysteries van de natuur die de wetenschap niet kan verklaren

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Ondanks het feit dat veel feiten en theorieën, waarover nog steeds onder de mensen wordt gedebatteerd, al lange tijd geen twijfels hebben gewekt bij wetenschappers, betekent dit niet dat wetenschappelijke ideeën over het heelal uitputtend kunnen worden genoemd.

Waarom is er meer materie dan antimaterie?

In het moderne begrip van praktische fysica zijn materie en antimaterie identiek, maar tegengesteld. Als ze elkaar ontmoeten, moeten ze elkaar vernietigen en niets achterlaten. En de meeste van dergelijke wederzijdse vernietiging heeft al plaatsgevonden in het ontluikende universum.

Niettemin bleef er genoeg materie in om miljarden en miljarden sterrenstelsels, sterren, planeten en nog veel meer te creëren. Dit komt door mesonen, samengestelde (niet-elementaire) deeltjes met een korte halfwaardetijd, bestaande uit quarks en antiquarks. B-mesonen vervallen langzamer dan anti-B-mesonen, waardoor er genoeg B-mesonen overleven om alle materie in het universum te creëren. Bovendien kunnen B-, D- en K-mesonen trillen en antideeltjes worden en vice versa samenstellende deeltjes.

Onderzoek heeft aangetoond dat mesonen eerder een normale toestand aannemen, hoewel dit eenvoudigweg kan zijn omdat er meer normale deeltjes zijn dan antideeltjes.

Waar is al het lithium?

Vroeger, toen de temperatuur in het heelal verbazingwekkend hoog was, werden isotopen van waterstof, helium en lithium in overvloed gevormd.

Waterstof en helium zijn nog steeds ongelooflijk overvloedig en vormen het grootste deel van de massa van het heelal, maar het aantal lithium-7-isotopen dat we nu kunnen waarnemen, is slechts een derde van het verleden. Er zijn veel verschillende verklaringen voor waarom dit gebeurde - inclusief hypothesen met hypothetische bosonen die bekend staan als axions. Anderen geloven dat lithium is geabsorbeerd door de kernen van sterren, die onze telescopen en instrumenten niet kunnen detecteren. In ieder geval is er nu geen afdoende verklaring voor waar al het lithium uit het heelal is gegaan.

Waarom slapen we?

Hoewel we weten dat de processen die in het menselijk lichaam plaatsvinden, worden gereguleerd door de biologische klok die ons wakker maakt en laat slapen, weten we niet waarom dit gebeurt. Slaap is de tijd waarin ons lichaam weefsels regenereert en andere regeneratieprocessen uitvoert. En we brengen ongeveer een derde van ons leven slapend door.

Sommige andere organismen hebben helemaal geen slaap nodig, dus waarom hebben we het nodig? Er zijn verschillende versies van waarom dit gebeurt, maar geen van hen is een volledig antwoord op de vraag. Volgens één theorie zijn die dieren die slapen erin geslaagd om het vermogen te ontwikkelen om zich voor roofdieren te verbergen, terwijl anderen constant alert moeten zijn, en daarom regenereren en rusten ze zonder slaap. Veel slaaponderzoek richt zich nu op waarom slaap belangrijk is en hoe het de mentale prestaties beïnvloedt.

Wat is zwaartekracht?

Veel mensen weten dat de zwaartekracht van de maan eb en vloed veroorzaakt, de zwaartekracht van de aarde houdt ons op het oppervlak van onze planeet, de zwaartekracht van de zon dwingt de aarde zelf om in een baan om de aarde te worden gehouden. Maar hoe is dit fenomeen te verklaren?

Deze krachtige kracht wordt gecreëerd door materie, en grotere objecten kunnen kleinere objecten aantrekken. Terwijl wetenschappers uitzoeken hoe de zwaartekracht werkt, weten ze niet eens zeker of deze überhaupt bestaat. Is zwaartekracht een gevolg van het bestaan van zwaartekrachtdeeltjes? Waarom is er zoveel lege ruimte in atomen - dat wil zeggen, waarom bevinden de kern en elektronen zich op een vrij grote afstand van elkaar? Waarom is de kracht die atomen bij elkaar houdt anders dan de zwaartekracht? Op het huidige ontwikkelingsniveau van de wetenschap kunnen we deze vragen niet beantwoorden.

Nou, waar zijn ze dan?

Het waarneembare heelal bereikt een diameter van 92 miljard lichtjaar. Het is gevuld met miljarden sterrenstelsels met sterren en planeten, en de aarde wordt nu beschouwd als de enige schijnbaar bewoonde planeet. Statistisch gezien is de kans dat onze planeet de enige in het heelal is waar leven is uiterst klein. Waarom heeft dan in godsnaam nog niemand contact met ons opgenomen?

Dit wordt de Fermi-paradox genoemd (naar de Italiaanse natuurkundige Enrico Fermi, de maker van 's werelds eerste kernreactor). Er zijn tientallen verklaringen geopperd waarom we nog steeds niet bekend zijn met buitenaards leven, waarvan sommige zelfs waar lijken te zijn. We kunnen dus dagenlang praten over verschillende gemiste signalen, dat buitenaardse wezens al onder ons zijn, maar we weten het niet, of dat ze geen contact met ons kunnen opnemen. Welnu, of er is een droeviger optie - de aarde is echt de enige bewoonde planeet.

Waar is donkere materie van gemaakt?

Ongeveer 80% van de massa van het hele heelal is donkere materie. Dit is zo'n specifiek ding dat helemaal geen licht uitstraalt. Hoewel de eerste theorieën over donkere materie ongeveer 60 jaar geleden verschenen, is er nog steeds geen direct bewijs voor het bestaan ervan.

Sommige wetenschappers geloven dat donkere materie bestaat uit hypothetische, zwak interagerende massieve deeltjes - WIMP's (WIMP's, Weakly Interacting Massive Particle), die in feite 100 keer zwaarder kunnen zijn dan protonen, maar geen interactie hebben met baryonische materie, waaronder onze detectoren zijn geslepen… Anderen geloven dat donkere materie deeltjes bevat zoals axion, neutralino en fotino.

Hoe is het leven ontstaan?

Waar komt het leven op aarde vandaan? Hoe is het ontstaan? Voorstanders van de "oersoep"-theorie geloven dat de vruchtbare aarde zelf steeds complexere moleculen vormde, waarin het eerste leven verscheen. Deze processen vonden plaats op de oceaanbodem, in vulkanische kraters, maar ook in de bodem en onder ijs. Andere theorieën hechten veel belang aan licht en vulkanische activiteit.

Bovendien wordt DNA nu beschouwd als de dominante basis van het leven op aarde, maar er wordt ook aangenomen dat RNA mogelijk een van de eerste belangrijke vormen van leven was. Nog een onopgeloste wetenschappelijke vraag: zijn er nog andere nucleïnezuren naast RNA en DNA? Is het leven maar één keer ontstaan, of is het één keer begonnen, daarna vernietigd en weer verschenen? Sommigen geloven in panspermia - volgens deze theorie werden micro-organismen (levenskiemen) door meteorieten en kometen naar de aarde gebracht. Zelfs als dit waar is, is niet bekend waar het leven aan de bron van panspermia vandaan kwam.

Hoe werken tektonische platen?

Dit komt misschien als een verrassing voor je, maar de theorie van platentektoniek, het verplaatsen van continenten en het veroorzaken van aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en zelfs het vormen van bergen, werd niet zo lang geleden (in de tweede helft van de twintigste eeuw) algemeen bekend. Hoewel al werd verondersteld dat er vijftienhonderd jaar geleden maar één continent was in plaats van zeshonderd, was er in de jaren zestig weinig steun voor deze theorie. Toen kreeg de theorie van de verspreiding van de zeebodem de overhand.

Volgens deze theorie markeren de enorme ruggen die de aardkorst onder elke oceaan verdelen de grenzen tussen tektonische platen die geleidelijk in tegengestelde richting bewegen. Terwijl de platen bewegen, stijgt gesmolten massa uit de mantel op, waardoor een spleet in de aardkorst wordt opgevuld, en dan beweegt de zeebodem langzaam naar het continent. Maar deze theorie werd al snel verworpen.

In ieder geval weten wetenschappers nog steeds niet wat deze verschuivingen veroorzaakt of hoe de tektonische platen zijn ontstaan. Er zijn veel theorieën, maar geen enkele weerspiegelt volledig alle aspecten van deze beweging.

Hoe migreren dieren?

Veel dieren en insecten migreren het hele jaar door, in een poging om seizoensveranderingen in temperatuur en het verdwijnen van vitale voedselbronnen te vermijden, of op zoek naar buren.

Sommigen migreren duizenden kilometers, dus hoe vinden ze een jaar later de weg terug? Verschillende dieren gebruiken verschillende navigatiemethoden. Sommigen kunnen bijvoorbeeld het magnetische veld van de aarde voelen en hebben een soort intern kompas. Hoe dan ook, wetenschappers begrijpen nog steeds niet hoe deze vermogens zich ontwikkelen en waarom dieren jaar na jaar precies weten waar ze heen moeten.

Wat is donkere energie?

Van alle wetenschappelijke mysteries is donkere energie misschien wel de meest mysterieuze. Terwijl donkere materie ongeveer 80% van de massa van het universum uitmaakt, is donkere energie een hypothetische vorm van energie waarvan wetenschappers denken dat het 70% van de volledige inhoud van het universum uitmaakt. Donkere energie is een van de redenen voor de uitdijing van het heelal, hoewel er een groot aantal mysteries mee gepaard gaan, die nooit zijn opgelost. Eerst en vooral, waar bestaat donkere energie eigenlijk uit? Is het constant of zitten er schommelingen in? Waarom is de dichtheid van donkere energie vergelijkbaar met de dichtheid van gewone materie? Is het mogelijk om de gegevens over donkere energie in overeenstemming te brengen met Einsteins zwaartekrachttheorie, of moet deze theorie worden herzien?