En 1900, el físico británico Lord Kelvin dijo: “No hay nada nuevo por descubrir en física. Todo lo que queda es hacer mediciones cada vez más precisas . Sin embargo, a partir de 1900, a lo largo de tres décadas, los científicos desarrollaron la mecánica cuántica, que resultó ser incompatible con la relatividad general, lo que dio lugar a una de las contradicciones más profundas de la física.
Hoy en día, ningún científico se atrevería a afirmar que nuestro conocimiento físico del universo está casi terminado. Por el contrario, con cada nuevo descubrimiento parece que solo quedan más cuestiones sin resolver. Naked Science presenta una selección de los mayores misterios sin resolver de la física.
¿Qué es la energía oscura?
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El universo continúa expandiéndose cada vez más rápido, a pesar de que la fuerza principal que actúa en él, la fuerza de atracción o gravedad, se contrarresta. Ante esto, los astrofísicos han sugerido que existe un agente invisible que contrarresta esta misma gravedad. Lo llaman energía oscura. En el entendimiento generalmente aceptado, la energía oscura es una "constante cosmológica", una propiedad inalienable del propio espacio, que tiene "presión negativa". Cuanto más se expande el espacio, más se crea (espacio) y, con él, energía oscura. Basándose en las tasas de crecimiento observadas del Universo, los científicos han concluido que la energía oscura debe representar al menos el 70% del contenido total del Universo. Pero aún no está claro qué es y dónde buscarlo.
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¿Qué es la materia oscura?
Obviamente, alrededor del 84% de la materia del universo no absorbe ni emite luz. La materia oscura no se puede ver directamente. Su existencia y propiedades son fijas debido a su efecto gravitacional sobre la materia visible, la radiación y los cambios en la estructura del Universo. Esta sustancia oscura impregna las afueras de la Galaxia y consiste en "partículas masivas que interactúan débilmente". Hasta ahora, ninguno de los detectores ha podido detectar estas partículas.
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¿Por qué existe la "flecha del tiempo"? El tiempo avanza. Esta conclusión puede extraerse basándose en una propiedad del universo llamada "entropía", que se define como el nivel de desorden creciente. No hay forma de revertir el aumento de la entropía después de que ya ha ocurrido. La "flecha del tiempo" es un concepto que describe el tiempo como una línea recta del pasado al futuro. "En todos los procesos hay una dirección dedicada en la que los procesos pasan por sí mismos de un estado más ordenado a uno menos ordenado". Pero la pregunta principal es esta: ¿por qué la entropía estaba en un nivel bajo en el momento del nacimiento del Universo, cuando un espacio relativamente pequeño estaba lleno de energía colosal?
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¿Existen universos paralelos?
La evidencia astrofísica sugiere que el continuo espacio-tiempo puede ser "plano" en lugar de curvado, lo que significa que continúa indefinidamente. Si es así, entonces nuestro universo es solo uno de los infinitamente grandes Multiverso. Según cálculos realizados en 2009 por los físicos Andrei Linde y Vitaly Vanchurin, después del Big Bang, se formaron universos de diez a la décima a la décima a la séptima potencia (10 ^ 10 ^ 10 ^ 7). Lote. Un montón de. Si existen universos paralelos, ¿cómo podríamos detectar su presencia?
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¿Por qué hay mucha más materia que antimateria?
De hecho, la pregunta no es por qué hay más sustancia que antimateria con carga opuesta, sino por qué existe algo. Algunos científicos especulan que después del Big Bang, la materia y la antimateria eran simétricas. Si esto fuera así, el mundo que vemos sería inmediatamente destruido - los electrones reaccionarían con anti-electrones, protones - con anti-protones, y así sucesivamente, dejando atrás sólo una gran cantidad de fotones "desnudos". Sin embargo, por alguna razón, hay mucha más materia que antimateria, lo que nos permite a todos existir. No existe una explicación generalmente aceptada para esto.
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¿Cómo medir el colapso de las funciones de onda cuántica?
En el extraño reino de los fotones, electrones y otras partículas elementales, la mecánica cuántica es una ley. Las partículas no se comportan como bolas diminutas, actúan como ondas que viajan sobre grandes áreas. Cada partícula se describe mediante una función de onda, que indica su posible ubicación, velocidad y otras propiedades. De hecho, una partícula tiene un rango de valores para todas las propiedades hasta que se midió experimentalmente. En el momento de la detección, su función de onda "colapsa". Pero, ¿cómo y por qué las mediciones de partículas en la realidad que percibimos colapsan por su función de onda? La cuestión del problema de la medición puede parecer esotérica, pero aún tenemos que acercarnos a comprender cuál es nuestra realidad y si existe o no.
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