TOP-10 ความลึกลับของธรรมชาติที่วิทยาศาสตร์อธิบายไม่ได้

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

แม้จะมีข้อเท็จจริงและทฤษฎีมากมายที่ผู้คนยังคงถกเถียงกันอยู่ แต่ก็ไม่ได้ทำให้เกิดความสงสัยในหมู่นักวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานาน แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าแนวคิดทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับจักรวาลสามารถเรียกได้ว่าละเอียดถี่ถ้วน

ทำไมถึงมีสสารมากกว่าปฏิสสาร?

ในความเข้าใจสมัยใหม่ของฟิสิกส์เชิงปฏิบัติ สสารและปฏิสสารมีความเหมือนกันแต่ตรงกันข้าม เมื่อพบกันต้องทำลายล้างกันไม่ทิ้งกัน และการทำลายล้างร่วมกันส่วนใหญ่ได้เกิดขึ้นแล้วในจักรวาลตั้งไข่

อย่างไรก็ตาม ยังมีสสารเพียงพอที่จะสร้างกาแล็กซี ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และอื่นๆ อีกมากเป็นพันล้าน นี่เป็นเพราะมีซอน อนุภาคประกอบ (ไม่ใช่องค์ประกอบพื้นฐาน) ที่มีครึ่งชีวิตสั้น ซึ่งประกอบด้วยควาร์กและแอนติควาร์ก B-meson สลายตัวช้ากว่าสารต้าน B-meson ต้องขอบคุณ B-meson ที่อยู่รอดได้เพื่อสร้างเรื่องทั้งหมดในจักรวาล นอกจากนี้ B-, D- และ K-mesons สามารถสั่นสะเทือนและกลายเป็นปฏิปักษ์และอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบในทางกลับกัน

การวิจัยพบว่ามีซอนมีแนวโน้มที่จะเข้าสู่สภาวะปกติ แม้ว่าอาจเป็นเพียงเพราะมีอนุภาคปกติมากกว่าปฏิปักษ์ก็ตาม

ลิเธียมทั้งหมดอยู่ที่ไหน

ก่อนหน้านี้ เมื่ออุณหภูมิในเอกภพสูงอย่างน่าอัศจรรย์ ไอโซโทปของไฮโดรเจน ฮีเลียม และลิเธียมก็ก่อตัวขึ้นอย่างมากมาย

ไฮโดรเจนและฮีเลียมยังคงมีอยู่อย่างมากมายอย่างไม่น่าเชื่อและประกอบขึ้นเป็นมวลส่วนใหญ่ของเอกภพ แต่จำนวนไอโซโทปลิเธียม-7 ที่เราสังเกตได้ในขณะนี้เหลือเพียงหนึ่งในสามของไอโซโทปที่ผ่านมา มีคำอธิบายที่แตกต่างกันมากมายว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น - รวมถึงสมมติฐานที่เกี่ยวข้องกับโบซอนสมมุติฐานที่เรียกว่า axions คนอื่นๆ เชื่อว่าลิเธียมถูกแกนกลางของดาวดูดกลืน ซึ่งกล้องโทรทรรศน์และเครื่องมือของเราไม่สามารถตรวจจับได้ ไม่ว่าในกรณีใด ตอนนี้ยังไม่มีคำอธิบายที่เพียงพอสำหรับตำแหน่งที่ลิเธียมไปจากจักรวาล

ทำไมเราถึงนอน

แม้ว่าเราจะทราบดีว่ากระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์นั้นควบคุมโดยนาฬิกาชีวภาพที่ทำให้เราตื่นตัวและนอนหลับ แต่เราไม่รู้ว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้น การนอนหลับเป็นเวลาที่ร่างกายของเราสร้างเนื้อเยื่อใหม่และทำกระบวนการฟื้นฟูอื่นๆ และเราใช้เวลาประมาณหนึ่งในสามของชีวิตของเราในการนอนหลับ

สิ่งมีชีวิตบางชนิดไม่ต้องการการนอนหลับเลย แล้วทำไมเราถึงต้องการมันด้วย? มีสาเหตุหลายประการที่แตกต่างกันไป แต่ไม่มีรุ่นใดที่เป็นคำตอบที่สมบูรณ์สำหรับคำถาม ตามทฤษฎีหนึ่ง สัตว์เหล่านั้นที่หลับใหลสามารถพัฒนาความสามารถในการซ่อนตัวจากผู้ล่า ในขณะที่สัตว์อื่นๆ จำเป็นต้องตื่นตัวตลอดเวลา ดังนั้นพวกมันจึงงอกใหม่และพักผ่อนโดยไม่หลับใหล การวิจัยเรื่องการนอนหลับส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่สาเหตุที่การนอนหลับมีความสำคัญและส่งผลต่อประสิทธิภาพทางจิตอย่างไร

แรงโน้มถ่วงคืออะไร?

หลายคนรู้ว่าแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ทำให้เกิดการขึ้นลงและการไหล แรงโน้มถ่วงของโลกทำให้เราอยู่บนพื้นผิวโลกของเรา แรงโน้มถ่วงจากดวงอาทิตย์ทำให้โลกต้องอยู่ในวงโคจร แต่ปรากฏการณ์นี้จะอธิบายได้อย่างไร?

แรงอันทรงพลังนี้สร้างขึ้นโดยสสาร และวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าก็สามารถดึงดูดวัตถุขนาดเล็กได้ ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าแรงโน้มถ่วงทำงานอย่างไร พวกเขาก็ยังไม่แน่ใจด้วยซ้ำว่ามีอยู่จริงหรือไม่ แรงโน้มถ่วงเป็นผลมาจากการมีอยู่ของอนุภาคแรงโน้มถ่วงหรือไม่? เหตุใดอะตอมจึงมีที่ว่างมากมาย - นั่นคือเหตุใดนิวเคลียสและอิเล็กตรอนจึงอยู่ห่างจากกันค่อนข้างมาก ทำไมแรงที่ยึดอะตอมเข้าด้วยกันจึงแตกต่างจากแรงโน้มถ่วง? เราไม่สามารถตอบคำถามเหล่านี้ได้ในระดับปัจจุบันของการพัฒนาวิทยาศาสตร์

“อืม แล้วพวกนั้นอยู่ไหนล่ะ”

จักรวาลที่สังเกตได้มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 92 พันล้านปีแสง เต็มไปด้วยกาแล็กซีที่มีดาวฤกษ์และดาวเคราะห์หลายพันล้านดวง และตอนนี้โลกถือเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่เห็นได้ชัดว่ามีคนอาศัยอยู่ ตามสถิติแล้ว โอกาสที่โลกของเราจะเป็นดาวดวงเดียวในจักรวาลที่สิ่งมีชีวิตมีขนาดเล็กมากแล้วทำไมยังไม่มีใครติดต่อเราเลย?

สิ่งนี้เรียกว่า Fermi Paradox (หลังจากนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี Enrico Fermi ผู้สร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องแรกของโลก) มีการเสนอคำอธิบายหลายสิบข้อเกี่ยวกับสาเหตุที่เรายังไม่คุ้นเคยกับชีวิตนอกโลก ซึ่งบางเรื่องดูเหมือนเป็นความจริงด้วยซ้ำ ดังนั้น เราสามารถพูดคุยหลายวันเกี่ยวกับสัญญาณที่พลาดไป มนุษย์ต่างดาวอยู่ท่ามกลางพวกเราแล้ว แต่เราไม่รู้ หรือว่าพวกเขาไม่สามารถติดต่อเราได้ หรือมีทางเลือกที่น่าเศร้ากว่านั้น โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่มีคนอาศัยอยู่จริงๆ

สสารมืดทำมาจากอะไร?

ประมาณ 80% ของมวลทั้งจักรวาลเป็นสสารมืด นี่เป็นสิ่งเฉพาะที่ไม่เปล่งแสงเลย แม้ว่าทฤษฎีแรกเกี่ยวกับสสารมืดจะปรากฎเมื่อ 60 ปีที่แล้ว แต่ก็ยังไม่มีหลักฐานโดยตรงของการมีอยู่ของสสารมืด

นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าสสารมืดประกอบด้วยอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันอย่างอ่อนแอ - WIMPs (WIMPs, Weakly Interacting Massive Particle) ซึ่งอันที่จริงแล้วอาจหนักกว่าโปรตอน 100 เท่า แต่ไม่มีปฏิสัมพันธ์กับสสารแบริออนซึ่งเครื่องตรวจจับของเรา มีความคม … บางคนเชื่อว่าสสารมืดมีอนุภาคเช่น axion, neutralino และ photino

ชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ชีวิตมาจากไหนบนโลก? มันเกิดขึ้นได้อย่างไร? ผู้เสนอทฤษฎี "ซุปดึกดำบรรพ์" เชื่อว่าโลกที่อุดมสมบูรณ์นั้นสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งชีวิตแรกปรากฏขึ้น กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นที่พื้นมหาสมุทร ในปล่องภูเขาไฟ เช่นเดียวกับในดินและใต้น้ำแข็ง ทฤษฎีอื่นๆ ให้ความสำคัญกับกิจกรรมของแสงและภูเขาไฟเป็นอย่างมาก

นอกจากนี้ ในปัจจุบัน ดีเอ็นเอถือเป็นพื้นฐานสำคัญของชีวิตบนโลก แต่มีการสันนิษฐานด้วยว่าอาร์เอ็นเออาจเป็นรูปแบบหลักรูปแบบแรกๆ ของชีวิต คำถามทางวิทยาศาสตร์ที่ยังไม่ได้แก้ไข - มีกรดนิวคลีอิกอื่นนอกเหนือจาก RNA และ DNA หรือไม่ ชีวิตเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวหรือเกิดขึ้นครั้งเดียวแล้วดับแล้วปรากฏขึ้นอีก? บางคนเชื่อใน panspermia - ตามทฤษฎีนี้จุลินทรีย์ (เชื้อโรคแห่งชีวิต) ถูกอุกกาบาตและดาวหางมาถึงโลก แม้ว่าสิ่งนี้จะเป็นความจริง แต่ชีวิตที่แหล่งกำเนิดของ panspermia นั้นไม่เป็นที่รู้จัก

แผ่นเปลือกโลกทำงานอย่างไร

เรื่องนี้อาจเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจสำหรับคุณ แต่ทฤษฎีการแปรสัณฐานของแผ่นเปลือกโลก การเคลื่อนตัวของทวีปและการเกิดแผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด และแม้แต่การก่อตัวของภูเขา กลายเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางเมื่อไม่นานมานี้ (ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20) แม้ว่าจะมีการสันนิษฐานไว้แล้วว่ามีเพียงทวีปเดียวแทนที่จะเป็นหกสิบห้าร้อยปีก่อน แต่ก็ยังมีการสนับสนุนเพียงเล็กน้อยสำหรับทฤษฎีนี้ในทศวรรษที่ 1960 จากนั้นทฤษฎีการแพร่กระจายของก้นทะเลก็มีชัย

ตามทฤษฎีนี้ แนวสันเขาขนาดใหญ่ที่แบ่งเปลือกโลกใต้มหาสมุทรแต่ละมหาสมุทรทำเครื่องหมายขอบเขตระหว่างแผ่นเปลือกโลกที่ค่อยๆ เคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม เมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัว มวลหลอมเหลวจากเสื้อคลุมจะเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดรอยแยกในเปลือกโลก จากนั้นก้นทะเลจะค่อยๆ เคลื่อนเข้าหาทวีป แต่ทฤษฎีนี้ถูกปฏิเสธในไม่ช้า

ไม่ว่าในกรณีใด นักวิทยาศาสตร์ยังคงไม่แน่ใจว่าอะไรเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ หรือวิธีที่แผ่นเปลือกโลกถูกสร้างขึ้น มีหลายทฤษฎี แต่ไม่มีทฤษฎีใดที่สะท้อนทุกแง่มุมของการเคลื่อนไหวนี้ได้อย่างเต็มที่

สัตว์อพยพได้อย่างไร?

สัตว์และแมลงจำนวนมากอพยพตลอดทั้งปี พยายามหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามฤดูกาลและการหายไปของแหล่งอาหารที่สำคัญ หรือในการค้นหาเพื่อนบ้าน

บางคนอพยพไปหลายพันกิโลเมตร แล้วพวกเขาจะหาทางกลับไปได้อย่างไรในอีกหนึ่งปีต่อมา? สัตว์ต่าง ๆ ใช้วิธีการนำทางที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น บางคนสามารถรับรู้สนามแม่เหล็กของโลกและมีเข็มทิศภายในชนิดหนึ่ง ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่เข้าใจว่าความสามารถเหล่านี้พัฒนาขึ้นอย่างไร และทำไมสัตว์ถึงรู้แน่ชัดว่าจะต้องไปที่ใดทุกปี

พลังงานมืดคืออะไร?

จากความลึกลับทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมด พลังงานมืดอาจเป็นสิ่งลึกลับที่สุด ในขณะที่สสารมืดประกอบด้วยมวลประมาณ 80% ของมวลจักรวาล พลังงานมืดเป็นพลังงานรูปแบบสมมุติที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าประกอบด้วย 70% ของเนื้อหาทั้งหมดในจักรวาล พลังงานมืดเป็นหนึ่งในสาเหตุของการขยายตัวของจักรวาล แม้ว่าจะมีความลึกลับจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับมันซึ่งไม่เคยได้รับการแก้ไข อย่างแรกและสำคัญที่สุด จริงๆ แล้วพลังงานมืดประกอบด้วยอะไร? เป็นค่าคงที่หรือมีความผันผวนอยู่บ้างหรือไม่? เหตุใดความหนาแน่นของพลังงานมืดจึงเทียบได้กับความหนาแน่นของสสารธรรมดา เป็นไปได้ไหมที่จะกระทบยอดข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานมืดกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ หรือทฤษฎีนี้ควรได้รับการแก้ไข?