Máig megoldatlan fizikai rejtélyek

Kifinomult módszereivel, a modern technológia adta lehetőségekkel ma már számos, korábban megoldatlan kérdésre adott választ a fizika tudománya. Még mindig vannak azonban olyanok, melyekkel kapcsolatban a legnagyobb kérdés az, hogy tudunk-e valaha választ adni rájuk. A legnagyobb rejtélyek ugyanis általában az élet nagy kérdéseivel kapcsolatosak, melyeket mindig is feltettek az emberiség történelme során, de sosem sikerült kielégítő megoldást találni rájuk. Ha az alábbiak közül bárki valamelyiket megoldja, minden bizonnyal belépőt nyer a világtörténelem arcképcsarnokába.

A sötét anyag
Galileo óta lenyűgöző teljesítményt tudhatunk magunkénak az asztronómia területén: számos égi jelenségre született magyarázat, távoli galaxisokat fedeztek fel és kulcsfontosságú felismerésekkel gyarapodtunk az univerzummal és a fekete lyukkal kapcsolatban is. Újabban az egyik legnagyobb fejtörést a Tejút összetétele okozza a tudósok számára. A legújabb kutatások ugyanis kimutatták, hogy 400-szor annyi anyagot tartalmaz, mint amennyit fel tudunk ismerni. Ezt nevezték el a tudósok sötét anyagnak, melynek létezése szinte biztos, és az is, hogy a Tejúton kívül is jelen van. A sötét anyag létezését egyes látható anyagokkal való gravitációs kölcsönhatásokkal, valamint a galaxis középpontja közt keringő csillagok sebességével mutatták ki. Az anyag minőségéről azonban egyelőre nem sokat tudunk.

A sötét energia
Csakúgy, mint a sötét energiáról sem. A kutatók akkor bukkantak a nyomára, amikor megpróbálták felmérni az univerzum pontos méreteit. A legfontosabb kérdés az volt, hogy rámutassanak, milyen sebességgel tágul az univerzum, illetve hogy állandó-e ez a sebesség. A korábbi feltevések szerint az univerzum tágulása lelassult, ám a legújabb kutatási eredmények épp az ellenkezőjére utalnak. Hogy utóbbit mi okozza, egyelőre nem tudták pontosan körülírni, csak egy nevet adtak neki: sötét energia. Ez a jelenség olyannyira rejtélyes, hogy még kísérletileg se tudták bizonyítani létezését. Ennek ellenére úgy tűnik, az univerzum jelentős részét adja ki. Egyes modellek szerint a világűr 72 %-ban áll sötét energiából, 23 %-ban sötét anyagból, és csak 4,6 %-ból számunkra is ismert anyagból. Magyarul az univerzum 95 %-a jelent még rejtélyt az emberiség számára.

Az univerzum alkonya
Klasszikus, máig aktuális kérdés a világvége eljövetele. A vallásos jóslatoktól elszakadva most próbáljuk meg kicsit tudományosan megközelíteni a kérdést. A fizikusok valamivel bizonytalanabbak a témát illetően: számukra nem csak az vitatott, hogy véget ér-e valaha az univerzum története, hanem az is, hogy ha lesz ilyen, akkor hogyan fog történni. Egyesek szerint az univerzum addig tágul, míg egyszer csak az összes anyag újra összeesik. Egy másik elmélet a felgyorsult tágulás végén az anyagok szétesését vizionálja. Vannak olyan teóriák is, melyek szerint a világegyetem tágulása sohasem ér véget, egyszer azonban kiégnek a csillagok, és az univerzum örök sötétségbe borul. A végső anyag eztán kvantumfizikai hatásokra végleg eltűnik, és egy-két részecskén kívül semmi nem marad hátra, csak a nagy üresség.

Az "isteni részecske" létezése
Az úgynevezett bozonok egy igen speciális csoportot alkotnak a fizikában: különböző részecskéket kötnek össze, és közvetítenek közöttük. Ilyenek például a fotonok is, de vannak úgynevezett W- és Z-bozonok is, melyek többek között az atommagok szétesését is okozzák. A legizgalmasabbak mégis talán a Higgs-bozonok, melyeket feltalálójukról, Peter Higgs brit fizikusról neveztek el. Az ő feladatuk egyszerűen szólva az, hogy létrehozzák a többi részecske tömegét. A fizika egyik alapállítása az, hogy létezniük kell olyan részecskéknek, melyek nem rendelkeznek saját tömeggel. A mérések azonban azt mutatják, hogy ezek legalább részben jelentős tömeggel rendelkeznek. És itt jönnek a képbe a Higgs-bozonok: úgy gondoskodnak a többi részecske tömegéről, hogy közben nem döntik meg a fizika alapvető elméletét sem. A tudomány jelenleg ott áll, hogy megpróbálják bebizonyítani a Higgs-bozonok, más nevükön "isteni részecskék" létezését. Amennyiben ez nem sikerül, az egész elmélet összedőlni látszik, ha pedig igen, akkor újabb bizonyítékkal támasztja alá a teóriát. Tulajdonképpen mindegy, mi lesz a kísérlet eredménye, mindkét verzió tudományos szenzáció lesz.

A sampon rejtélye
Nem kell azonban a világűrben, vagy az atomok világában elmerülnünk ahhoz, hogy amolyan "kézzelfogható" fizikai rejtélyt találjunk. Az alábbi kísérlet, amelyet akár magunk is elvégezhetünk házilag, kiválóan példázza ezt: vegyünk egy tükörsima felületet, és folyassunk rá felülről vékonyan és egyenletesen egyszerű hajsampont, vagy valamilyen hasonló sűrűségű folyadékot. Ekkor szokatlan dolog történik: a lefolyt samponból hirtelen vékony sugár tör ki, és szökőkútszerűen elkezd ferdén kifele "sugározni". Egészen addig, amíg felülről egyenletesen folyatjuk a sampont, valamint amíg a két sugár nem találkozik. A jelenségre egy brit mérnök, Alan Kaye lett figyelmes 1963-ban, innen kapta a "Kaye-effektus" vagy "Kaye-hatás" elnevezést. Azóta nem is igazán tudják megmagyarázni, mi áll a jelenség hátterében. Az alábbi videón megtekinthetjük a rejtélyes sugarat.

[video ]http://youtu.be/hraaO3fhPz4[/video]

Forrás: zehn.de