أفضل 10 ألغاز في الطبيعة لا يستطيع العلم تفسيرها

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

على الرغم من حقيقة أن العديد من الحقائق والنظريات ، التي لا تزال تدور حولها نقاشات بين الناس ، لم تثير الشكوك بين العلماء لفترة طويلة ، فإن هذا لا يعني أن الأفكار العلمية حول الكون يمكن أن تسمى شاملة.

لماذا توجد مادة أكثر من المادة المضادة؟

في الفهم الحديث للفيزياء العملية ، المادة والمادة المضادة متطابقتان ، لكنهما متعارضتان. عندما يجتمعون ، يجب أن يدمروا بعضهم البعض ولا يتركوا شيئًا وراءهم. ومعظم هذا الدمار المتبادل قد حدث بالفعل في الكون الوليد.

ومع ذلك ، بقيت فيه ما يكفي من المادة لتكوين بلايين ومليارات من المجرات والنجوم والكواكب وأكثر من ذلك بكثير. ويرجع ذلك إلى الميزونات ، وهي جسيمات مركبة (غير أولية) ذات عمر نصفي قصير ، تتكون من كواركات وكواركات مضادة. تتحلل B-mesons بشكل أبطأ من مضادات B-mesons ، وذلك بفضل ما يكفي من B-mesons على قيد الحياة لتكوين كل المادة في الكون. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للميزونات B و D و K أن تهتز وتصبح جزيئات مضادة والعكس بالعكس جسيمات مكونة.

أظهرت الأبحاث أن الميزونات أكثر احتمالًا لتحمل حالة طبيعية ، على الرغم من أن هذا قد يكون ببساطة بسبب وجود جزيئات طبيعية أكثر من الجسيمات المضادة.

أين كل الليثيوم؟

في السابق ، عندما كانت درجة الحرارة في الكون مرتفعة بشكل مثير للدهشة ، تشكلت نظائر الهيدروجين والهيليوم والليثيوم بكثرة.

لا يزال الهيدروجين والهيليوم وفيرًا بشكل لا يصدق ويشكلان معظم كتلة الكون ، لكن عدد نظائر الليثيوم 7 التي يمكننا ملاحظتها الآن هو ثلث الماضي فقط. هناك العديد من التفسيرات المختلفة لسبب حدوث ذلك - بما في ذلك الفرضيات التي تتضمن البوزونات الافتراضية المعروفة باسم الأكسيونات. يعتقد البعض الآخر أن الليثيوم قد تم امتصاصه بواسطة نوى النجوم ، وهو ما لا تستطيع تلسكوباتنا وأدواتنا اكتشافه. على أي حال ، لا يوجد الآن تفسير كافٍ لمكان انطلاق كل الليثيوم من الكون.

لماذا ننام؟

على الرغم من أننا نعلم أن العمليات التي تحدث في جسم الإنسان تنظمها الساعة البيولوجية التي تجعلنا مستيقظين وننام ، إلا أننا لا نعرف سبب حدوث ذلك. النوم هو الوقت الذي يجدد فيه الجسم الأنسجة ويؤدي عمليات تجديد أخرى. ونقضي حوالي ثلث حياتنا نائمين.

بعض الكائنات الحية الأخرى لا تحتاج إلى النوم على الإطلاق ، فلماذا نحتاج إليه؟ هناك العديد من الإصدارات المختلفة لسبب حدوث ذلك ، ولكن لا يوجد أي منها يمثل إجابة كاملة على السؤال. وفقًا لإحدى النظريات ، تمكنت تلك الحيوانات التي تنام من تطوير القدرة على الاختباء من الحيوانات المفترسة ، بينما يحتاج البعض الآخر إلى التنبه باستمرار ، وبالتالي يتجددون ويستريحون دون نوم. تركز الكثير من أبحاث النوم الآن على سبب أهمية النوم وكيف يؤثر على الأداء العقلي.

ما هي الجاذبية؟

يعرف الكثير من الناس أن الجاذبية القمرية تسبب المد والجزر ، وجاذبية الأرض تبقينا على سطح كوكبنا ، والجاذبية الشمسية تجبر الأرض نفسها على البقاء في المدار. لكن كيف يمكن تفسير هذه الظاهرة؟

يتم إنشاء هذه القوة القوية بواسطة المادة ، ويمكن للأجسام الأكبر حجمًا جذب أشياء أصغر. بينما يكتشف العلماء كيفية عمل قوة الجاذبية ، إلا أنهم غير متأكدين حتى من وجودها على الإطلاق. هل الجاذبية نتيجة لوجود جسيمات الجاذبية؟ لماذا يوجد الكثير من المساحة الفارغة في الذرات - وهذا هو سبب وجود النواة والإلكترونات على مسافة كبيرة إلى حد ما من بعضهما البعض؟ لماذا تختلف القوة التي تربط الذرات ببعضها عن قوة الجاذبية؟ لا يمكننا الإجابة على هذه الأسئلة في المستوى الحالي لتطور العلم.

حسنًا ، أين هم إذن؟

يصل قطر الكون المرئي إلى 92 مليار سنة ضوئية. إنه مليء بمليارات المجرات بالنجوم والكواكب ، وتعتبر الأرض الآن الكوكب الوحيد المأهول على ما يبدو. إحصائيًا ، فإن فرصة أن يكون كوكبنا هو الكوكب الوحيد في الكون حيث توجد حياة صغيرة للغاية.إذن لماذا الجحيم لم يتصل بنا أحد حتى الآن؟

وهذا ما يسمى بمفارقة فيرمي (نسبة إلى الفيزيائي الإيطالي إنريكو فيرمي ، مبتكر أول مفاعل نووي في العالم). تم اقتراح العشرات من التفسيرات حول سبب عدم معرفتنا بالحياة خارج كوكب الأرض ، حتى أن بعضها يبدو صحيحًا. لذلك ، يمكننا التحدث لعدة أيام عن العديد من الإشارات الفائتة ، أن الأجانب موجودون بالفعل بيننا ، لكننا لا نعرف ، أو أنهم لا يستطيعون الاتصال بنا. حسنًا ، أو هناك خيار أكثر حزنًا - الأرض هي حقًا الكوكب الوحيد المأهول.

مما تتكون المادة المظلمة؟

حوالي 80٪ من كتلة الكون كله هي مادة مظلمة. هذا شيء محدد لا ينبعث منه الضوء على الإطلاق. على الرغم من ظهور النظريات الأولى حول المادة المظلمة منذ حوالي 60 عامًا ، لا يوجد حتى الآن دليل مباشر على وجودها.

يعتقد بعض العلماء أن المادة المظلمة تتكون من جسيمات ضخمة افتراضية ضعيفة التفاعل - WIMPs ، (WIMPs ، جسيمات ضخمة متفاعلة ضعيفة التفاعل) ، والتي في الواقع يمكن أن تكون أثقل 100 مرة من البروتونات ، ولكنها لا تتفاعل مع مادة الباريونية ، والتي تحتها كواشفنا شحذ … يعتقد البعض الآخر أن المادة المظلمة تحتوي على جسيمات مثل أكسيون ، نيوترالينو ، فوتينو.

كيف نشأت الحياة؟

من أين تأتي الحياة على الأرض؟ كيف حدث ذلك؟ يعتقد أنصار نظرية "الحساء البدائي" أن الأرض الخصبة نفسها شكلت جزيئات معقدة بشكل متزايد ، حيث ظهرت الحياة الأولى. حدثت هذه العمليات في قاع المحيط ، في الحفر البركانية ، وكذلك في التربة وتحت الجليد. تولي نظريات أخرى أهمية كبيرة للنشاط البركاني والضوء.

بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر الحمض النووي الآن الأساس المهيمن للحياة على الأرض ، ولكن يُفترض أيضًا أن الحمض النووي الريبي ربما كان أحد الأشكال الرئيسية الأولى للحياة. سؤال علمي آخر لم يتم حله - هل هناك أي أحماض نووية أخرى غير RNA و DNA؟ هل نشأت الحياة مرة واحدة فقط ، أم بدأت مرة واحدة ، ثم دمرت ثم عاودت الظهور؟ يعتقد البعض في البانسبيرميا - وفقًا لهذه النظرية ، تم جلب الكائنات الحية الدقيقة (جراثيم الحياة) إلى الأرض عن طريق النيازك والمذنبات. حتى لو كان هذا صحيحًا ، فإن مصدر الحياة في مصدر البانسبيرميا نفسه غير معروف.

كيف تعمل الصفائح التكتونية؟

قد يكون هذا بمثابة مفاجأة لك ، لكن نظرية الصفائح التكتونية ، وتحريك القارات والتسبب في الزلازل والانفجارات البركانية وحتى تكوين الجبال ، أصبحت معروفة على نطاق واسع منذ وقت ليس ببعيد (في النصف الثاني من القرن العشرين). على الرغم من أنه قد تم افتراض وجود قارة واحدة فقط بدلاً من ستة آلاف وخمسمائة عام ، إلا أنه لم يكن هناك دعم يذكر لهذه النظرية في الستينيات. ثم سادت نظرية انتشار قاع البحر.

وفقًا لهذه النظرية ، فإن التلال الضخمة التي تقسم القشرة الأرضية تحت كل محيط تحدد الحدود بين الصفائح التكتونية التي تتحرك تدريجياً في اتجاهين متعاكسين. أثناء تحرك الصفائح ، ترتفع الكتلة المنصهرة من الوشاح ، لملء صدع في قشرة الأرض ، ثم يتحرك قاع البحر ببطء نحو القارة. لكن سرعان ما تم رفض هذه النظرية.

على أي حال ، لا يزال العلماء غير متأكدين من سبب هذه التحولات أو كيفية تكوين الصفائح التكتونية. هناك العديد من النظريات ، لكن أيا منها لا يعكس بشكل كامل جميع جوانب هذه الحركة.

كيف تهاجر الحيوانات؟

تهاجر العديد من الحيوانات والحشرات على مدار العام ، في محاولة لتجنب التغيرات الموسمية في درجات الحرارة واختفاء الموارد الغذائية الحيوية ، أو بحثًا عن الجيران.

يهاجر البعض آلاف الكيلومترات ، فكيف يجد طريق العودة بعد عام؟ تستخدم الحيوانات المختلفة طرق تنقل مختلفة. على سبيل المثال ، البعض قادر على استشعار المجال المغناطيسي للأرض ولديه نوع من البوصلة الداخلية. في كلتا الحالتين ، لا يزال العلماء لا يفهمون كيف تتطور هذه القدرات ولماذا تعرف الحيوانات بالضبط أين تذهب عامًا بعد عام.

ما هي الطاقة المظلمة؟

من بين جميع الألغاز العلمية ، ربما تكون الطاقة المظلمة هي الأكثر غموضًا. بينما تشكل المادة المظلمة ما يقرب من 80٪ من كتلة الكون ، فإن الطاقة المظلمة هي شكل افتراضي من أشكال الطاقة يعتقد العلماء أنها تشكل 70٪ من محتويات الكون بالكامل. الطاقة المظلمة هي أحد أسباب توسع الكون ، على الرغم من ارتباطها بعدد كبير من الألغاز ، والتي لم يتم حلها مطلقًا. أولاً وقبل كل شيء ، ما الذي تتكون منه الطاقة المظلمة في الواقع؟ هل هو ثابت أم فيه بعض التقلبات؟ لماذا كثافة الطاقة المظلمة قابلة للمقارنة مع كثافة المادة العادية؟ هل من الممكن التوفيق بين البيانات الخاصة بالطاقة المظلمة مع نظرية الجاذبية لأينشتاين ، أم ينبغي مراجعة هذه النظرية؟