mysteries of science (1)

ფიზიკოსმა ბრაინ კოქსმა ერთხელ თქვა: „მე მომწონს როდესაც რაღაც ამოუცნობია – მეცნიერების მიზანიც ხომ სწორედ ისაა რომ ამოხსნას ისინი. არსებობს მილიარდობით ისეთი ადგილი, სადღაც შორეულ კოსმოსში, რომლის შესახებაც ჩვენ არაფერი ვიცით და სწორედ ეს ფაქტი, რომ ჩვენ მათ შესახებ არაფერი ვიცით ჩემთვის ძალიან ამაღელვებელია, სწორედ ამიტომ მიჩნდება სურვილი გავიგო მათზე რაც შეიძლება მეტი და სწორედ ეს არის მეცნიერება. ჩემი აზრით თუ არ მოგწონს, რომ რაღაც არ არის ცნობილი, ძნელია იყო მეცნიერი… მე პასუხი არ მჭირდება. მე არ მჭირდება ყველაფერზე პასუხი. მე მინდა, რომ არსებობდეს კითხვები, რომლებზეც დაგვჭირდება პასუხების მოძებნა.

რა არის ის რთული და დიდი კითხვები რაც მეცნიერებს „აწუხებთ“? გთავაზობთ ტოპ ათს:

რატომ არის უფრო მეტი მატერია ვიდრე ანტიმატერია?

ნაწილაკების ფიზიკის ჩვენი დღევანდელი გაგებით,  თანაბარია მაგრამ ეთმანეთის საპირისპირო. როდესაც ისინი შეხვდებიან, მათ ერთმანეთი უნდა გაანადგურონ და არ დატოვონ არანაირი კვალი, ანიჰილაციის დიდი ნაწილი უნდა მომხდარიყო, როდესაც სამყარო ჯერ კიდევ ახალგაზრდა იყო. თუმცა, სამყაროში დარჩა იმ რაოდენობის მატერია, რომ შექმნილიყო მილიარდობით გალაქტიკა, ვარსკვლავი, პლანეტა და ყველაფერი დანარჩენი. არსებობს მოსაზრებები მეზონებთან დაკავშირებით, რომლებიც წარმოადგენენ მოკლე სიცოცხლის ხანგრძლივობის მქონე სუბატომურ ნაწილაკებს და შედგებიან ერთი კვარკისა და ანტიკვარკისაგან. B მეზონები იშლებიან ანტი B მეზონებზე ნელა, რაც შეიძლებოდა გამხდარიყო ადრეულ სამყაროში საკმარისი იმისთვის, რომ წარმოქმნილიყო არსებული სამყაროს შექმნისთვის საკმარისი მატერია. ასევე ცნობილია ისიც, რომ B-,D-, და K- მეზონები ვიბრირებენ, იქცევიან ანტინაწილაკად და შემდეგ უბრუნდებიან ტავდაპირველ მგომარეობს. კვლევების შედეგად მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ სწორედ მეზონები არის მატერიის „საწყისი მდგომარეობა“, შესაძლოა სწორედ ამიტომ არის უფრო მეტი ნაწილაკი ვიდრე ანტინაწილაკი.

სად არის ლითიუმი?

ადრეულ სამყაროში ტემპერატურა გასაოცრად მაღალი იყო, წყალბადის, ჰელიუმის და ლითიმის იზოტოპების სინთეზი ხედებოდა ძალიან ხშირად. წყალბადი და ჰელიუმი დრემდე საკმაოდაა სამყაროში და მისი მასის დიდ ნაწილს სწორედ ისინი შეადგენენ, რაც შეეხება ლითიუმ-7-ს ის მხოლოდ მესამედი გვაქვს იმის რაც წესით უნდა არსებობდეს. არსებობს უამრავი ახსნა, თუ რატომ შეიძლებოდა მომხდარიყო ასე, მათ შორის ზოგიერთი ჰიპოთეზა გვთავაზობს აზრს, რომ არსებობს ჰიპოთეტური ბოზონები, რომლებიც აქსიონის სახელითაა ცნობილი, ასევე არსებობს აზრი, რომ ლითიუმი მომწყვდეულია ვარსკვლავების ბირთვში, რისი დაფიქსირებაც არსებულ ტელესკოპებს და ინსტრუმენტებს არ შეუძლიათ. თუმცა ერთი, დასაბუთებული თეორია რომელიც ახსნიდა ლითიუმის ნაწილის არ არსებობას ჩვენს სამყაროში ამ დროისთვის არ არსებობს.

რატომ გვძინავს?

ვიცით, რომ ადამიანის სხეული რეგულირდება ე.წ ბიოლოგიური საათით, რაც ადამიანს ამყოფებს გაღვიძება/დაძინების ციკლში, თუმცა თუ რატომ ხდება ასე ზუსტად ცნობილი არ არის. ძილისას ჩვენი ორგანიზმი მუშაობს ქსოვილების შხორცებაზე და ასევე ახორციელებს ორგანიზმისთვის საჭირო სხვა აქტივობებს, ჩვენი სიცოცხლის დაახლოებით მესამედს კი ვატარებთ ძილბურანის  მგომარეობაში. ზოგიერთ ცოცხალ ორგანიზმს, კი ძილი საერთოდ არ ჭირდება, მაშინ რატომ გვჭირდება ჩვენ? არსებობს მრავალი იდეა, თუმცა არცერთი არ პასუხობს ამ კითხვას სრულად. ზოგიერთი თეორიის თანახმად ის ცხოველები, რომლებიც იძინებენ განვითარებული აქვთ მტაცებლებისგან თავდაცვის უნარები, სხვა თეორიების თანახმად, იმ ორგანიზმებს, რომლებსაც მუდმივად ესაჭიროებათ ფხიზლად ყოფნა, შეუძლიათ რეგენერირება და დასვენება მთლიანად ძილის მდგომარეობაში შესვლის გარეშე. მეცნიერები ამ დროისთვის ცდილობენ გაიგონ მეტი, იმის შესახებ, თუ რისთვის არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ძილი და როგორ ზეგავლენას ახდენს ის ტვინზე.

როგორ ფუნქციონირებს გრავიტაცია?

ყველამ კარგად ვიცით, რომ მთვარის გრავიტაცია იწვევს ტალღებს, დედამიწის გრავიტაცია გვამაგრებს მიწის ზედაპიეზე, მზის გრავიტაცის გავლენით ჩვენი პლანეტა ბრუნავს ორბიტაზე, მაგრამ რამდენად კარგად გვესმის ჩვენ მისი არსი? ამ ძალის გენერირებას ახდენს მატერია, შესაბამისად უფრო მასიურ ობიექებს აქვთ მეტი საშუალება მიიზიდონ სხვა ობიექტები. მეცნიერებს, საკმაოდ კარგად ესმით, თუ როგორ მოქმედებს გრავიტაცია, თუმცა დარწმუნებული არ არიან თუ რატომ არსებობს ეს ძალა. რატომ შედგება ატომები ძირითადად ცარიელი სივრცისგან? რატომ განსხვავდება ძალა, რომელიც ატომებს ერთმანეთთან აერთებს გრავიტაციისგან? გრავიტაცია ნაწილაკია? ეს ის კითხვებია, რომლებზე პასუხსაც არსებული ფიზიკის ცოდნით ვერ ვცემთ.

სად არიან ისინი?

ჩვენთვის ხილვადი სამყაროს დიამეტრი 92 მილიარდი სინათლის წელიწადია, ის სავსეა მილიარდობით გალაქტიკით, პლანეტით და ვარსკვლავით, თუმცა ერთადერთი სიცოცხლის კვალი სწორედ ჩვენ პლანეტაზეა. სტატისტიკურად, იმის შანსი, რომ ჩვენ ვიყოთ ერთადერთი ცოცხალი ორგანიზმები მთელ სამყაროში უსასრულოდ დაბალია, მაშინ რატომ ვერ შევძელით აქამდე მათი კვალის მიგნება? ეს ცნობილია როგორც ფერმის პარადოქსი, თუმცა ასევე არსებობს უამრავი თეორია, რომელიც ცდილობს იმის ახსნას, თუ რატომ ვერ დავაფიქსირეთ სიცოცხლის ნიშნები სხვა პლანეტებზე; უამრავ სხვადასხვა შესაძლო სცენარებზე შესაძლოა დრეები ვისაუბროთ: იქნებ ისინი გამოდიან კონტაქტზე მაგრამ ჩვენ ვერ ვაფიქსირებთ მათ სიგნალებს, იქნებ ისინი აქ არიან და უბრალოდ არ შეგვიძლია მათი დანახვა, მათ არ შეუძლიათ, არ უნდათ ჩვენთან საუბარი – ან ფაქტობრივად წარმოუდგენელი ვერსია -იქნებ მთელ სამყაროში ერთადერთი პლანეტა სწორედ დედამიწაა სადაც არსებობს სიცოცხლე.

რისგან შედგება ბნელი მატერია?

სამყაროში მასის დაახლოებით 80% ბნელი მატერიაა. ბნელი მატერია საკმაოდ უცნაური რამ არის, ის არ ასხივებს სინათლეს. იმის მიუხედავად, რომ მისი თეორიული განხილვა ჯერ კიდევ 60 წლის წინ მოხდა, მისი არსებობის დასტური ამ დროისთვისაც არ არსებობს. ბევრ მეცნიერეს სჯერა, რომ ბნელი ენერგია წარმოიქმნება დიდი ზომის ნაწილაკების სუსტი ურთიერტქმედების შედეგად, რომლებიც შესაძლოა პროტონზე 100-ჯერ დიდი ზომის იყვნენ, თუმცა არ ურთიერთქმედებენ ბარიონულ მატერიასთან, რომლის დასაფიქსირებლადაცაა შექმნილი ჩვენი ინსტრუმენტები. ბნელი ენერგიის შემადგენლობის სხვა კანდიდატებს წარმოადგენენ: ახიონები, ნეიტრალინოები და ფოტიონები.

როგორ დაიწყო სიცოცხლე?

საიდან მოვიდა სიცოცხლე დედამიწაზე? როგორ მოხდა ეს პროცესი? ისინი, ვინც ემხრობიან თავდაპირველი სუპის მოდელს, სჯერათ, რომ მინერალებით მდიდარმა დედამიწამ საბოლოოდ მოახდინა კომპლექსური მოლეკულების ჩამოყალიბება, რის შედეგადაც შეიქმნა სიცოცხლე. ეს პროცესი შესაძლოა, რომ მიმდინარეობა ოკეანის სიღრმეებში, ყინულის ფენების ქვეშ და ა.შ. სხვა მოდელების თანახმად დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოქმნაში დიდი როლი ითამაშა ჭექა ქუხილმა და ვულკანურმა აქტივობებმა. დღეისთვის სიცოცხლის დომინანტური ბაზისი დნმ-ია, არსებობს აზრი, რომ პირველი სიცოცხლის ნიშნებში დომინირებდა რნმ. მეცნიერების ერთ ჯგუფში ასევე არსებობს აზრი, რომ შესაძლოა ყოფილიყო ნუკლეოდური მჟავა, დნმ და რნმ-სგან განსხვავებული. სიცოცხლე დედამიწაზე მხოლოდ ერთხელ წარმოიქმნა? თუ წარმოიქმნა განადგურდა და შემდეგ ისევ თავიდან დაიწყო? ზიგიერთს კი პანსპერმიის სჯერა, რომლის მიხედვითაც სიცოცხლისთვის საჭირო ელემენტები დედამიწაზე მეტეორიტების და კომეტების საშუალებით ჩამოვიდა. თუნდაც ეს დებულება მართალი იყოს მაინც არ სცემს პასუხს იმ კითხვას თუ საიდან წარმოიშვა სიცოცხლე თავდაპირველად.

როგორ ფუნქციონირებს ფილების ტექტონიკა?

შესაძლოა გასაკვირი იყოს, თუმცა კონტინენტური ფილების მოძრაობის შესახებ თეორია, რომლითაც გამოწვეულია მიწისძვრება ვუკლანის ამოფრქვევები, და მთების წარმოქმნაც კი, არც ისე დიდი ხანია რაც მსოფლიომ აღიარა. ეს თეორია პირველად 1500 წელს იქნა გაჟღერებული, რომ კონტინენტები ოდესღაც შესაძლოა ერთი მთლიანი იყო (ვისაც რუკაზე დაუხედავს გასაკვირი ნამდვილად არ იქნება),  ამ იდეამ 1960-იან წლებამდე დიდი გამოხმაურება არ ჰპოვა. მეცნირები ბოლომდე დარწმუნებული არ არიან თუ რა არის ამ ფილების მამოძრავებელი და როგორ წარმოიქმნა მათი საზღვრები.

როგორ მიგრირებენ ცხოველები?

ბევრი ცხოველი და მწერი მთელი წლის განმავლობაში მიგრირებს რათა გაექცნენ ცვალებად სეზონურ ტემპერატურის ცვლას, ადვილად იპოვონ რესურსები და იპოვონ „წყვილი“. ზოგიერთმა ამ მიგრაციამ ერთი მიმართულებით შესაძლოა ათასობით კილომეტრი შეადგინოს, კითხვა შემდეგშია: როგორ პოულობენ ცხოველები უკან დასაბრუნებელ გზას მუდმივად წლების განმავლობაში? სხვადასხვა ცხოველი სხვადასხვა სანავიგაციო მექანიზმს იყენებს, მათ შორის ზოგიერთს შეუძლია დედამიწის მაგნიტური ველის შეგრძნება და მისი კომპასივით გამოყენება.თუმცა, მეცნიერებმა ჯერ კიდევ არ იციან თუ როგორ განვითარდა ეს თვისება, ან როგორ ახერხებენ გაუწვრთნელი ცხოველები  იმის ცოდნას თუ ზუსტად საით წავიდნენ ყოველ სეზონზე.

რა არის ბნელი ენერგია?

მეცნიერების ყველა დიდ საიდუმლოებებს შორის, ბნელი ენერგია შესაძლოა ყველაზე უცნაურიც კი იყოს. როგორც ზემოთ ავღნიშნეთ ბნელი მატერია მთელი არსებული მასის 80%-ს შეადგენს, რაც შეეხება ბნელ ენერგიას ის ენერგიის ჰიპოთეტური ფორმაა, რომელიც მთელი სამყაროს შემადგენელი ელემენტების 70% შეადგენს. პირველი ლოგიკური კითხვა რაც ჩნდები ისაა თუ რისგან შედგება ის? ბნელი ენერგია მუდმივია, თუ აქვს ფლუქტუაციები სივრცის გაფართოებასთან ერთად. რატომ ემთხვევა ბნელი ენერგიის სიმჭიდროვე ჩვეულებრივი მატერიისას? შესაძლოა თუ არა აინშტაინის გრავიტაციის თეორიაში მოვათავსოთ ბნელი ენერგია, ან შესაძლოა თეორიის გადახედვაა საჭირო?