Masalah teknis sehari-hari yang belum terselesaikan. Masalah terbesar yang belum terpecahkan dalam fisika modern: mengapa gravitasi begitu lemah? Apakah perjalanan waktu mungkin?

Ekologi kehidupan. Selain standar tugas logis seperti "jika pohon tumbang di hutan dan tidak ada yang mendengar, apakah itu mengeluarkan suara?", teka-teki yang tak terhitung jumlahnya

Selain masalah logika standar seperti "jika pohon tumbang di hutan dan tidak ada yang mendengar, apakah itu membuat suara?" Teka-teki yang tak terhitung jumlahnya terus menggairahkan pikiran orang-orang yang terlibat dalam semua disiplin ilmu pengetahuan modern dan sastra Oh.

Pertanyaan seperti "Apakah ada definisi universal dari sebuah 'kata'?", "Apakah warna ada secara fisik, atau hanya muncul di pikiran kita?" dan “berapa probabilitas matahari akan terbit besok?” jangan biarkan orang tidur. Kami telah mengumpulkan pertanyaan-pertanyaan ini di semua bidang: kedokteran, fisika, biologi, filsafat dan matematika, dan memutuskan untuk menanyakannya kepada Anda. Bisakah kamu menjawab?

Mengapa sel bunuh diri?

Peristiwa biokimia yang dikenal sebagai apoptosis kadang-kadang disebut sebagai "kematian sel terprogram" atau "bunuh diri seluler". Untuk alasan yang tidak sepenuhnya dipahami oleh sains, sel memiliki kemampuan untuk "memutuskan untuk mati" dengan cara yang sangat terorganisir dan diharapkan yang sama sekali berbeda dari nekrosis (kematian sel yang disebabkan oleh penyakit atau cedera). Antara 50 dan 80 miliar sel mati sebagai akibat dari kematian sel terprogram dalam tubuh manusia setiap hari, tetapi mekanisme di baliknya, dan bahkan niat ini sendiri, tidak sepenuhnya dipahami.

Di satu sisi, terlalu banyak kematian sel terprogram menyebabkan atrofi otot dan kelemahan otot, di sisi lain, kurangnya apoptosis yang tepat memungkinkan sel berkembang biak, yang dapat menyebabkan kanker. Konsep umum apoptosis pertama kali dijelaskan oleh orang Jerman ilmuwan Karl Vogt pada tahun 1842. Sejak itu, banyak kemajuan telah dicapai dalam memahami proses ini, tetapi masih belum ada penjelasan lengkap tentangnya.

Teori komputasi kesadaran

Beberapa ilmuwan menyamakan aktivitas pikiran dengan cara komputer memproses informasi. Jadi, pada pertengahan 60-an, teori kesadaran komputasional dikembangkan, dan manusia mulai melawan mesin dengan sungguh-sungguh. Sederhananya, bayangkan otak Anda adalah komputer dan pikiran Anda adalah sistem operasi yang mengendalikannya.

Jika Anda menyelami konteks ilmu komputer, analoginya sederhana: secara teori, program menghasilkan data berdasarkan serangkaian input ( rangsangan eksternal, penglihatan, suara, dll.) dan memori (yang dapat dianggap sebagai hard drive fisik dan memori psikologis kita). Program didorong oleh algoritma yang memiliki jumlah langkah terbatas yang diulang sesuai dengan input yang berbeda. Seperti otak, komputer harus membuat representasi dari apa yang tidak dapat dihitung secara fisik - dan ini adalah salah satu argumen terkuat yang mendukung teori ini.

Namun demikian, teori komputasi berbeda dari teori kesadaran representasional karena tidak semua keadaan mewakili (seperti depresi), dan oleh karena itu tidak akan mampu menanggapi pengaruh sifat komputer. Tapi masalahnya filosofis: teori komputasi kesadaran bekerja dengan baik, selama tidak melibatkan "pemrograman ulang" otak yang tertekan. Kami tidak dapat mengatur ulang diri kami ke pengaturan pabrik.

Masalah kesadaran yang kompleks

Dalam dialog filosofis, "kesadaran" didefinisikan sebagai "qualia" dan masalah qualia akan menghantui umat manusia, mungkin selalu. Qualia menggambarkan manifestasi individu dari pengalaman sadar subjektif - misalnya, sakit kepala. Kita semua pernah mengalami rasa sakit ini, tetapi tidak ada cara untuk mengukur apakah kita mengalami sakit kepala yang sama, atau apakah pengalamannya sama, karena pengalaman rasa sakit didasarkan pada persepsi kita tentangnya.

Meskipun banyak upaya ilmiah telah dilakukan untuk mendefinisikan kesadaran, tidak ada yang pernah mengembangkan teori yang diterima secara umum. Beberapa filsuf mempertanyakan kemungkinan ini.

masalah getye

Masalah Goetier adalah: "Apakah pengetahuan kepercayaan yang benar dapat dibenarkan?" Ini teka-teki logika adalah salah satu yang paling menyusahkan karena mengharuskan kita untuk mempertimbangkan apakah kebenaran adalah konstanta universal. Dia juga mengemukakan sejumlah eksperimen pemikiran dan argumen filosofis, termasuk "keyakinan sejati yang dibenarkan":

Subjek A mengetahui bahwa kalimat B benar jika dan hanya jika:

B benar

dan A menganggap B benar,

dan A yakin bahwa kepercayaan pada kebenaran B dibenarkan.

Kritikus masalah seperti Guetier berpendapat bahwa tidak mungkin untuk membenarkan sesuatu yang tidak benar (karena "kebenaran" dianggap sebagai konsep yang mengangkat argumen ke status yang tidak tergoyahkan). Sulit untuk mendefinisikan tidak hanya apa arti kebenaran bagi seseorang, tetapi juga apa artinya mempercayai kebenaran itu. Dan itu sangat mempengaruhi segalanya mulai dari forensik hingga kedokteran.

Apakah semua warna ada di kepala kita?

Salah satu pengalaman manusia yang paling kompleks adalah persepsi warna: apakah objek fisik di dunia kita benar-benar memiliki warna yang kita kenali dan proses, atau apakah proses memberi warna hanya terjadi di kepala kita?

Kita tahu bahwa keberadaan warna disebabkan oleh panjang gelombang yang berbeda, tetapi ketika menyangkut persepsi kita tentang warna, kita nomenklatur umum dan fakta sederhana bahwa kepala kita kemungkinan besar akan meledak jika kita tiba-tiba menemukan warna yang belum pernah terlihat sebelumnya dalam palet universal kita, gagasan ini terus memukau para ilmuwan, filsuf, dan semua orang.

Apa itu materi gelap?

Ahli astrofisika tahu apa yang bukan materi gelap, tetapi definisi ini sama sekali tidak cocok untuk mereka: meskipun kita tidak dapat melihatnya bahkan dengan teleskop yang paling kuat, kita tahu bahwa ada lebih banyak materi di Semesta daripada materi biasa. Itu tidak menyerap atau memancarkan cahaya, tetapi perbedaan dalam efek gravitasi benda besar (planet, dll.) telah membuat para ilmuwan percaya bahwa sesuatu yang tidak terlihat berperan dalam gerakan mereka.

Teori tersebut, yang pertama kali diajukan pada tahun 1932, sebagian besar merupakan masalah "massa yang hilang". Keberadaan materi hitam tetap tidak terbukti, tapi komunitas sains dipaksa untuk menerima keberadaannya sebagai fakta, apa pun itu.

masalah matahari terbit

Berapa probabilitas bahwa besok matahari akan terbit? Para filsuf dan ahli statistik telah menanyakan pertanyaan ini selama ribuan tahun, mencoba menemukan formula yang tak terbantahkan untuk peristiwa harian ini. Pertanyaan ini dimaksudkan untuk menunjukkan keterbatasan teori probabilitas. Kesulitan datang ketika kita mulai berpikir bahwa ada banyak perbedaan antara pengetahuan awal seseorang, pengetahuan awal manusia, dan pengetahuan awal alam semesta tentang apakah matahari akan terbit.

Jika sebuah p adalah frekuensi matahari terbit jangka panjang, dan untuk p terapan distribusi seragam peluang, maka nilai p meningkat setiap hari ketika matahari benar-benar terbit dan kita melihat (individu, kemanusiaan, alam semesta) bahwa ini terjadi.

137 elemen

Dinamakan setelah Richard Feynman, elemen terakhir yang diusulkan dari tabel periodik Mendeleev "feynmanium" adalah elemen teoretis yang bisa menjadi yang terakhir elemen yang mungkin; untuk melampaui #137, elemen harus bergerak kecepatan lebih cepat Sveta. Telah berspekulasi bahwa unsur-unsur di atas #124 tidak akan cukup stabil untuk eksis selama lebih dari beberapa nanodetik, yang berarti bahwa unsur seperti Feynmanium akan dihancurkan oleh pembelahan spontan sebelum dapat dipelajari.

Yang lebih menarik adalah bahwa angka 137 tidak hanya dipilih untuk menghormati Feynman; dia percaya bahwa angka ini memiliki arti yang dalam, karena "1/137 = hampir persis dengan nilai yang disebut konstanta struktur halus, kuantitas tak berdimensi yang menentukan kekuatan interaksi elektromagnetik."

Pertanyaan besarnya tetap, dapatkah elemen seperti itu ada di luar teori murni, dan akankah itu terjadi dalam hidup kita?

Apakah ada definisi universal dari kata "kata"?

Dalam linguistik, kata adalah pernyataan kecil yang dapat memiliki arti apa pun: dalam arti praktis atau harfiah. Sebuah morfem, yang sedikit lebih kecil, tetapi masih dapat mengkomunikasikan makna, tidak seperti sebuah kata, tidak dapat tetap terisolasi. Anda dapat mengatakan "-stvo" dan memahami artinya, tetapi kecil kemungkinan percakapan dari memo semacam itu akan masuk akal.

Setiap bahasa di dunia memiliki leksikonnya masing-masing, yang terbagi menjadi leksem-leksem, yaitu bentuk kata-kata individu. Token sangat penting untuk sebuah bahasa. Tetapi sekali lagi, dalam pengertian yang lebih umum, unit terkecil dari ujaran tetaplah kata, yang dapat berdiri sendiri dan masuk akal; Namun, ada masalah dengan definisi, misalnya, partikel, preposisi dan konjungsi, karena mereka tidak memiliki arti khusus di luar konteks, meskipun mereka tetap kata-kata dalam arti umum.

Kemampuan paranormal untuk satu juta dolar

Sejak dimulainya pada tahun 1964, sekitar 1.000 orang telah mengambil bagian dalam Tantangan Paranormal, tetapi tidak ada yang pernah mengambil hadiah tersebut. Yayasan Pendidikan James Randi menawarkan satu juta dolar kepada siapa saja yang secara ilmiah dapat memverifikasi kemampuan supernatural atau paranormal. Selama bertahun-tahun, banyak media telah mencoba membuktikan diri, tetapi mereka ditolak mentah-mentah. Agar ini berhasil, pemohon harus mendapatkan persetujuan dari institusi pendidikan atau organisasi lain pada tingkat yang sesuai.

Meskipun tidak satu pun dari 1.000 pelamar mampu membuktikan kekuatan psikis yang dapat dibuktikan secara ilmiah, Randy mengatakan bahwa "sangat sedikit" dari para kontestan merasa kegagalan mereka karena kurangnya bakat. Untuk sebagian besar, setiap orang mengurangi kegagalan menjadi gugup.

Masalahnya adalah hampir tidak ada orang yang akan memenangkan kontes ini. Jika seseorang akan memiliki kemampuan supranatural, yang berarti bahwa mereka tidak dapat dijelaskan dengan pendekatan ilmiah alami. Dapatkan? Diterbitkan

Soal Fisika

Apa sifat cahaya?

Cahaya dalam beberapa kasus berperilaku seperti gelombang, dan dalam banyak kasus lainnya berperilaku seperti partikel. Pertanyaannya adalah: apa dia? Tidak satu atau yang lain. Partikel dan gelombang hanyalah representasi sederhana dari perilaku cahaya. Sebenarnya, cahaya bukanlah partikel atau gelombang. Cahaya ternyata lebih kompleks daripada gambar yang digambar oleh representasi yang disederhanakan ini.

Bagaimana kondisi di dalam lubang hitam?

Lubang hitam yang dibahas dalam Bab. 1 dan 6 biasanya inti yang menyusut bintang besar selamat dari ledakan supernova. Mereka memiliki kepadatan yang sangat besar sehingga bahkan cahaya tidak dapat meninggalkan kedalamannya. Karena kompresi internal yang besar dari lubang hitam, hukum biasa fisika. Dan karena tidak ada yang bisa meninggalkan lubang hitam, maka tidak tersedia untuk melakukan eksperimen apa pun untuk menguji teori-teori tertentu.

Berapa banyak dimensi yang melekat di Semesta dan apakah mungkin untuk membuat "teori tentang segala sesuatu yang ada"?

Seperti yang dinyatakan dalam ch. 2, yang mencoba menggantikan model teori standar, pada akhirnya dapat memperjelas jumlah dimensi, serta memberi kita "teori segalanya". Tapi jangan biarkan nama menipu Anda. Jika "teori segalanya" memberikan kunci untuk memahami sifat partikel elementer, daftar masalah yang belum terpecahkan yang mengesankan adalah jaminan bahwa teori semacam itu akan meninggalkan banyak pertanyaan penting yang belum terjawab. Seperti rumor tentang kematian Mark Twain, rumor tentang kematian sains dengan munculnya "teori segala sesuatu yang ada" terlalu dibesar-besarkan.

Apakah perjalanan waktu mungkin?

Secara teoritis, teori relativitas umum Einstein memungkinkan perjalanan semacam itu. Namun, dampak yang diperlukan pada lubang hitam dan rekan teoretisnya, "lubang cacing", akan membutuhkan pengeluaran energi yang besar, jauh melebihi kemampuan teknis kita saat ini. Penjelasan penjelasan perjalanan waktu diberikan dalam buku-buku Michio Kaku Hyperspace (1994) dan Gambar (1997) dan di situs web http://mkaku. organisasi

Bisakah gelombang gravitasi dideteksi?

Beberapa observatorium sibuk mencari bukti gelombang gravitasi. Jika gelombang seperti itu dapat ditemukan, fluktuasi dalam struktur ruang-waktu itu sendiri akan menunjukkan bencana alam yang terjadi di Semesta seperti ledakan supernova, tabrakan lubang hitam, dan kemungkinan peristiwa yang masih belum diketahui. Untuk detailnya, lihat artikel W. Waite Gibbs "Rakitan Ruang-Waktu".

Berapa umur proton?

Beberapa teori di luar Model Standar (lihat Bab 2) memprediksi peluruhan proton, dan beberapa detektor telah dibuat untuk mendeteksi peluruhan tersebut. Meskipun peluruhan itu sendiri belum diamati, batas bawah waktu paruh proton diperkirakan 10 32 tahun (secara signifikan melebihi usia Alam Semesta). Dengan munculnya sensor yang lebih sensitif, dimungkinkan untuk mendeteksi peluruhan proton, atau mungkin perlu untuk memindahkan batas bawah waktu paruhnya.

Apakah superkonduktor mungkin di suhu tinggi?

Superkonduktivitas terjadi ketika hambatan listrik suatu logam turun menjadi nol. Dalam kondisi seperti itu, arus listrik yang terbentuk di konduktor mengalir tanpa kerugian, yang merupakan karakteristik arus biasa ketika melewati konduktor seperti kawat tembaga. Fenomena superkonduktivitas pertama kali diamati pada suhu yang sangat rendah (sedikit di atas ). nol mutlak, - 273 °C). Pada tahun 1986, para ilmuwan berhasil membuat bahan superkonduktor pada titik didih nitrogen cair (-196 °C), yang telah memungkinkan penciptaan produk industri. Mekanisme fenomena ini belum sepenuhnya dipahami, tetapi para peneliti mencoba untuk mencapai superkonduktivitas pada suhu kamar, yang akan mengurangi kehilangan energi.

Dari buku Menarik tentang astronomi pengarang Tomilin Anatoly Nikolaevich

5. Masalah navigasi langit relativistik Salah satu tes paling menjijikkan yang dialami pilot, dan sekarang astronot, seperti yang ditunjukkan di film, adalah korsel. Kami, pilot di masa lalu, pada suatu waktu menyebutnya "meja putar" atau "pemisah". Mereka yang tidak

Dari buku Lima Masalah Sains yang Belum Terpecahkan penulis Wiggins Arthur

Masalah yang Belum Terpecahkan Sekarang setelah kita memahami bagaimana sains cocok dengan pikiran manusia dan bagaimana fungsinya, kita dapat melihat bahwa keterbukaannya memungkinkan cara yang berbeda bergerak menuju pemahaman yang lebih lengkap tentang alam semesta. Fenomena baru bermunculan

Dari buku World in kulit kacang[Saya akan. buku-majalah] pengarang Hawking Stephen William

Soal-soal Kimia Bagaimana komposisi molekul menentukan kenampakannya Mengetahui struktur orbital atom dalam molekul sederhana memudahkan untuk menentukan kenampakan molekul. Namun studi teoritis penampilan molekul kompleks, terutama yang penting secara biologis, belum

Dari buku History of the Laser pengarang Bertolotti Mario

Masalah biologi Bagaimana perkembangannya? seluruh organisme dari satu ovum yang dibuahi? 4: apa struktur dan tujuan dari proteome? Tentu saja, setiap organisme memilikinya sendiri

Dari buku Masalah Atom oleh Ren Philip

Masalah Geologi Apa Penyebabnya? perubahan besar dalam iklim bumi seperti pemanasan global dan zaman es? zaman es, karakteristik Bumi selama 35 juta tahun terakhir, terjadi kira-kira setiap 100 ribu tahun. Gletser maju dan surut di mana-mana

Dari buku Bahaya Asteroid-Komet: Kemarin, Hari Ini, Besok pengarang Shustov Boris Mikhailovich

Masalah astronomi Apakah kita sendirian di alam semesta? Meskipun tidak ada bukti eksperimental tentang keberadaan kehidupan di luar bumi, ada banyak teori tentang hal ini, serta upaya untuk mendeteksi berita dari peradaban yang jauh. Bagaimana mereka berevolusi

Dari buku The New Mind of the King [Pada komputer, pemikiran dan hukum fisika] penulis Penrose Roger

Masalah fisika modern yang belum terpecahkan

Dari buku Gravity [Dari bola kristal ke lubang cacing] pengarang Petrov Alexander Nikolaevich

Masalah teoretis Entri Wikipedia Psychedelic - Agustus 2013 Di bawah ini adalah daftar masalah yang belum terpecahkan dalam fisika modern. Beberapa dari masalah ini bersifat teoretis, yang berarti bahwa teori yang ada gagal menjelaskan pasti

Dari buku Gerak Abadi. Sejarah satu obsesi pengarang Ord-Hume Arthur

BAB 14 SOLUSI MENEMUKAN MASALAH ATAU BANYAK MASALAH DENGAN SOLUSI YANG SAMA? APLIKASI LASER Pada tahun 1898, Wells membayangkan dalam bukunya The War of the Worlds bahwa Mars akan mengambil alih Bumi, menggunakan sinar kematian yang dapat dengan mudah menembus batu bata, membakar hutan, dan

Dari buku Teori Ideal [Pertempuran untuk Relativitas Umum] pengarang Ferreira Pedro

II. sisi sosial Masalah Sisi masalah ini, tidak diragukan lagi, adalah yang paling penting dan paling menarik. Mengingat dia kompleksitas besar kami membatasi diri di sini hanya pada pertimbangan yang paling umum.1. Perubahan geografi ekonomi dunia Seperti yang kita lihat di atas, biaya

Dari buku penulis

1.2. Aspek Astronomi dari Masalah ACH Masalah penilaian signifikansi bahaya asteroid-komet terkait, pertama-tama, dengan pengetahuan kita tentang populasi Tata Surya oleh benda-benda kecil, terutama yang dapat bertabrakan dengan Bumi. Pengetahuan seperti itu disediakan oleh astronomi.

Dari buku penulis

Dari buku penulis

Dari buku penulis

Masalah Baru Kosmologi Mari kita kembali ke paradoks kosmologi nonrelativistik. Ingatlah bahwa alasan paradoks gravitasi adalah karena tidak ada cukup persamaan untuk menentukan efek gravitasi secara unik, atau tidak ada cara untuk menetapkannya dengan benar.

Dari buku penulis

Dari buku penulis

BAB 9 Masalah Unifikasi Pada tahun 1947, mahasiswa pascasarjana Bryce DeWitt bertemu Wolfgang Pauli dan mengatakan kepadanya bahwa dia sedang mengerjakan kuantisasi. medan gravitasi. Devitt tidak mengerti mengapa dua konsep besar abad ke-20 - fisika kuantum dan teori umum


Bisakah gelombang gravitasi dideteksi?

Beberapa observatorium sibuk mencari bukti gelombang gravitasi. Jika gelombang seperti itu dapat ditemukan, fluktuasi dalam struktur ruang-waktu itu sendiri akan menunjukkan bencana alam yang terjadi di Semesta seperti ledakan supernova, tabrakan lubang hitam, dan kemungkinan peristiwa yang masih belum diketahui. Untuk detailnya, lihat artikel W. Waite Gibbs "Rakitan Ruang-Waktu".

Berapa umur proton?

Beberapa teori di luar Model Standar (lihat Bab 2) memprediksi peluruhan proton, dan beberapa detektor telah dibuat untuk mendeteksi peluruhan tersebut. Meskipun peluruhan itu sendiri belum diamati, batas bawah waktu paruh proton diperkirakan 10 32 tahun (secara signifikan melebihi usia Alam Semesta). Dengan munculnya sensor yang lebih sensitif, dimungkinkan untuk mendeteksi peluruhan proton, atau mungkin perlu untuk memindahkan batas bawah waktu paruhnya.

Apakah superkonduktor mungkin terjadi pada suhu tinggi?

Superkonduktivitas terjadi ketika hambatan listrik suatu logam turun menjadi nol. Dalam kondisi seperti itu, arus listrik yang terbentuk di konduktor mengalir tanpa kerugian, yang merupakan karakteristik arus biasa ketika melewati konduktor seperti kawat tembaga. Fenomena superkonduktivitas pertama kali diamati pada suhu yang sangat rendah (tepat di atas nol mutlak, -273 °C). Pada tahun 1986, para ilmuwan berhasil membuat bahan superkonduktor pada titik didih nitrogen cair (-196 °C), yang telah memungkinkan penciptaan produk industri. Mekanisme fenomena ini belum sepenuhnya dipahami, tetapi para peneliti mencoba untuk mencapai superkonduktivitas pada suhu kamar, yang akan mengurangi kehilangan energi.

Soal kimia

Bagaimana komposisi molekul menentukan bentuknya?

Pengetahuan tentang struktur orbital atom dalam molekul sederhana membuatnya cukup mudah untuk menentukan penampilan molekul. Namun, studi teoritis tentang penampilan molekul kompleks, terutama yang penting secara biologis, belum dilakukan. Salah satu aspek dari masalah ini adalah pelipatan protein, yang dibahas dalam Daftar Ide 8.

Apa saja proses kimia pada kanker?

Faktor biologis seperti keturunan dan lingkungan luar mungkin sedang bermain peran besar dalam perkembangan kanker. Mengetahui apa yang terjadi pada sel kanker reaksi kimia dimungkinkan untuk membuat molekul untuk mengganggu reaksi ini dan mengembangkan resistensi kanker dalam sel.

Bagaimana molekul menyediakan komunikasi dalam sel hidup?

Molekul digunakan untuk mengingatkan sel bentuk yang diinginkan, bila melalui “kesesuaian” berupa saling melengkapi, pesan tersampaikan. Molekul protein adalah yang paling penting, sehingga cara mereka melipat menentukan penampilan [konformasi] mereka. Oleh karena itu, pengetahuan yang lebih dalam tentang lipatan protein akan membantu menyelesaikan masalah komunikasi.

dimana? tingkat molekul apakah penuaan sel ditentukan?

Masalah biokimia penuaan lainnya mungkin terkait dengan DNA dan protein yang terlibat dalam perbaikan DNA yang terpotong selama replikasi berulang (lihat: Daftar Ide, 9. Teknologi Genetika).

Masalah biologi

Bagaimana seluruh organisme berkembang dari satu telur yang dibuahi?

Pertanyaan ini tampaknya akan segera terjawab setelah masalah utama Bab. 4: apa struktur dan tujuan dari proteome? Tentu saja, setiap organisme memiliki karakteristiknya sendiri dalam mengatur protein dan tujuannya, tetapi pasti akan mungkin untuk menemukan banyak kesamaan.

Apa yang menyebabkan kepunahan massal?

Selama 500 juta tahun terakhir, kepunahan total spesies telah terjadi lima kali. Ilmu pengetahuan terus mencari alasan untuk ini. Kepunahan terakhir, yang terjadi 65 juta tahun yang lalu, pada pergantian periode Kapur dan Tersier, dikaitkan dengan hilangnya dinosaurus. Saat David Rope mengajukan pertanyaan dalam Extinction: Gens or Luck? (Lihat: Sumber untuk studi mendalam), apakah kepunahan sebagian besar organisme yang hidup pada waktu itu disebabkan faktor genetik Atau semacam bencana alam? Menurut hipotesis yang diajukan oleh ayah dan anak, Luis dan Walter, Alvarez, 65 juta tahun yang lalu, sebuah meteorit besar jatuh ke Bumi (berdiameter sekitar 10 km). Dampak yang ditimbulkannya menimbulkan awan debu yang sangat besar, yang menjadi penghalang fotosintesis, yang menyebabkan kematian banyak tanaman, dan oleh karena itu, tanaman yang membentuknya. rantai makanan hewan, hingga dinosaurus yang besar namun rentan. Konfirmasi hipotesis ini adalah kawah meteorit besar yang ditemukan di bagian selatan Teluk Meksiko pada tahun 1993. Mungkinkah kepunahan sebelumnya adalah hasil dari tabrakan serupa? Penelitian dan perdebatan terus berlanjut.

Apakah dinosaurus berdarah panas atau berdarah dingin?

Profesor anatomi Inggris Richard Owen menciptakan konsep "dinosaurus" (yang berarti "kadal yang mengerikan") pada tahun 1841, ketika hanya tiga kerangka tidak lengkap yang ditemukan. Seniman hewan Inggris dan pematung Benjamin Waterhouse Hawkins mengambil rekonstruksi penampilan hewan punah. Karena spesimen pertama yang ditemukan memiliki gigi seperti iguana, boneka binatangnya tampak seperti iguana besar, menyebabkan kehebohan di antara pengunjung.

Tetapi kadal adalah reptil berdarah dingin, dan karena itu pada awalnya mereka memutuskan bahwa dinosaurus adalah sama. Kemudian beberapa ilmuwan menyarankan bahwa setidaknya beberapa dinosaurus adalah hewan berdarah panas. Tidak ada bukti sampai tahun 2000, ketika fosil jantung dinosaurus ditemukan di South Dakota. Memiliki perangkat empat bilik, jantung ini menegaskan asumsi dinosaurus berdarah panas, karena hanya ada tiga kamar di jantung kadal. Namun, lebih banyak bukti diperlukan untuk meyakinkan seluruh dunia tentang asumsi ini.

Apa dasar kesadaran manusia?

Menjadi subjek studi humaniora, masalah ini jauh di luar cakupan buku ini, tetapi banyak rekan ilmiah kami berusaha untuk mempelajarinya.

Seperti yang diharapkan, ada beberapa pendekatan untuk interpretasi kesadaran manusia. Reduksionis berpendapat bahwa otak adalah banyak sekali molekul berinteraksi dan pada akhirnya kita akan mengungkap aturan kerja mereka (lihat artikel oleh Crick dan Koch "Masalah kesadaran" [Dalam dunia sains. 1992. No. 11-12]).

Pendekatan lain kembali ke mekanika kuantum. Menurutnya, kita tidak dapat memahami ketidaklinieran dan ketidakpastian otak sampai kita memahami hubungan antara tingkat atom dan makroskopik dari perilaku materi (lihat buku oleh Roger Penrose The New Mind of the King: On Computers, Berpikir dan Hukum Fisika [M., 2003]; a Lihat juga Shadows of the Mind: In Search of a Science of Consciousness [M., 2003]).

Menurut pendekatan yang sudah berlangsung lama, akal manusia memiliki komponen mistik yang tidak terjangkau oleh penjelasan ilmiah, sehingga sains sama sekali tidak mampu memahami kesadaran manusia.

Sehubungan dengan karya terbaru Stephen Wolfram dalam membuat gambar berurutan dengan terus menggunakan yang sama aturan sederhana(lihat bab 5) jangan heran bahwa pendekatan ini digunakan dalam kaitannya dengan kesadaran manusia; ini akan memberi Anda sudut pandang lain.

Masalah Geologi

Apa yang menyebabkan perubahan besar pada iklim bumi, seperti pemanasan global dan zaman es?

Zaman es, karakteristik Bumi selama 35 juta tahun terakhir, terjadi kira-kira setiap 100 ribu tahun. Gletser bergerak maju dan mundur melintasi utara zona sedang, meninggalkan tanda-tanda kenangan berupa sungai, danau dan laut. 30 juta tahun yang lalu, ketika dinosaurus berkeliaran di Bumi, iklimnya jauh lebih hangat daripada hari ini, sehingga pohon tumbuh bahkan mendekati kutub Utara. Seperti yang telah disebutkan dalam Bab. 5, suhu permukaan bumi tergantung pada keadaan keseimbangan energi yang masuk dan keluar. Banyak faktor yang mempengaruhi keseimbangan ini, termasuk energi yang diradiasikan oleh Matahari, puing-puing di ruang angkasa yang dilewati Bumi, radiasi yang datang, perubahan orbit Bumi, perubahan atmosfer, dan fluktuasi jumlah energi yang diradiasikan oleh Bumi ( albedo).

Ini adalah arah di mana penelitian dilakukan, terutama mengingat baru-baru ini kontroversi efek rumah kaca. Ada banyak teori, tetapi masih belum ada pemahaman yang benar tentang apa yang terjadi.

Apakah mungkin untuk memprediksi letusan gunung berapi atau gempa bumi?

Beberapa letusan gunung berapi dapat diprediksi, seperti letusan Gunung Pinatubo (1991) baru-baru ini di Filipina, tetapi yang lain tidak dapat diakses dengan cara modern, masih mengejutkan para ahli vulkanologi (seperti letusan Gunung St. Helens, Washington, 18 Mei 1980). Banyak faktor penyebab terjadinya letusan gunung berapi. Tidak ada pendekatan teoretis tunggal yang benar untuk semua gunung berapi.

Gempa bumi bahkan lebih sulit diprediksi daripada letusan gunung berapi. Beberapa ahli geologi terkenal bahkan meragukan kemampuan untuk membuat ramalan yang andal (lihat: Daftar ide, 13. Prediksi gempa).

Apa yang terjadi di inti bumi?

Dua cangkang bawah Bumi, inti luar dan dalam, tidak dapat diakses oleh kita karena kemunculannya yang dalam dan tekanan tinggi, yang tidak termasuk pengukuran langsung. Ahli geologi memperoleh semua informasi tentang inti bumi berdasarkan pengamatan permukaan dan kepadatan keseluruhan, komposisi dan sifat magnetik, serta penelitian menggunakan gelombang seismik. Ini juga membantu untuk belajar meteorit besi karena kesamaan proses pembentukannya dengan bumi. Hasil terbaru yang diperoleh dengan menggunakan gelombang seismik telah mengungkapkan kecepatan yang berbeda gelombang di arah utara-selatan dan timur-barat, menunjukkan inti bagian dalam yang solid berlapis.

Masalah astronomi

Apakah kita sendirian di alam semesta?

Meskipun tidak ada bukti eksperimental tentang keberadaan kehidupan di luar bumi, teori-teori dalam hal ini banyak, serta upaya untuk mendeteksi berita dari peradaban yang jauh.

Bagaimana galaksi berevolusi?

Seperti yang telah disebutkan di ch. 6, Edwin Hubble mengklasifikasikan semuanya galaksi yang dikenal menurut mereka penampilan. Meskipun deskripsi hati-hati dari mereka kondisi saat ini, pendekatan ini tidak memungkinkan kita untuk memahami evolusi galaksi. Beberapa teori telah dikemukakan untuk menjelaskan pembentukan galaksi spiral, elips, dan tidak beraturan. Teori-teori ini didasarkan pada fisika awan gas yang mendahului galaksi. Simulasi superkomputer telah memungkinkan untuk memahami sesuatu, tetapi belum mengarah pada teori terpadu tentang pembentukan galaksi. Penciptaan teori semacam itu membutuhkan penelitian tambahan.

Apakah planet mirip Bumi itu umum?

Model matematika memprediksi keberadaan planet mirip Bumi dari unit hingga jutaan di Bima Sakti. Teleskop yang kuat telah menemukan lebih dari 70 planet di luar tata surya, tetapi kebanyakan dari mereka berukuran Jupiter atau lebih besar. Seiring dengan peningkatan teleskop, dimungkinkan untuk menemukan planet lain, yang akan membantu menentukan mana dari model matematika lebih sesuai dengan kenyataan.

Apa sumber ledakan Y?

Sekitar sekali sehari, radiasi terkuat diamati, yang sering kali ternyata lebih kuat daripada semua radiasi lainnya secara bersamaan (sinar mirip dengan cahaya tampak, tetapi mereka memiliki frekuensi dan energi yang jauh lebih tinggi). Fenomena ini pertama kali direkam pada akhir 1960-an tetapi tidak dilaporkan hingga 1970-an karena semua sensor digunakan untuk memantau kepatuhan terhadap larangan memegang uji coba nuklir.

Pada awalnya, para astronom percaya bahwa sumber emisi ini berada di dalam Bima Sakti. Intensitas radiasi yang tinggi menimbulkan anggapan tentang kedekatan sumbernya. Tetapi ketika data terkumpul, menjadi jelas bahwa lontaran ini datang dari mana-mana, dan tidak terkonsentrasi di bidang Bima Sakti.

Suar yang direkam pada tahun 1997 oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble menunjukkan bahwa itu berasal dari pinggiran galaksi yang bercahaya redup beberapa miliar tahun cahaya jauhnya. Karena sumbernya jauh dari pusat galaksi, itu tidak mungkin lubang hitam. Semburan radiasi ini diyakini berasal dari bintang biasa terkandung dalam piringan galaksi, kemungkinan karena tumbukan bintang neutron atau benda langit lainnya yang masih belum kita ketahui.

Mengapa Pluto sangat berbeda dari semua planet lain?

Empat planet dalam - Merkurius, Venus, Bumi dan Mars - relatif kecil, berbatu dan dekat dengan Matahari. Empat planet luar - Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus - berukuran besar, berbentuk gas, dan jauh dari Matahari. Sekarang tentang Pluto. Pluto kecil (seperti planet dalam) dan jauh dari Matahari (seperti planet luar). Dalam hal ini, Pluto jatuh dari seri umum. Ia mengorbit Matahari di dekat wilayah yang disebut Sabuk Kuiper, yang berisi banyak benda yang mirip dengan Pluto (beberapa astronom menyebutnya Plutino).

Baru-baru ini, beberapa museum telah memutuskan untuk menghapus status planet Pluto. Sampai lebih banyak badan sabuk Kuiper lainnya dapat dipetakan, kontroversi seputar status Pluto tidak akan mereda.

Berapa umur alam semesta?

Usia alam semesta dapat diperkirakan dengan beberapa cara. Di satu sisi, usia unsur-unsur kimia dalam komposisi Bima Sakti diperkirakan dari hasil peluruhan radioaktif unsur-unsur dengan waktu paruh yang diketahui berdasarkan asumsi bahwa unsur-unsur disintesis (di dalam supernova bintang besar) pada laju yang konstan. Menurut metode ini, usia alam semesta ditentukan 14,5±3 miliar tahun.

Metode lain melibatkan memperkirakan usia gugusan bintang berdasarkan beberapa asumsi tentang perilaku dan penghapusan cluster. Usia cluster paling kuno diperkirakan 11,5 ± 1,3 miliar tahun, dan untuk Alam Semesta - 11–14 miliar tahun.

Usia Semesta, ditentukan oleh laju ekspansi dan jarak ke objek terjauh, adalah 13–14 miliar tahun. Penemuan baru-baru ini tentang perluasan alam semesta yang dipercepat (lihat Bab 6) membuat kuantitas ini lebih tidak pasti.

Metode lain baru-baru ini dikembangkan. teleskop luar angkasa Hubble, bekerja pada batas kemampuannya, mengukur suhu katai putih tertua di gugus bola M4. (Metode ini mirip dengan memperkirakan waktu yang telah berlalu sejak pembakaran api, menggunakan suhu abu.) Ternyata usia katai putih tertua adalah 12–13 miliar tahun. Jika kita berasumsi bahwa bintang-bintang pertama terbentuk tidak lebih awal dari 1 miliar tahun setelah " dentuman Besar”, usia Semesta adalah 13–14 miliar tahun, dan perkiraan tersebut berfungsi sebagai uji indikator yang diperoleh dengan metode lain.

Pada Februari 2003, data diperoleh dari Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), yang memungkinkan penghitungan usia alam semesta secara paling akurat: 13,7 ± 0,2 miliar tahun.

Apakah ada banyak alam semesta?

Menurut salah satu solusi yang mungkin dibahas dalam Bab. 6 dari masalah perluasan alam semesta yang dipercepat, satu set alam semesta diperoleh, menghuni "bran" yang terisolasi (membran multidimensi). Untuk semua spekulasinya ide ini memberikan ruang lingkup yang luas untuk semua jenis dugaan. Lebih detail tentang beberapa alam semesta dapat ditemukan dalam buku Martin Rees Our Cosmic Home.

Kapan pertemuan Bumi berikutnya dengan asteroid?

Puing-puing ruang angkasa terus-menerus menghantam Bumi. Dan itulah mengapa sangat penting untuk mengetahui ukuran benda langit yang menimpa kita dan seberapa sering. Benda dengan diameter 1 m memasuki atmosfer bumi beberapa kali dalam sebulan. Mereka sering meledak di ketinggian, melepaskan energi bom atom kecil. Kira-kira sekali dalam satu abad, sebuah tubuh dengan lebar 100 m terbang ke arah kita, meninggalkannya memori yang bagus(dampak yang terlihat). Setelah ledakan benda langit serupa pada tahun 1908 di atas taiga Siberia, di lembah Sungai Podkamennaya Tunguska [Wilayah Krasnoyarsk], pohon-pohon ditebang di atas area sekitar 2 ribu km2.

Tabrakan benda angkasa dengan diameter 1 km yang terjadi setiap sejuta tahun sekali, dapat menyebabkan kehancuran yang sangat besar bahkan menyebabkan perubahan iklim. Tabrakan dengan benda angkasa sepanjang 10 km mungkin menyebabkan kepunahan dinosaurus pada pergantian zaman Kapur dan Tersier 65 juta tahun yang lalu. Meskipun tubuh sebesar ini mungkin hanya muncul sekali setiap 100 juta tahun, langkah-langkah telah diambil di Bumi untuk menghindari lengah. Proyek Near-Earth Objects (NEOs) dan Near-Earth Asteroid Observation (NEAT) sedang dikembangkan untuk melacak 90% asteroid yang lebih besar dari 1 km pada tahun 2010, jumlah total yang menurut berbagai perkiraan berada pada kisaran 500-1000. Program lain, Spacewatch, dijalankan oleh University of Arizona, memantau langit untuk kemungkinan kandidat dampak Bumi.

Untuk informasi lebih lanjut, silakan kunjungi World Wide Web: http://neat.jpl . nasa gov, http://neo.jpl.nasa.gov dan http://apacewatch.Ipl. arizona. pendidikan/

Apa yang terjadi sebelum Big Bang?

Karena ruang dan waktu menelusuri kembali ke "ledakan besar", konsep "sebelum" tidak masuk akal. Ini sama saja dengan menanyakan apa yang ada di utara Kutub Utara. Atau, seperti yang dikatakan oleh penulis Amerika Gertrude Stein, tidak ada kata "lalu" berikutnya. Tetapi kesulitan-kesulitan seperti itu tidak menghentikan para ahli teori. Mungkin sebelum "big bang" waktu adalah imajiner; mungkin tidak ada apa-apa, dan Semesta muncul dari fluktuasi vakum; atau ada tabrakan dengan "bran" lain (lihat pertanyaan tentang banyak alam semesta yang dikemukakan sebelumnya). Teori seperti itu sulit didapat. konfirmasi eksperimental, karena suhu awal yang sangat besar bola api tidak mengizinkan penciptaan formasi atom atau subatom apa pun yang mungkin ada sebelum awal perluasan Semesta.

Catatan:

Pisau cukur Occam - prinsip bahwa segala sesuatu harus dicari untuk interpretasi yang paling sederhana; paling sering prinsip ini dirumuskan sebagai berikut: "Seseorang tidak perlu menegaskan banyak" (pluralitas non est ponenda sine necessitate) atau: "Apa yang dapat dijelaskan dengan lebih sedikit tidak boleh diungkapkan dengan lebih banyak" (frustra fit per plura quod potest fieri per pauciora). Kata-kata "Entitas tidak boleh berlipat ganda secara tidak perlu" (entia non sunt multiplicandasine necessitate), biasanya dikutip oleh sejarawan, tidak ditemukan dalam tulisan-tulisan Ockham (ini adalah kata-kata Duran dari Saint-Pourcin, c. 1270-1334 - a Teolog Prancis dan seorang biarawan Dominikan; ungkapan yang sangat mirip untuk pertama kali ditemukan dalam biarawan Fransiskan Prancis Odo Rigaud, sekitar tahun 1205–1275).

Terowongan topologi disebut. Nama lain untuk objek hipotetis ini adalah jembatan Einstein-Rosen (1909–1995), Podolsky (1896–1966), tenggorokan Schwarzschild (1873–1916). Terowongan dapat menghubungkan wilayah yang terpisah, jauh sewenang-wenang dari ruang Semesta kita, dan wilayah dengan momen berbeda dari awal inflasinya. Saat ini, diskusi berlanjut tentang kelayakan terowongan, tentang paten dan evolusinya.

Kuiper Gerard Peter (1905–1973) – astronom Belanda dan Amerika Satelit Uranus - Miranda (1948), satelit Neptunus - Nereid (1949), karbon dioksida di atmosfer Mars, atmosfer satelit Saturnus Titan ditemukan. Disusun beberapa atlas rinci foto-foto bulan. Terungkap banyak bintang ganda dan katai putih.

Sebuah satelit dinamai untuk mengenang penggagas percobaan ini - astrofisikawan David T. Wilkinson. Berat 840kg. Byt diluncurkan pada Juni 2001 ke orbit dekat-matahari, ke titik Lagrange L2 (1,5 juta km dari Bumi), di mana gaya gravitasi Bumi dan Matahari sama satu sama lain dan kondisi untuk pengamatan presisi seluruh langit adalah yang paling menguntungkan. Dari Matahari, Bumi dan Bulan (sumber kebisingan termal terdekat) peralatan penerima dilindungi oleh layar bundar besar, di sisi yang diterangi ditempatkan panel surya. Orientasi ini dipertahankan selama penerbangan. Dua cermin penerima dengan luas 1,4x1,6 m, ditempatkan "berlawanan", memindai langit menjauh dari sumbu orientasi. Sebagai hasil dari rotasi stasiun di sekitar sumbu sendiri 30% dilihat per hari bola surgawi. Resolusi WMAP 30 kali lebih tinggi dari satelit COBE (Cosmic Background Explorer) sebelumnya, diluncurkan oleh NASA pada tahun 1989. Ukuran sel yang diukur di langit adalah 0.2x0.2°, yang langsung mempengaruhi akurasi kartu surgawi. Sensitivitas peralatan penerima juga meningkat berkali-kali lipat. Misalnya, serangkaian data COBE yang diperoleh selama 4 tahun dikumpulkan dalam eksperimen baru hanya dalam 10 hari.

Selama beberapa detik, bola api terang yang menyilaukan diamati bergerak melintasi langit dari tenggara ke barat laut. Di jalur mobil, yang terlihat di area yang luas Siberia Timur(dalam radius hingga 800 km), jejak debu yang kuat tetap ada, yang bertahan selama beberapa jam. Setelah fenomena cahaya, ledakan terdengar pada jarak lebih dari 1000 km. Di banyak desa, getaran tanah dan bangunan terasa, seperti gempa bumi, kaca jendela pecah, peralatan rumah tangga jatuh dari rak, benda-benda yang tergantung bergoyang, dll. Banyak orang, serta hewan peliharaan, tertimpa reruntuhan. gelombang udara. Seismograf di Irkutsk dan di sejumlah tempat di Eropa Barat terdaftar gelombang seismik. udara gelombang ledakan direkam pada barogram yang diperoleh di banyak stasiun meteorologi Siberia, di St. Petersburg dan sejumlah stasiun meteorologi di Inggris Raya. Fenomena ini paling lengkap dijelaskan oleh hipotesis komet, yang menurutnya disebabkan oleh invasi atmosfer bumi sebuah komet kecil bergerak dari kecepatan ruang. Menurut konsep modern, komet terdiri dari air beku dan berbagai gas dengan campuran inklusi besi nikel dan materi berbatu. G. I. Petrov pada tahun 1975 menetapkan bahwa "tubuh Tunguska" sangat longgar dan tidak lebih dari 10 kali kepadatan udara di permukaan bumi. Itu adalah bola salju lepas dengan radius 300 m dan kepadatan kurang dari 0,01 g/cm. Pada ketinggian sekitar 10 km, tubuh berubah menjadi gas yang menghilang di atmosfer, yang menjelaskan hal yang tidak biasa malam yang cerah di Siberia Barat dan di Eropa setelah peristiwa ini. Jatuh ke tanah gelombang kejut menyebabkan hutan tumbang.

Stein Gertrude (1874–1946) – Penulis Amerika, ahli teori sastra!. modernis. Secara formal - prosa eksperimental ("Menjadi Orang Amerika", 1906-1908, diterbitkan 1925) sesuai dengan literatur! "aliran kesadaran". Buku biografi The Autobiography of Alice B. Toklas (1933). Stein memiliki ungkapan "generasi yang hilang" (dalam bahasa Rusia: Stein G. Autobiography of Alice B. Toklas. St. Petersburg, 2000; Stein G. Autobiography of Alice B. Toklas. Picasso. Lectures in America. M., 2001).

Sedikit kata-kata tidak ada di sana, di sana dari bab 4! 1936 story (diterbitkan 1937) Biography of Everyone, sekuel novel terkenalnya The Autobiography of Alice B. Toklas.

Di bawah ini adalah daftar masalah fisika modern yang belum terpecahkan. Beberapa dari masalah ini bersifat teoritis. Artinya teori-teori yang ada tidak mampu menjelaskan fenomena tertentu yang diamati atau hasil eksperimen. Masalah lain bersifat eksperimental, artinya ada kesulitan dalam membuat eksperimen untuk menguji teori yang diajukan atau untuk mempelajari suatu fenomena secara lebih rinci. Masalah-masalah berikut ini dapat berupa masalah-masalah teoretis mendasar atau gagasan-gagasan teoretis yang tidak memiliki data eksperimen. Beberapa dari masalah ini terkait erat. Misalnya, dimensi ekstra atau supersimetri dapat memecahkan masalah hierarki. Dipercaya bahwa teori lengkap gravitasi kuantum mampu menjawab sebagian besar pertanyaan di atas (kecuali masalah pulau stabilitas).

  • 1. gravitasi kuantum. Dapatkah mekanika kuantum dan relativitas umum digabungkan menjadi teori tunggal yang konsisten (mungkin ini adalah teori medan kuantum)? Apakah ruang-waktu kontinu atau diskrit? Akankah teori self-consistent menggunakan graviton hipotetis, atau akankah itu sepenuhnya merupakan produk dari struktur ruang-waktu diskrit (seperti dalam loop quantum gravity)? Apakah ada penyimpangan dari prediksi relativitas umum untuk skala yang sangat kecil atau sangat besar, atau dalam keadaan ekstrem lainnya, yang mengikuti teori gravitasi kuantum?
  • 2. Lubang hitam, hilangnya informasi dalam lubang hitam, radiasi Hawking. Apakah lubang hitam menghasilkan? radiasi termal bagaimana teori memprediksi? Apakah radiasi ini mengandung informasi tentang struktur internal mereka, seperti yang disarankan oleh dualitas invarians pengukur gravitasi, atau tidak, sebagai berikut dari perhitungan awal Hawking? Jika tidak, dan lubang hitam dapat terus menguap, lalu apa yang terjadi dengan informasi yang tersimpan di dalamnya (mekanika kuantum tidak menyediakan penghancuran informasi)? Atau akankah radiasi berhenti pada titik tertentu ketika lubang hitam hanya tersisa sedikit? Apakah ada cara lain untuk meneliti mereka? struktur internal jika struktur seperti itu ada? Apakah hukum kekekalan muatan baryon berlaku di dalam lubang hitam? Bukti prinsip penyensoran kosmik tidak diketahui, begitu juga dengan formulasi yang tepat dari kondisi di mana prinsip itu dipenuhi. Tidak ada teori magnetosfer lubang hitam yang lengkap dan lengkap. Rumus yang tepat untuk menghitung jumlahnya tidak diketahui negara bagian yang berbeda sebuah sistem yang keruntuhannya mengarah pada pembentukan lubang hitam dengan massa, momentum sudut, dan muatan tertentu. Bukti dalam kasus umum "teorema tanpa rambut" untuk lubang hitam tidak diketahui.
  • 3. Dimensi ruang-waktu. Apakah ada dimensi ruang-waktu tambahan di alam, selain empat yang kita ketahui? Jika ya, berapa nomor mereka? Apakah dimensi "3+1" (atau lebih tinggi) merupakan properti apriori alam semesta, atau apakah itu hasil dari yang lain? proses fisik, seperti yang disarankan, misalnya, oleh teori triangulasi dinamis kausal? Bisakah kita secara eksperimental "mengamati" dimensi spasial yang lebih tinggi? Apakah prinsip holografik benar, yang menurutnya fisika dari "3 + 1" -dimensi ruang-waktu kita setara dengan fisika pada permukaan hiper dengan dimensi "2 + 1"?
  • 4. Model inflasi alam semesta. Apakah teori inflasi kosmik itu benar, dan jika demikian, apa rincian tahap ini? Apa bidang inflasi hipotetis yang bertanggung jawab atas kenaikan inflasi? Jika inflasi terjadi pada satu titik, apakah ini awal dari proses mandiri karena inflasi osilasi mekanika kuantum, yang akan berlanjut di tempat yang sama sekali berbeda, jauh dari titik ini?
  • 5. Multiverse. Apakah ada alasan fisik untuk keberadaan alam semesta lain yang pada dasarnya tidak dapat diamati? Misalnya: apakah ada mekanika kuantum " sejarah alternatif atau "banyak dunia"? Apakah ada alam semesta "lain" dengan hukum fisika yang dihasilkan dari cara alternatif pelanggaran simetri nyata kekuatan fisik pada energi tinggi, terletak mungkin sangat jauh karena inflasi kosmik? Bisakah alam semesta lain mempengaruhi alam semesta kita, menyebabkan, misalnya, anomali dalam distribusi suhu radiasi peninggalan? Apakah dibenarkan menggunakan prinsip antropik untuk memecahkan dilema kosmologis global?
  • 6. Prinsip sensor kosmik dan hipotesis perlindungan kronologi. Dapatkah singularitas yang tidak tersembunyi di balik cakrawala peristiwa, yang dikenal sebagai "singularitas telanjang", muncul dari kondisi awal yang realistis, atau dapatkah seseorang membuktikan beberapa versi "hipotesis sensor kosmik" Roger Penrose yang menunjukkan bahwa ini tidak mungkin? Baru-baru ini, fakta telah muncul mendukung inkonsistensi hipotesis sensor kosmik, yang berarti bahwa singularitas telanjang harus terjadi lebih sering daripada hanya sebagai solusi ekstrim dari persamaan Kerr-Newman, namun, bukti konklusif untuk ini belum disajikan. Demikian pula, apakah akan ada kurva mirip waktu tertutup yang muncul dalam beberapa solusi persamaan? teori umum relativitas (dan yang melibatkan kemungkinan perjalanan waktu dalam arah yang berlawanan) dikecualikan oleh teori gravitasi kuantum, yang menggabungkan relativitas umum dengan mekanika kuantum, seperti yang disarankan oleh "Hipotesis Pertahanan Kronologis" Stephen Hawking?
  • 7. Sumbu waktu. Apa yang dapat memberitahu kita tentang sifat fenomena waktu yang berbeda satu sama lain dengan maju dan mundur dalam waktu? Bagaimana waktu berbeda dari ruang? Mengapa pelanggaran invarians CP hanya diamati di beberapa? interaksi lemah dan tidak di tempat lain? Apakah pelanggaran invarians CP merupakan konsekuensi dari hukum kedua termodinamika, atau apakah itu sumbu waktu yang terpisah? Apakah ada pengecualian untuk prinsip kausalitas? Apakah masa lalu satu-satunya yang mungkin? Apakah saat ini secara fisik berbeda dari masa lalu dan masa depan, atau hanya hasil dari kekhasan kesadaran? Bagaimana orang belajar untuk menegosiasikan apa itu saat ini? (Lihat juga di bawah Entropi (sumbu waktu)).
  • 8. Lokalitas. Apakah ada fenomena nonlokal dalam fisika kuantum? Jika ada, apakah mereka memiliki keterbatasan dalam mentransmisikan informasi, atau: dapatkah energi dan materi juga bergerak di sepanjang jalur non-lokal? Dalam kondisi apa fenomena non-lokal diamati? Apa implikasi ada atau tidak adanya fenomena non-lokal bagi struktur fundamental ruang-waktu? Bagaimana ini berhubungan dengan belitan kuantum? Bagaimana menafsirkannya dari sudut pandang interpretasi yang benar sifat dasar fisika kuantum?
  • 9. Masa Depan Alam Semesta. Apakah Alam Semesta menuju Pembekuan Besar, Rip Besar, Krisis Besar, atau Rebound Besar? Apakah alam semesta kita merupakan bagian dari pola siklus yang berulang tanpa henti?
  • 10. Masalah hierarki. Mengapa gravitasi seperti ini kekuatan lemah? Itu menjadi besar hanya pada skala Planck, untuk partikel dengan energi orde 10 19 GeV, yang jauh lebih tinggi daripada skala elektrolemah (dalam fisika energi rendah, energi 100 GeV dominan). Mengapa skala ini sangat berbeda satu sama lain? Apa yang mencegah kuantitas pada skala elektrolemah, seperti massa boson Higgs, mendapatkan koreksi kuantum pada skala orde Planck? Apakah supersimetri, dimensi ekstra, atau hanya penyesuaian antropik solusi untuk masalah ini?
  • 11. Monopol magnetik. Apakah partikel itu ada - pembawa? muatan magnet» ke zaman sebelumnya dengan energi yang lebih tinggi? Jika demikian, apakah ada yang sampai saat ini? (Paul Dirac menunjukkan bahwa kehadiran tipe tertentu monopol magnetik dapat menjelaskan kuantisasi muatan.)
  • 12. Peluruhan proton dan Grand Unification. Bagaimana tiga interaksi fundamental mekanika kuantum yang berbeda dapat digabungkan? teori kuantum bidang? Mengapa baryon teringan, yang merupakan proton, benar-benar stabil? Jika proton tidak stabil, lalu berapa waktu paruhnya?
  • 13. Supersimetri. Apakah supersimetri ruang terwujud di alam? Jika demikian, bagaimana mekanisme pemecahan supersimetri? Apakah supersimetri menstabilkan skala elektrolemah, mencegah koreksi kuantum tinggi? Apakah materi gelap terdiri dari partikel supersimetris cahaya?
  • 14. Generasi materi. Apakah ada lagi? tiga generasi quark dan lepton? Apakah jumlah generasi berhubungan dengan dimensi ruang? Mengapa generasi bahkan ada? Apakah ada teori yang dapat menjelaskan keberadaan massa di beberapa quark dan lepton pada generasi individu berdasarkan prinsip pertama (teori interaksi Yukawa)?
  • 15. Simetri dasar dan neutrino. Apa sifat neutrino, berapa massanya, dan bagaimana mereka membentuk evolusi Semesta? Mengapa ada lebih banyak materi daripada antimateri di alam semesta sekarang? Kekuatan tak kasat mata apa yang hadir pada awal alam semesta, tetapi menghilang dari pandangan dalam proses perkembangan alam semesta?
  • 16. teori medan kuantum. Apakah prinsip-prinsip teori medan kuantum lokal relativistik kompatibel dengan keberadaan matriks hamburan nontrivial?
  • 17. partikel tak bermassa. Mengapa partikel tak bermassa tanpa spin tidak ada di alam?
  • 18. Kromodinamika kuantum. Apa keadaan fase dari materi yang berinteraksi kuat dan peran apa yang mereka mainkan di ruang angkasa? Apa organisasi internal nukleon? Sifat apa dari materi yang berinteraksi kuat yang diprediksi oleh QCD? Apa yang mengatur transisi quark dan gluon menjadi pi-meson dan nukleon? Apa peran interaksi gluon dan gluon dalam nukleon dan inti? Apa yang menentukan fitur kunci QCD dan apa hubungannya dengan sifat gravitasi dan ruang-waktu?
  • 19. inti atom dan astrofisika nuklir. Apa sifat gaya nuklir yang mengikat proton dan neutron menjadi inti stabil dan isotop langka? Apa alasan untuk koneksi? partikel sederhana menjadi inti kompleks? Apa sifat bintang neutron dan materi inti padat? Apa asal usul unsur-unsur di luar angkasa? Apa reaksi nuklir yang menggerakkan bintang dan menyebabkannya meledak?
  • 20. Pulau stabilitas. Apa inti stabil atau metastabil terberat yang bisa ada?
  • 21. Mekanika kuantum dan prinsip korespondensi (kadang-kadang disebut kekacauan kuantum). Apakah ada interpretasi yang lebih disukai dari mekanika kuantum? Bagaimana deskripsi kuantum tentang realitas, yang mencakup elemen-elemen seperti superposisi keadaan kuantum dan keruntuhan fungsi gelombang atau dekoherensi kuantum, mengarah pada kenyataan yang kita lihat? Hal yang sama dapat dinyatakan dengan masalah pengukuran: apakah "dimensi" yang menyebabkan fungsi gelombang jatuh ke keadaan tertentu?
  • 22. informasi fisik. Apakah ada fenomena fisik seperti lubang hitam atau keruntuhan fungsi gelombang yang menghancurkan informasi tentang keadaan sebelumnya secara tak tergantikan?
  • 23. Teori segalanya ("Teori Penyatuan Hebat"). Apakah ada teori yang menjelaskan arti dari semua fundamental? konstanta fisik? Apakah ada teori yang menjelaskan mengapa invarians gauge model standar seperti itu, mengapa ruangwaktu yang diamati memiliki 3 + 1 dimensi, dan mengapa hukum fisika seperti itu? Apakah "konstanta fisik mendasar" berubah seiring waktu? Apakah ada partikel dalam model standar fisika partikel yang benar-benar terdiri dari partikel lain yang terikat sangat kuat sehingga tidak dapat diamati pada energi eksperimental saat ini? Apakah ada partikel dasar yang belum diamati, dan jika ya, apa itu dan apa sifat-sifatnya? Apakah ada yang tidak bisa diamati? kekuatan fundamental bahwa teori menunjukkan bahwa menjelaskan masalah lain yang belum terpecahkan dalam fisika?
  • 24. mengukur invarian. Apakah benar-benar ada teori pengukur non-Abelian dengan celah dalam spektrum massa?
  • 25. CP simetri. Mengapa simetri CP tidak dipertahankan? Mengapa itu bertahan di sebagian besar proses yang diamati?
  • 26. Fisika semikonduktor. Teori kuantum semikonduktor tidak dapat secara akurat menghitung salah satu konstanta semikonduktor.
  • 27. Fisika kuantum. Solusi tepat persamaan Schrödinger untuk atom multielektron tidak diketahui.
  • 28. Ketika memecahkan masalah hamburan dua balok oleh satu rintangan, penampang hamburan sangat besar.
  • 29. Feynmanium: Apa yang akan terjadi pada unsur kimia, yang nomor atomnya akan lebih tinggi dari 137, sebagai akibatnya elektron 1s 1 harus bergerak dengan kecepatan melebihi kecepatan cahaya (menurut model atom Bohr)? Apakah "Feynmanium" adalah unsur kimia terakhir yang mampu eksis secara fisik? Masalahnya mungkin muncul di sekitar elemen 137, di mana perluasan distribusi muatan inti mencapai titik akhirnya. Lihat artikel Diperpanjang tabel periodik elemen dan bagian efek Relativistik.
  • 30. Fisika statistik. Tidak ada teori sistematis proses ireversibel, yang memungkinkan untuk melakukan perhitungan kuantitatif untuk setiap proses fisik tertentu.
  • 31. Elektrodinamika kuantum. Ada efek gravitasi, disebabkan oleh nol osilasi medan elektromagnetik? Tidak diketahui bagaimana saat menghitung elektrodinamika kuantum di wilayah frekuensi tinggi, secara bersamaan memenuhi kondisi untuk keterbatasan hasil, invarian relativistik, dan jumlah semua probabilitas alternatif sama dengan satu.
  • 32. Biofisika. Tidak ada teori kuantitatif untuk kinetika relaksasi konformasi makromolekul protein dan kompleksnya. Tidak ada teori lengkap transfer elektron dalam struktur biologis.
  • 33. Superkonduktivitas. Tidak mungkin untuk memprediksi secara teoritis, mengetahui struktur dan komposisi materi, apakah itu akan masuk ke keadaan superkonduktor dengan penurunan suhu.

Masalah sebenarnya berarti penting untuk saat ini. Sekali waktu, relevansi masalah fisika sangat berbeda. Pertanyaan seperti “mengapa malam menjadi gelap”, “mengapa angin bertiup” atau “mengapa airnya basah” telah terjawab. Mari kita lihat apa yang para ilmuwan memeras otak mereka selama ini.

Meskipun kami dapat menjelaskan lebih lengkap dan lebih detail Dunia semakin banyak pertanyaan dari waktu ke waktu. Para ilmuwan mengarahkan pikiran dan perangkat mereka ke kedalaman Alam Semesta dan hutan atom, menemukan hal-hal seperti itu di sana yang masih menentang penjelasan.

Masalah yang belum terpecahkan dalam fisika

Beberapa masalah fisika modern topikal dan belum terselesaikan adalah murni teoretis. Beberapa masalah fisika teoretis tidak mungkin untuk menguji secara eksperimental. Bagian lain adalah pertanyaan yang berkaitan dengan eksperimen.

Misalnya, eksperimen tidak sesuai dengan teori yang dikembangkan sebelumnya. Ada juga tugas yang diterapkan. Contoh: masalah lingkungan fisika yang berkaitan dengan pencarian sumber energi baru. Akhirnya, kelompok keempat adalah murni masalah filosofis ilmu pengetahuan modern, mencari jawaban atas " pertanyaan utama makna hidup, alam semesta dan semua itu."


Energi gelap dan masa depan alam semesta

Menurut ide-ide hari ini, Alam Semesta mengembang. Selain itu, menurut analisis radiasi peninggalan dan radiasi supernova, ia mengembang dengan percepatan. Ekspansi didorong oleh energi gelap. energi gelap adalah bentuk energi tak terbatas yang diperkenalkan ke dalam model alam semesta untuk menjelaskan ekspansi yang dipercepat. Energi gelap tidak berinteraksi dengan materi seperti yang kita ketahui, dan sifatnya adalah misteri besar. Ada dua ide tentang energi gelap:

  • Menurut yang pertama, ia mengisi Semesta secara merata, yaitu konstanta kosmologis dan memiliki kerapatan energi yang konstan.
  • Menurut yang kedua, kepadatan dinamis energi gelap bervariasi dalam ruang dan waktu.

Bergantung pada gagasan mana tentang energi gelap yang benar, seseorang dapat mengasumsikan nasib masa depan Semesta. Jika kepadatan energi gelap tumbuh, maka kita menunggu celah besar di mana semua materi berantakan.

Pilihan lain - Perasan besar, ketika gaya gravitasi menang, ekspansi akan berhenti dan digantikan oleh kontraksi. Dalam skenario seperti itu, segala sesuatu yang ada di Semesta pertama-tama runtuh menjadi lubang hitam terpisah, dan kemudian runtuh menjadi satu singularitas umum.

Banyak pertanyaan yang belum terjawab terkait dengan lubang hitam dan radiasi mereka. Baca yang terpisah tentang benda-benda misterius ini.


Materi dan antimateri

Semua yang kita lihat di sekitar kita urusan, terdiri dari partikel antimateri adalah zat yang terdiri dari antipartikel. Antipartikel adalah lawan dari partikel. Satu-satunya perbedaan antara partikel dan antipartikel adalah muatannya. Misalnya, muatan elektron adalah negatif, sedangkan lawannya dari dunia antipartikel, positron, memiliki besar yang sama. muatan positif. Anda bisa mendapatkan antipartikel di akselerator partikel, tetapi belum ada yang menemukannya di alam.

Ketika berinteraksi (bertumbukan), materi dan antimateri musnah, menghasilkan pembentukan foton. Mengapa materi yang mendominasi alam semesta adalah pertanyaan besar fisika modern. Diasumsikan bahwa asimetri ini muncul dalam sepersekian detik pertama setelah Big Bang.

Lagi pula, jika materi dan antimateri sama, semua partikel akan musnah, hanya menyisakan foton sebagai hasilnya. Ada anggapan bahwa wilayah Semesta yang jauh dan sama sekali belum dijelajahi dipenuhi dengan antimateri. Tetapi apakah ini benar masih harus dilihat, setelah melakukan banyak kerja otak.

Omong-omong! Untuk pembaca kami sekarang ada diskon 10% untuk


Teori segalanya

Apakah ada teori yang benar-benar bisa menjelaskan semuanya fenomena fisik di tingkat dasar? Mungkin ada. Pertanyaan lain adalah apakah kita bisa memikirkannya. Teori segalanya, atau Grand Unified Theory adalah teori yang menjelaskan nilai semua konstanta fisik yang diketahui dan menyatukan 5 interaksi mendasar:

  • interaksi yang kuat;
  • interaksi yang lemah;
  • interaksi elektromagnetik;
  • interaksi gravitasi;
  • lapangan Higgs.

Omong-omong, Anda dapat membaca tentang apa itu dan mengapa itu sangat penting di blog kami.

Di antara banyak teori yang diajukan, tidak satu pun yang lolos verifikasi eksperimental. Salah satu yang paling arah yang menjanjikan dalam hal ini adalah penyatuan mekanika kuantum dan relativitas umum di teori gravitasi kuantum. Namun, teori-teori ini memiliki bidang aplikasi yang berbeda, dan sejauh ini semua upaya untuk menggabungkannya mengarah pada perbedaan yang tidak dapat dihilangkan.


Ada berapa dimensi?

Kita terbiasa dengan dunia tiga dimensi. Kita bisa bergerak maju dan mundur, naik turun dalam tiga dimensi yang kita tahu, merasa nyaman. Namun, ada M-teori, yang menurutnya sudah ada 11 pengukuran, hanya 3 yang tersedia untuk kita.

Cukup sulit, jika bukan tidak mungkin, untuk dibayangkan. Benar, untuk kasus seperti itu ada peralatan matematika yang membantu mengatasi masalah tersebut. Agar tidak mengejutkan kami dan Anda, kami tidak akan memberikan perhitungan matematis dari teori-M. Berikut kutipan dari fisikawan Stephen Hawking:

Kami hanyalah kera tingkat lanjut di sebuah planet kecil dengan bintang yang biasa-biasa saja. Tetapi kita memiliki kesempatan untuk memahami Semesta. Inilah yang membuat kami istimewa.

Apa yang harus dikatakan tentang ruang yang jauh, ketika kita tahu jauh dari segala sesuatu tentang rumah kita. Misalnya, masih belum ada penjelasan yang jelas tentang asal dan inversi periodik kutubnya.

Ada banyak misteri dan teka-teki. Ada masalah serupa yang belum terpecahkan dalam kimia, astronomi, biologi, matematika, dan filsafat. Memecahkan satu misteri, kita mendapatkan dua sebagai balasannya. Inilah kebahagiaan mengetahui. Ingatlah bahwa dengan tugas apa pun, tidak peduli seberapa sulitnya, mereka akan membantu Anda mengatasinya. Masalah pengajaran fisika, seperti sains lainnya, jauh lebih mudah dipecahkan daripada pertanyaan ilmiah mendasar.