Rahayu-filmer/Shutterstock
Rymden har alltid varit en gräns för vördnad och nyfikenhet. Ändå, trots århundraden av teleskopisk utforskning och rymdfarkoster, fortsätter otaliga himlafenomen att undkomma definitiv förklaring. Nedan utforskar vi åtta av de mest spännande kosmiska pusslen som håller astronomer och fysiker vakna på natten.
Sofia Olinescu/Shutterstock
1991 registrerade University of Utahs Fly's Eye-detektor en flyktig blixt på himlen som, när den analyserades, avslöjade en proton som färdades med nästan ljusets hastighet med svindlande 320EeV energi - ungefär 40 miljoner gånger kraftfullare än någon partikel som våra acceleratorer har producerat. Under de senaste tre decennierna har ungefär 100 av dessa ultrahögenergiska kosmiska strålar upptäckts över hela världen, men deras ursprung är fortfarande okänt.
Traditionella källor som supernovor eller aktiva galaktiska kärnor kan inte enkelt redogöra för sådan energi. Vissa forskare spekulerar i att exotiska fenomen – som rumtidsdefekter eller kollisioner av kosmiska strängar – kan vara ansvariga, men ingen konsensus har uppstått.
Triff/Shutterstock
Enrico Fermi frågade berömt:"Var är alla?" med tanke på det stora antalet stjärnor och potentiellt beboeliga planeter. Trots uttömmande sökningar efter utomjordiska signaler har vi ännu inte upptäckt några definitiva bevis på intelligent liv bortom jorden.
Observationer av exoplaneter som K2-18b, som är värd för metan som kan härröra från marina organismer, och bevis på forntida vatten på Mars, tyder på livsuppehållande förhållanden någon annanstans. Ändå antyder Drake-ekvationen, även i sin förenklade form, att avancerade civilisationer borde existera, vilket väcker frågan:varför har vi inte sett dem?
1977 fångade Ohio State Universitys Big Ear-radioteleskop en 72 sekunder lång skur med en frekvens på 1420MHz – en intensitet och en smal bandbredd som verkade främmande. Astronomen Jerry Ehman noterade signalen och skrev "Wow!" i marginalen.
Forskningsansträngningar har misslyckats med att upprepa signalen. Föreslagna förklaringar inkluderar en passerande komet, en snabb radioskur eller energiförstärkta utsläpp från kalla vätemoln, möjligen förstärkta av en magnetar. Varje teori har luckor, vilket lämnar ursprunget till Wow! Signalera en öppen fråga.
Venus, ofta kallad jordens tvilling, kan en gång ha stoltserat med hav och tempererade klimat. Geologiska modeller tyder på att Venus under de första 2–3 miljarder åren kunde ha stött på flytande vatten vid yttemperaturer mellan 20–50°C.
För cirka 700 miljoner år sedan tog en skenande växthuseffekt fäste som höjde yttemperaturen över 700°C. Teorier antyder antingen en förstärkning av solvärme eller en massiv vulkanisk utgasningshändelse som släppte ut enorma mängder CO₂, vilket ledde planeten till dess nuvarande fientliga tillstånd.
Artsiom P/Shutterstock
Fritz Zwickys 1930-talsobservationer av Coma Cluster avslöjade att galaxer rörde sig för snabbt för den synliga massan - vilket tyder på en osynlig gravitationsinverkan. Vera Rubins senare arbete med galaxrotationskurvor bekräftade detta problem med "saknad massa", vilket gav upphov till begreppet mörk materia, som utgör cirka 27 % av universum.
Ledande hypoteser sträcker sig från svagt interagerande massiva partiklar (WIMPs) till modifieringar av gravitationen (MOND) och till och med primordiala svarta hål. Trots omfattande sökningar förblir mörk materias exakta partikelnatur svårfångad.
Andreus/Getty Images
Medan gravitationen drar samman materia visar observationer av avlägsna supernovor att universums expansion accelererar – ett fenomen som tillskrivs mörk energi, som utgör ungefär 70 % av den kosmiska energibudgeten.
Möjliga förklaringar inkluderar den kosmologiska konstanten (vakuumenergi), dynamiska skalära fält (kvintessens) eller till och med Timescape-modellen, som hävdar att differentiellt åldrande i kosmiska tomrum kan efterlikna accelererad expansion. Ingen av dessa teorier har definitivt bevisats.
År 2010 avslöjade data från NASA:s Fermi Gamma-ray rymdteleskop två stora, gammastrålande bubblor som sträckte sig 25 000 ljusår över och under Vintergatans centrum.
Dessa strukturer är sannolikt kopplade till SagittariusA*, galaxens supermassiva svarta hål, eller till intensiv stjärnbildande aktivitet i Galactic Center. Deras exakta formningsmekanism och källan till deras högenergineutriner förblir ämnen för aktiv forskning.
Mark Garlick/science Photo Library/Getty Images
Kosmologer diskuterar flera scenarier för universums yttersta öde:The Big Crunch, en kollaps driven av gravitationen; den stora frysningen, där expansionen fortsätter tills materia och energi blir oändligt mycket utspädd; och Big Rip, där mörk energi river isär materia.
Aktuella data gynnar fortsatt acceleration, men den exakta banan – om universum gradvis kommer att svalna eller genomgå ett katastrofalt sönderfall – är fortfarande osäkert.
Dessa mysterier illustrerar att även om vi har avslöjat många kosmiska hemligheter, har universum fortfarande djupa frågor som tänjer på gränserna för fysiken och vår fantasi.
