År 1900, så berättelsen går, framstående fysikern Lord Kelvin talade till British Association for the Advancement of Science med dessa ord:"Det finns inget nytt att upptäcka i fysiken nu."

Vad fel han hade. Följande sekel vände helt fysiken på huvudet. Ett stort antal teoretiska och experimentella upptäckter har förändrat vår förståelse av universum, och vår plats inom den.

Förvänta dig inte att nästa sekel blir annorlunda. Universum har många mysterier som återstår att avslöja - och ny teknik hjälper oss att lösa dem under de kommande 50 åren.

Det första gäller det grundläggande i vår existens. Fysiken förutspår att Big Bang producerade lika mycket av den materia du är gjord av och något som kallas antimateria. De flesta materialpartiklar har en tvilling mot materia, identisk men med motsatt elektrisk laddning. När de två träffas, de förintar varandra, med all sin energi omvandlad till ljus.

Men universum idag består nästan helt av materia. Så vart har all antimateria tagit vägen?

Large Hadron Collider (LHC) har gett lite insikt i denna fråga. Det kolliderar protoner med ofattbara hastigheter, skapar tunga partiklar av materia och antimateria som förfaller till lättare partiklar, flera av dem hade aldrig setts förut.

LHC har visat att materia och antimateria förfaller med lite olika hastigheter. Detta går - men inte alls nära - i vägen för att förklara varför vi ser en asymmetri i naturen.

Problemet är att jämfört med precisionen fysiker är vana vid, LHC är som att spela bordtennis med en tennisracket. Eftersom protoner består av mindre partiklar, när de krockar sprutas deras inre överallt, vilket gör det mycket svårare att upptäcka nya partiklar bland skräpet. Detta gör det svårt att exakt mäta deras egenskaper för ytterligare ledtrådar till varför så mycket antimateria har försvunnit.

Tre nya kolliderare kommer att förändra spelet under de kommande decennierna. Chefen bland dem är Future Circular Collider (FCC) - en 100 km lång tunnel som omger Genève, som kommer att använda 27 km LHC som en slipway. Istället för protoner, kolliderarna kommer att krossa ihop elektroner och deras antipartiklar, positroner, vid mycket högre hastigheter än LHC kunde uppnå.

Till skillnad från protoner, elektroner och positroner är odelbara - så vi vet exakt vad vi kolliderar. Vi kommer också att kunna variera energin vid vilken de två kolliderar, för att producera specifika antimateriepartiklar, och mäta deras egenskaper - särskilt hur de förfaller - mycket mer exakt.

Dessa undersökningar kan avslöja en helt ny fysik. En möjlighet är att antimaterias försvinnande kan relateras till förekomsten av mörk materia - de hittills oupptäckta partiklarna som utgör hela 85% av massan i universum. Avsaknaden av antimateria och förekomsten av mörk materia beror förmodligen på de förhållanden som förekommer under Big Bang, så dessa experiment undersöker rätt i ursprunget till vår existens.

Det är omöjligt att förutsäga hur ännu dolda upptäckter från kolliderandexperiment kommer att förändra våra liv. Men förra gången vi tittade på världen genom ett kraftfullare förstoringsglas, vi upptäckte subatomära partiklar och kvantmekanikens värld - som vi för närvarande utnyttjar för att revolutionera datorer, medicin och energiproduktion.

Inte ensam längre?

Lika mycket återstår att upptäcka i kosmisk skala-inte minst den urgamla frågan om vi är ensamma i universum. Trots den senaste tidens upptäckt av flytande vatten på Mars, det finns ännu inga tecken på mikrobiellt liv. Även om den hittas, planetens hårda miljö betyder att den skulle vara otroligt primitiv.

Sökandet efter liv på planeter i andra stjärnsystem har hittills inte burit frukt. Men det kommande James Webb rymdteleskopet, lanseras 2021, kommer att revolutionera vårt sätt att upptäcka beboeliga exoplaneter.

Till skillnad från tidigare teleskop, som mäter doppet i en stjärnas ljus när en kretsande planet passerar framför den, James Webb kommer att använda ett instrument som kallas coronagraph för att blockera ljuset från en stjärna som kommer in i teleskopet. Detta fungerar på ungefär samma sätt som att använda handen för att blockera solljus från att komma in i ögonen. Tekniken gör att teleskopet direkt kan observera små planeter som vanligtvis skulle bli överväldigade av den ljusa bländningen av stjärnan de kretsar kring.

Inte bara kommer James Webb -teleskopet att kunna upptäcka nya planeter, men det kommer också att kunna avgöra om de kan stödja livet. När ljuset från en stjärna når en planets atmosfär, vissa våglängder absorberas, lämnar luckor i det reflekterade spektrumet. Ungefär som en streckkod, dessa luckor ger en signatur för de atomer och molekyler som planetens atmosfär är gjord av.

Teleskopet kommer att kunna läsa dessa "streckkoder" för att upptäcka om en planets atmosfär har de nödvändiga förutsättningarna för livet. Om 50 år, vi kan ha mål för framtida interstellära rymduppdrag för att avgöra vad, eller vem, får bo där.

Närmare hemmet, Jupiters måne, Europa, har identifierats som någonstans i vårt eget solsystem som kan hysa liv. Trots den kalla temperaturen (−220 ° C), gravitationskrafter från den ultramassiva planeten som den kretsar kring kan släpa ner vatten under ytan runt tillräckligt för att förhindra att det fryser, vilket gör det till ett möjligt hem för mikrobiellt eller till och med vattenliv.

Ett nytt uppdrag som heter Europa Clipper, planerad att lanseras 2025, kommer att bekräfta om det finns ett hav på underytan och identifiera en lämplig landningsplats för ett efterföljande uppdrag. Det kommer också att observera strålar med flytande vatten som skjuts ut från planetens isiga yta för att se om det finns några organiska molekyler.

Oavsett om det är de minsta byggstenarna i vår existens eller rymden, universum rymmer fortfarande ett antal mysterier om dess arbete och vår plats inom det. Det kommer inte att ge upp sina hemligheter lätt - men chansen är stor att universum kommer att se fundamentalt annorlunda ut om 50 år.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.