Områdena vetenskap och matematik är kapabla till några fantastiska saker och svarar på några av de största och mest förbryllande frågorna på planeten. Men det som kan chockera dig är att några av de mest vardagliga och till synes enkla frågorna inte har några riktiga bekräftade svar från forskare.
Från hur en cykel fungerar till hur många planeter som faktiskt finns i solsystemet, det här är 15 till synes enkla frågor som vi inte vet det verkliga svaret på.
Innehåll
Den traditionella förklaringen säger att när två föremål kommer i kontakt slår friktion bort elektronerna från atomerna i ett av föremålen och överför dem till det andra föremålet. Detta lämnar det första objektet med ett överskott av positivt laddade atomer och det andra med ett överskott av negativa elektroner. Båda objekten kan då sägas vara statiskt laddade. Men varför strömmar elektroner från ett objekt till ett annat, istället för att röra sig i båda riktningarna?
Som forskaren Bartosz Grzybowski vid Northwestern University beskrev förra året i tidskriften Science , finns fläckar av både överskott av positiv och överskott av negativ laddning på statiskt laddade objekt. Dessutom fann han att hela molekyler, inte bara elektroner, verkade migrera mellan föremål när de gnides ihop. Därför verkar det som om krafterna som är involverade i att skapa detta lapptäcke av partikelmigrering fortfarande är lite mystiska.
Detta är ett ämne för stor teoretisk debatt. En teori hävdar att när ispartiklar i ett moln kolliderar, bryts de upp i mindre partiklar med positiv laddning och större partiklar med negativ laddning. Tyngdkraften drar sedan de negativt laddade partiklarna nedåt, medan updrafts lyfter de positivt laddade partiklarna mot himlen vilket resulterar i en obalans. Men efter att ha undersökt de elektriska fälten i åskmoln fick forskarna inte de mätningar de skulle ha förväntat sig av en sådan process. Detta föranledde utvecklingen av en teori som involverade kosmiska strålar från rymden som skjuter ner genom molnen och tar bort negativt laddade elektroner, men som det ser ut finns det inte tillräckligt med bevis för att den ska bli allmänt antagen.
"Brasilinötseffekten" är ett fenomen som ses i ett system med många kroppar, till exempel en skål med blandade nötter, där de största föremålen tenderar att stiga till toppen av en slumpmässig fördelning.
Detta låter kontraintuitivt eftersom du skulle tro att det tyngre föremålet skulle sjunka till botten. Men du måste också tänka på att de mindre bitar kanske bara faller genom springorna och sipprar till botten. Vissa har noterat att det liknar hur en konvektionsström fungerar eller att den kanske försöker gå från ett högenergitillstånd till ett lågenergitillstånd. Även om alla dessa teorier kan vara rimliga, verkar vi bara inte med säkerhet kunna räkna ut varför det inträffar och hittills har ingen datoralgoritm eller matematisk formel kunnat reproducera effekten. Så man kan säga att det här problemet har visat sig vara en riktigt svår nöt att knäcka.
I Tolfte natten , Shakespeares ord föreslår att musik är kärlekens mat. Detta framkallar tanken att musik utvecklades som en sorts mänsklig parningsuppvisning på ungefär samma sätt som paradisfåglar utvecklades till att ha en utarbetad fjäderdräkt. Men även om detta resonemang går långt för att förklara varför även de mest grungyste av garageband kan lyckas få en hängiven anhängare av groupies, misslyckas det med att redogöra för ett antal aspekter. Till exempel kan nog de flesta lyssna på Susan Boyles gripande tolkning av Wild Horses utan att bli för varm i byxorna. Det måste bara finnas någon annan anledning till varför människor, och kanske andra djur med högt utvecklade hjärnor, verkar ha en universell uppskattning av musik. Vi har bara ingen aning om vad det är.
Tills nyligen trodde man att anledningen till att isen är halt beror på att trycket som skapas genom att trampa på den gör att det översta lagret smälter. Men experiment har nu visat att den genomsnittliga människokroppen inte utövar tillräckligt tryck på isen för att omvandla den till vätska. Friktionskraften är också utesluten eftersom när man står stilla på is är det fortfarande halt. Så med tryck och friktion ur bilden har forskare varit tvungna att vara ganska kreativa med sina förklaringar till vad som gör isen hal. För närvarande är deras bästa gissning att lagret som bildas ovanpå is inte är en vätska, utan en "supersolid hud" som gör att bindningarna mellan vattenmolekyler sträcker sig utan att faktiskt gå sönder. Dessa långsträckta bindningar anses vara ansvariga för att generera ett elektrostatiskt fält som gör den hala effekten genom att effektivt sväva dig lite från ytan. Alla forskare är inte överens om den här punkten, men vad de är överens om är att den här tolkningen låter alldeles för komplicerad än den borde vara.
Av alla enkla frågor här kan detta vara den enklaste, eftersom bergen, floderna och kontinenterna inte går någonstans, åtminstone inte snabbt. Men sanningen är att uppskattningarna varierar enormt eftersom många olika studier har kommit med väldigt olika svar på frågan. Hela detta fenomen är känt som "kustlinjeparadoxen". Kustlinjeparadoxen är idén att kustlinjen för någon landmassa inte har en distinkt och väldefinierad längd. I huvudsak beror längden på kustlinjen på den metod som används för att mäta den. Eftersom en landmassa har egenskaper och delar i alla storlekar, från hundratals fot höga till små bråkdelar av en tum och lägre. Det finns heller ingen uppenbar storlek på den minsta delen som bör mätas runt, och därför finns det ingen enskild väldefinierad omkrets till landmassan.
Vi har kört dem i decennier, samtidigt som vi förväntar oss att något geni där ute vet hur och varför de fungerar. Cyklarna kan stå upp av sig själva så länge de fortsätter att röra sig framåt, och detta antogs länge vara ett resultat av en fysiklag som kallas bevarande av vinkelmomentum. Men nyligen gick en grupp ingenjörer emot denna teori om cykelrörelse. Deras undersökning visade att denna lag inte behövdes för att cykeln skulle fungera. För att bevisa det byggde ingenjörerna en specialanpassad cykel som inte kunde dra fördel av effekten. Och ändå fungerade cykeln. Forskare är förbryllade över hur något så enkelt för de flesta av världen kan undvika upptäckt och resonera så länge.
Vi vet alla om hur Pluto kändismässigt sparkades ut ur solsystemets trädkoja för några år sedan, men vad du kanske inte vet är att det nuvarande antalet åtta planeter och en sol i princip bara är vetenskapens bästa gissning för tillfället. Det här låter galet eftersom vi alla har sett samma modell av solsystemet sedan grundskolan. Men trots vad du kanske tror är den stora majoriteten av vårt solsystem fortfarande okända och okända av vetenskapen. Faktum är att området mellan Merkurius och solen är för ljust för att se, och området bortom Uranus är för mörkt. Forskare hittar fortfarande nya föremål i asteroidbältet i hundratusentals, så det kan finnas många andra planeter som vi aldrig har upptäckt.
Om du någonsin har varit ute och campat eller varit i stugan och har en verandalampa tänd på natten, är chansen stor att du har sett ett antal nattfjärilar som verkar tanklöst flockas till ljus och springa in i det. Men överraskande nog är orsaken till dessa insekters självmordsbenägna näsdyk fortfarande ett totalt vetenskapligt mysterium och de bästa gissningarna varför är inte ens särskilt bra. Vissa entomologer tror att nattfjärilar zoomar mot artificiella ljuskällor eftersom lamporna kastar av sig deras interna navigationssystem. Men denna teori stöter på stora stötestenar. En stor stötesten är att lägereldar har funnits i cirka 400 000 år. Skulle inte naturligt urval ha dödat nattfjärilar helt och hållet eftersom deras instinkt säger åt dem att gå kamikaze varje gång de känner sig förblindade av ljuset?
En tiondel av befolkningen har bättre motorisk skicklighet med sina vänstra händer än sina rättigheter, och ingen vet riktigt varför vänstermänniskor finns. Men för den delen vet ingen riktigt varför högern finns heller. Skulle det inte vara mer vettigt om alla var lika skickliga med båda händerna? En teori hävdar att handenhet är resultatet av att ha mer komplicerade ledningar på sidan av hjärnan som är involverade i tal (vilket också kräver finmotorik som liknar att använda våra händer). Eftersom talcentret vanligtvis sitter i hjärnans vänstra hjärnhalva, som är kopplad till höger sida av kroppen, hamnar höger hand dominerande hos de flesta. Teorin om att talcentralen kontrollerar handenhet får dock ett stort slag av det faktum att inte alla högerhänta kontrollerar talet i vänster hjärnhalva, medan bara hälften av vänstern gör det. Så, vad förklarar de vänstermänniskor vars talcentrum finns på vänster sida av hjärnan?
Så vitt vi vet njuter nästan alla varelser och djur på jorden av sömn precis som människor gör, men sömntimmarna varierar mycket. Detta betyder att sömn uppenbarligen måste tjäna ett nyckelsyfte för allt levande, eller hur? Tja, det visar sig att vetenskapen inte riktigt har ett konkret svar. Vad vi har är ett antal föreslagna förklaringar till varför vi sover, men forskarna kan inte riktigt komma överens om dem. Det finns teorin om att hjärnan "laddar om" när vi sover, det finns en teori som hävdar att vi förstärker saker i vår hjärna som vi behöver i dagliga aktiviteter, och en annan hävdar att vi slänger ut en massa värdelös information i vår hjärna när vi sover. Det verkar som om sömn är nödvändig för att vi ska överleva, men vi vet inte riktigt varför.
Som enklast är gravitationen en av de mest grundläggande sakerna genom tiderna. Om du kastar upp något, kommer det ner igen. Men i verkligheten är gravitationen väldigt lite meningsfull alls. Det är galet hur gravitationen kan vara så otroligt svag och otroligt stark på samma gång. Tyngdkraften håller ihop hela universum och oavsett hur långt ut du reser försvinner den aldrig helt. Och ändå är det den svagaste kraften som finns. Till exempel, du vet när du tar två magneter nära varandra och de knäpper ihop? Den kraften är faktiskt 10^36 gånger starkare än gravitationen. Men det största gravitationsmysteriet där ute är att när du väl kommer ner till nivån av atomer och molekyler och ännu mindre saker, så slutar gravitationen helt enkelt fungera. Det är utan tvekan ett av vetenskapens sanna mysterier.
Oavsett om det är en stor katt eller en liten huskatt, verkar alla kattdjur spinna. De verkar spinna i en massa olika situationer som:när de klappas av människor, när de ammar sina kattungar och till och med när de är stressade. Detta betyder att det verkar som att katter spinner både när de är glada och när de är upprörda, vilket gör det svårt att veta det verkliga ursprunget till det. En möjlighet är att det främjar bentillväxt. Spinnande innehåller ljudfrekvenser inom intervallet 25- till 150-Hertz, och ljud i detta intervall har visat sig förbättra bentätheten och främja läkning. Eftersom katter sparar energi genom att sova under långa perioder, kan spinnande vara ett energisnålt sätt att hålla muskler och ben friska utan att faktiskt använda dem. Den här typen av teorier förklarar dock inte varför katter spinner i de få situationer de gör.
Gäspar, det är något du gör hela livet när du är uttråkad eller trött. Men sanningen är att ingen riktigt vet varför vi gäspar. Vi vet att gäspningar är smittsamma och varför de är det (det är på grund av djupa rötter av empati och social bindning), men vi har fortfarande ingen konkret anledning till varför vi uppvisar gäspningar. Faktum är att embryon tros göra det för att skulptera gångjärnet i deras käkar, men orsaken till att det fortsätter hela livet och verkar övergå till något vi gör när vi är trötta, är okänt.
Och kommer in som den enklaste frågan vi inte vet svaret på är:vad är tid? Nu är det här inte enkelt när det gäller att besvara frågan, men begreppet tid är en av de lättaste sakerna att lära sig som nästan alla förstår, men varför finns det och var kom det ifrån? Tid kallas ofta för den fjärde dimensionen och ses normalt som ett mått där händelser kan ordnas från det förflutna genom nuet och in i framtiden, men den sanna innebörden av det är en fråga som har gäckat vetenskapsmän för alltid. En bra webbplats att besöka om du vill lära dig mer är www.timephysics.com.
