Pada tahun 1900, fisikawan Inggris Lord Kelvin berkata: “Tidak ada hal baru dalam fisika yang dapat ditemukan. Yang tersisa hanyalah membuat pengukuran yang lebih akurat. Namun, mulai tahun 1900, selama tiga dekade, para ilmuwan mengembangkan mekanika kuantum, yang ternyata tidak sesuai dengan relativitas umum, yang memunculkan salah satu kontradiksi terdalam dalam fisika.
Saat ini, tidak ada ilmuwan yang berani mengklaim bahwa pengetahuan fisik kita tentang alam semesta hampir selesai. Sebaliknya, dengan setiap penemuan baru tampaknya hanya ada lebih banyak masalah yang belum terselesaikan. Naked Science menyajikan pilihan misteri terbesar yang belum terpecahkan dalam fisika.
Apakah energi gelap itu?
Alam semesta terus mengembang semakin cepat, terlepas dari kenyataan bahwa gaya utama yang bekerja di dalamnya - gaya tarik-menarik, atau gravitasi - dilawan. Mengingat hal ini, ahli astrofisika telah menyarankan bahwa ada agen tak terlihat yang melawan gravitasi ini. Mereka menyebutnya energi gelap. Dalam pemahaman yang diterima secara umum, energi gelap adalah "konstanta kosmologis", properti ruang itu sendiri yang tidak dapat dicabut, yang memiliki "tekanan negatif". Semakin banyak ruang mengembang, semakin banyak (ruang) dibuat, dan bersamanya, energi gelap. Berdasarkan tingkat pertumbuhan Alam Semesta yang diamati, para ilmuwan telah menyimpulkan bahwa energi gelap harus mencakup setidaknya 70% dari total kandungan Semesta. Namun masih belum jelas apa itu dan di mana mencarinya.
Foto: LiveScience.com
Video promosi:
Apakah materi gelap itu?
Jelas, sekitar 84% materi di alam semesta tidak menyerap atau memancarkan cahaya. Materi gelap tidak dapat dilihat secara langsung. Keberadaan dan propertinya tetap karena efek gravitasinya pada materi tampak, radiasi, dan perubahan struktur Semesta. Zat gelap ini menembus pinggiran galaksi dan terdiri dari "partikel masif yang berinteraksi secara lemah". Hingga saat ini, belum ada detektor yang mampu mendeteksi partikel-partikel ini.
Foto: LiveScience.com
Mengapa “panah waktu” ada? Waktu terus berjalan. Kesimpulan ini dapat ditarik berdasarkan sifat alam semesta yang disebut "entropi", yang didefinisikan sebagai tingkat ketidakteraturan yang meningkat. Tidak ada cara untuk membalikkan kenaikan entropi setelah itu terjadi. “Panah waktu” adalah konsep yang menggambarkan waktu sebagai garis lurus dari masa lalu ke masa depan. "Dalam semua proses ada arah khusus di mana proses berjalan dengan sendirinya dari keadaan yang lebih teratur ke yang kurang teratur." Tetapi pertanyaan utamanya adalah ini: mengapa entropi berada pada tingkat yang rendah pada saat kelahiran alam semesta, ketika ruang yang relatif kecil diisi dengan energi kolosal?
Foto: LiveScience.com
Apakah ada alam semesta paralel?
Bukti astrofisika menunjukkan bahwa kontinum ruang-waktu bisa "datar" daripada melengkung, yang berarti terus berlanjut tanpa batas. Jika demikian, maka alam semesta kita hanyalah salah satu dari Multiverse yang sangat besar. Menurut perhitungan yang dilakukan pada tahun 2009 oleh fisikawan Andrei Linde dan Vitaly Vanchurin, setelah Big Bang, alam semesta sepuluh pangkat sepuluh pangkat kesepuluh pangkat ketujuh (10 ^ 10 ^ 10 ^ 7) terbentuk. Lot. Banyak. Jika alam semesta paralel ada, bagaimana kita bisa mendeteksi keberadaannya?
Foto: LiveScience.com
Mengapa ada lebih banyak materi daripada antimateri?
Faktanya, pertanyaannya bukanlah mengapa ada lebih banyak substansi daripada antimateri yang bermuatan berlawanan, tetapi mengapa ada sesuatu. Beberapa ilmuwan berspekulasi bahwa setelah Big Bang, materi dan antimateri berbentuk simetris. Jika demikian, dunia yang kita lihat akan segera dihancurkan - elektron akan bereaksi dengan anti-elektron, proton - dengan anti-proton, dan seterusnya, hanya menyisakan sejumlah besar foton "telanjang". Namun, untuk beberapa alasan, ada lebih banyak materi daripada antimateri, yang memungkinkan kita semua ada. Tidak ada penjelasan yang diterima secara umum untuk ini.
Foto: LiveScience.com
Bagaimana mengukur runtuhnya fungsi gelombang kuantum?
Di alam aneh foton, elektron, dan partikel elementer lainnya, mekanika kuantum adalah sebuah hukum. Partikel tidak berperilaku seperti bola kecil, mereka bertindak seperti gelombang yang melintasi area yang luas. Setiap partikel dijelaskan oleh fungsi gelombang, yang menunjukkan kemungkinan lokasi, kecepatan, dan sifat lainnya. Faktanya, sebuah partikel memiliki rentang nilai untuk semua properti hingga diukur secara eksperimental. Pada saat deteksi, fungsi gelombangnya “runtuh”. Tetapi bagaimana dan mengapa pengukuran partikel dalam kenyataan yang kita rasakan runtuh karena fungsi gelombangnya? Pertanyaan tentang masalah pengukuran mungkin tampak esoterik, tetapi kita masih harus lebih dekat untuk memahami apa realitas kita, dan apakah itu ada atau tidak.
Foto: LiveScience.com
