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Top Ten Geheimnisse des Universums

1. Was sind Fermiblasen?

Nein, das ist keine seltene Verdauungsstörung. Die Blasen sind massive, mysteriöse Strukturen, die vom Milky Ways Center ausgehen und sich ungefähr 20.000 Lichtjahre über und unter der galaktischen Ebene erstrecken. Das seltsame Phänomen, das 2010 zum ersten Mal entdeckt wurde, besteht aus hochenergetischen Gamma- und Röntgenstrahlen, die für das bloße Auge unsichtbar sind. Wissenschaftler haben angenommen, dass es sich bei den Gammastrahlen um Schockwellen von Sternen handeln könnte, die vom massiven Schwarzen Loch im Zentrum der Galaxie aufgenommen werden.

2. Rechteckige Galaxie

„Schau mal hoch in den Himmel! Es ist ein… Rechteck? “Anfang des Jahres entdeckten Astronomen einen Himmelskörper, der ungefähr 70 Millionen Lichtjahre entfernt ist und ein im sichtbaren Universum einzigartiges Erscheinungsbild aufweist: Die Galaxie LEDA 074886 ist mehr oder weniger wie ein Rechteck geformt. Während die meisten Galaxien wie Scheiben, dreidimensionale Ellipsen oder unregelmäßige Blobs geformt sind, scheint diese ein regelmäßiges rechteckiges oder rautenförmiges Aussehen zu haben. Einige haben spekuliert, dass die Form aus der Kollision zweier spiralförmiger Galaxien resultiert, aber niemand weiß es vorerst.

3. Das Magnetfeld des Mondes

Eines der größten Rätsel des Mondes - warum nur einige Teile der Kruste ein Magnetfeld zu haben scheinen - faszinierte die Astronomen seit Jahrzehnten und inspirierte sogar den in Roman und Film 2001 vergrabenen mythischen „Monolithen“ : A Space Odyssey . Aber einige Wissenschaftler glauben schließlich, dass sie eine Erklärung haben könnten. Nach der Analyse der Mondkruste mithilfe eines Computermodells glauben die Forscher, dass der Magnetismus ein Relikt eines 120 Meilen breiten Asteroiden ist, der vor etwa 4, 5 Milliarden Jahren mit dem Südpol des Mondes kollidierte und magnetisches Material zerstreute. Andere glauben jedoch, dass das Magnetfeld mit anderen kleineren, neueren Einflüssen zusammenhängt.

4. Warum pulsieren Pulsare?

Pulsare sind entfernte, sich schnell drehende Neutronensterne, die in regelmäßigen Abständen einen Strahl elektromagnetischer Strahlung aussenden, wie ein rotierender Leuchtturmstrahl, der über eine Küstenlinie streicht. Obwohl die erste im Jahr 1967 entdeckt wurde, haben Wissenschaftler jahrzehntelang Probleme zu verstehen, was diese Sterne zum Pulsieren bringt - und was Pulsare gelegentlich zum Pulsieren bringt. Im Jahr 2008, als ein Pulsar plötzlich für 580 Tage abschaltete, konnten Wissenschaftler anhand von Beobachtungen feststellen, dass die Ein- und Ausschaltperioden in irgendeiner Weise mit magnetischen Strömen zusammenhängen, die die Drehung der Sterne verlangsamen. Die Astronomen versuchen immer noch zu verstehen, warum diese magnetischen Ströme überhaupt schwanken.

5. Was ist dunkle Materie?

Derzeit versuchen Astrophysiker, die Auswirkungen der dunklen Energie zu beobachten, die rund 70 Prozent des Universums ausmacht. Aber es ist nicht das einzige dunkle Zeug im Kosmos: Etwa 25 Prozent davon bestehen aus einem völlig separaten Material namens Dunkle Materie. Völlig unsichtbar für Teleskope und das menschliche Auge, emittiert und absorbiert es weder sichtbares Licht (noch irgendeine Form von elektromagnetischer Strahlung), aber sein Gravitationseffekt zeigt sich in den Bewegungen von Galaxienhaufen und einzelnen Sternen. Obwohl sich dunkle Materie als äußerst schwierig zu untersuchen erwiesen hat, spekulieren viele Wissenschaftler, dass sie aus subatomaren Partikeln bestehen könnte, die sich grundlegend von denen unterscheiden, die die Materie erzeugen, die wir um uns herum sehen.

Von Ende zu Ende erstrecken sich die neu entdeckten Gammastrahlenblasen über 50.000 Lichtjahre oder ungefähr die Hälfte des Durchmessers der Milchstraße, wie in dieser Abbildung gezeigt. (Goddard Space Flight Center der NASA) Dieser Pulsar, der vom Chandra X-Ray in einem Bild festgehalten wurde, erregte die Aufmerksamkeit wegen seiner unheimlichen Ähnlichkeit mit einer menschlichen Hand. (P. Slane et al. / SAO / NASA / CXC) Eines der vielen Rätsel, die Astronomen verblüffen, ist, wie Galaxien wie die Milchstraße in unhaltbarer Geschwindigkeit neue Sterne bilden können. (NASA / JPL) Warum haben nur einige Teile des Mondes ein Magnetfeld? Neuere wissenschaftliche Erkenntnisse könnten darauf hinweisen, dass es sich um ein Relikt einer Asteroiden-Kollision vor 4, 5 Milliarden Jahren handelt. (NASA / JPL / USGS) Die Galaxie LEDA 074886 erscheint mehr oder weniger wie ein Rechteck, aber niemand weiß warum. (Hier in Falschfarben dargestellt) (Mit freundlicher Genehmigung von Alister Graham, Swinburne University of Technology)

6. Galaktisches Recycling

In den letzten Jahren haben Astronomen festgestellt, dass Galaxien neue Sterne mit einer Geschwindigkeit bilden, die anscheinend mehr Materie verbraucht, als sie tatsächlich in sich haben. Die Milchstraße zum Beispiel scheint jedes Jahr Staub und Gas einer Sonne in neue Sterne zu verwandeln, aber sie hat nicht genug freie Materie, um dies langfristig aufrechtzuerhalten. Eine neue Studie über ferne Galaxien könnte die Antwort liefern: Astronomen bemerkten Gas, das von den ins Zentrum zurückströmenden Galaxien ausgestoßen worden war. Wenn die Galaxien dieses Gas recyceln, um neue Sterne zu erzeugen, könnte dies ein Teil des Puzzles sein, um die Frage nach dem fehlenden Rohstoff zu lösen.

7. Wo ist das ganze Lithium?

Modelle des Urknalls weisen darauf hin, dass das Element Lithium im gesamten Universum im Überfluss vorhanden sein sollte. Das Rätsel ist in diesem Fall ziemlich einfach: Es ist nicht so. Beobachtungen von alten Sternen, die aus Materialien bestehen, die denen des Urknalls am ähnlichsten sind, zeigen, dass die Lithiummengen zwei- bis dreimal niedriger sind als in den theoretischen Modellen vorhergesagt. Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass ein Teil dieses Lithiums aus Sicht unserer Teleskope in das Zentrum der Sterne eingemischt werden kann, während Theoretiker vermuten, dass Axionen, hypothetische subatomare Partikel, Protonen absorbiert und die in der Zeit danach gebildete Lithiummenge verringert haben könnten der Urknall.

8. Gibt es jemanden da draußen?

Der Astrophysiker Frank Drake entwickelte 1961 eine höchst umstrittene Gleichung: Durch Multiplikation einer Reihe von Begriffen, die sich auf die Wahrscheinlichkeit des außerirdischen Lebens beziehen (Geschwindigkeit der Sternentstehung im Universum, Anteil der Sterne mit Planeten, Anteil der Planeten mit geeigneten Bedingungen) für das Leben, etc.) vermutete er, dass die Existenz von intelligentem Leben auf anderen Planeten sehr wahrscheinlich ist. Ein Problem: Trotz Roswell-Verschwörungstheoretikern haben wir bisher nichts von Außerirdischen gehört. Jüngste Entdeckungen ferner Planeten, die theoretisch Leben beherbergen könnten, haben jedoch die Hoffnung geweckt, dass wir Außerirdische entdecken könnten, wenn wir einfach weiter suchen.

9. Wie wird das Universum enden? [Warnung, potenzieller Spoiler-Alarm!]

Wir glauben jetzt, dass das Universum mit dem Urknall begann. Aber wie wird es enden? Basierend auf einer Reihe von Faktoren folgern Theoretiker, dass das Schicksal des Universums eine von mehreren völlig unterschiedlichen Formen annehmen könnte. Wenn die Menge der dunklen Energie nicht ausreicht, um der komprimierenden Schwerkraft zu widerstehen, könnte das gesamte Universum in einen singulären Punkt zusammenbrechen - ein Spiegelbild des Urknalls, der als Big Crunch bekannt ist. Jüngste Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass ein Big Crunch weniger wahrscheinlich ist als ein Big Chill, bei dem dunkle Energie das Universum zu einer langsamen, allmählichen Expansion zwingt und alles, was übrig bleibt, ausgebrannte Sterne und tote Planeten sind, die bei Temperaturen knapp über dem absoluten Nullpunkt schweben . Wenn genug dunkle Energie vorhanden ist, um alle anderen Kräfte zu überwältigen, könnte ein Big Rip-Szenario auftreten, in dem alle Galaxien, Sterne und sogar Atome auseinandergerissen werden.

10. Über das Multiversum

Theoretische Physiker spekulieren, dass unser Universum möglicherweise nicht das einzige seiner Art ist. Die Idee ist, dass unser Universum in einer Blase existiert und mehrere alternative Universen in ihren eigenen unterschiedlichen Blasen enthalten sind. In diesen anderen Universen können sich die physikalischen Konstanten - und sogar die Gesetze der Physik - drastisch unterscheiden. Trotz der Ähnlichkeit der Theorie mit Science-Fiction suchen Astronomen jetzt nach physikalischen Beweisen: Scheibenförmige Muster in der kosmischen Hintergrundstrahlung, die vom Urknall übrig geblieben sind und auf Kollisionen mit anderen Universen hindeuten könnten.

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