Záhady vědecké

Tápání vědy

Mléčná dráha,naše mateřská galaxie,je plná záhad a neznámých.

Má rozměry:
• Průměr disku Galaxie činí přibližně 28 000 parseců, což je přibližně 8,6×10 na 17 km.
• Jde o výrazně plochý systém – v místě, kde se nachází Slunce, je tloušťka galaktického disku asi 920 parseců.
• Poměrem průměru a tloušťky by se tvar Galaxie dal přirovnat k hudebnímu CD. Z disku pouze vystupuje středová příčková výduť – galaktické jádro.
yr> Zdroj:Wikypedia.cz



TÁPÁNÍ VĚDY

Vybral jsem několik záhad,které považuji za ty největší.Někdo určitě namítne,že jsem nezmínil to či zapoměl tamto.Ano je to možné ale každý má svůj názor a tyto já považuji po důlkadném zkoumání problému,za ty nej.

Vznik vesmíru:

Když pominu pojetí podle bible,kde všechno stvoříl bůh za šest dnů a sedmý odpočíval,tak z vědeckých vysvětlení se jedná jen o několik možných teorií. Ačkoliv se dnes hovoří ne jen ve vědeckých,populárně naučných ale i školních institucích téměř výlučně o „Teorii velkého třesku“ jako o -“té jediné pravé“, jsou a byli tu i jiné vědecké a „nevědecké“ teorie.Jako třeba teorie statického (stacionárního) vesmíru,kterou svého času podporoval i sám velký Enstein,přestože jeho obecná teorie relativity takový stav vylučovala. Vesmír, je podle této teorie homogenní a izotropní a to nejen v prostoru, ale i v času. Bez ustání se rozpíná a stálou homogenitu zaručuje nově vznikající hmota. Proti této teorii mluví pozorovatelné rozdíly mezi blízkým a vzdáleným (tedy i starým) vesmírem.

Teorie oscilujícího vesmíru:

Jaká úskalí má tento model velkého třesku? Tato představa (tzv.model) velkého třesku s inflačním scénářem neřeší však některé závažné otázky: Proč se v počátečních stádiích vesmír rozpínal a to dokonce rychlostí vyšší, než je rychlost světla? Kde se vzala enormně velká síla, která způsobila exponenciální rozpínání vesmíru? Proč tato síla působila jen po určitou dobu a pak zmizela?A na základě pozorování také-proč se rozpínání vesmíru zrychluje?
Velký třesk nikdy nebyl, tvrdí nová studie: Teplota i tlak byly nekonečné a měření času i délky bylo bezpředmětné. V takovém stavu se měl nacházet vesmír před Velkým třeskem, po kterém se kosmos začal formovat do dnešní podoby. Tuto hojně rozšířenou kosmologickou teorii, jež popisuje raný vývoj a tvar vesmíru, ale nyní zpochybňuje nová vědecká studie. Upozornil na to server Science Alert.Pojem velký třesk byl poprvé použit astrofyzikem Fredem Hoylem, když se snažil široké veřejnosti vysvětlit problematiku vzniku vesmíru. Sám tuto teorii nicméně nikdy neuznával, protože vesmír vnímal jako nekonečnou tekoucí řeku bez začátku a konce. „Věci jsou tak, jak jsou, protože vždy byly takové, jaké byly,“ prohlásil před lety Hoyle. Vědecká obec se nicméně začala v uplynulých desetiletích klonit k jiné verzi – k teorii velkého třesku. Přispěl k tomu především jeden z nejznámějších vědců všech dob Albert Einstein se svou obecnou teorií relativity. Ta v podstatě vylučovala jakékoliv statické řešení. V praxi to znamená, že vesmír se musel buď zmenšovat nebo rozpínat. Aplikovat teorii relativity na celý vesmír se podařilo Alexanderovi Friedmanovi. Léta pozorování řadu vědců utvrdila v tom, že teorie velkého třesku je pravdivá. Nejnovější studie fyziků z Kanady a Egypta však naznačuje, že vesmír existoval vždy. Podle jejich teorie tak nemělo před 13,8 miliardy roků dojít k žádnému dramatickému zlomovému bodu – velkému třesku, po kterém se začal formovat vesmír. Kosmos nemá začátek ani konec Výpočty Ahmeda Ali Faraga a Sauryase Dase nahrávají teorii, že kosmos nemá ani začátek ani konec, stejně jak to tvrdil Hoyle. Podle jejich práce byl vesmír dříve skutečně menší,ale neměl nekonečnou hustotu, jak bývá běžně uváděno. \Rozpínání je tak prý přirozeným jevem a žádný velký třesk se na něm nijak zásadně nepodílel.Oba vědci vytvořili sérii rovnic, které potřebu velkého třesku zcela eliminují.Místo toho se snaží spojit kvantovou mechaniku s Einsteinovou obecnou teorií relativity. Podle nich je vesmír naplněn kvantovou tekutinou, jež se skládá s tzv. gravitonů. Tyto elementární částice mají způsobovat přenos gravitačních sil mezi tělesy. Samotní vědci však připouštějí, že o existenci gravitonů bude nutné ještě posbírat důkazy, aby se jejich teorie potvrdila.Pokud by se tak nicméně skutečně stalo, znamenalo by to změnu toho, jak dnes vznik i existenci vesmíru vnímáme. Vesmír je starší, než jsme si mysleli! Historii vesmíru se snaží vědci zmapovat několik posledních desítek let. Jeden z největších pokroků byl v tomto ohledu zaznamenán před dvěma roky. /První balík výsledků byl zveřejněn 11.1.2011 /.Tehdy byly zveřejněny unikátní snímky sondy Planck, které byly pořízeny stejnojmenným teleskopem. Z nich Evropská vesmírná agentura (ESA) sestavila nejstarší mapu vesmíru. /Reliktní mikrovlné záření/ Ta dokazuje, že kosmos je o 80 miliónů let starší než dříve uváděných 13,7 miliardy let. Shromážděné údaje umožnily expertům korigovat některé dřívější závěry. Zjistili například, že ve vesmíru je o trochu víc hmoty (4,9 procenta tvoří atomární částice a 26,8 procenta temná hmota) a méně temné energie (68,3 procenta), o níž se má za to, že je hnací silou stále rychlejšího rozpínání vesmíru. Zdroj Novinky.cz Další indicie přišly ze zcela neočekávané strany. Začátkem 70. let byly na průzkum nejvzdálenějších oblastí sluneční soustavy vyslány dvě sondy Pioneer 10 a Pioneer 11. Se sondou Pioneer 11 ztratili vědci kontakt v roce 1995 a s Pioneerem 10 až v roce 2003. Kosmická plavidla se však z neznámých důvodů při své cestě zpomalovala- a to řádově o stovky tisíc kilometrů. Pečlivou analýzou dat bylo zjištěno, že toto anomální zpomalení je s chybou nějakých 10% rovno součinu rychlosti světla a tzv. Hubblovy konstanty, kterou se vyjadřuje rychlost pozorované expanze našeho vesmíru. K dovršení toho se podobné anomálie nalezly i při oběhu sond kolem Saturnu a dokonce i v případě GPS satelitů, obíhajících Zemi po dráze kolmé k rovníku. To by nasvědčovalo tomu, že existence temné hmoty je úzce spojena s expanzí časoprostoru a že jde tedy v podstatě o geometrický jev.
Zdroj:http://petrik.bigbloger.lidovky.cz/ pondělí 2. března 2015, 19:42

Gravitace:

Každý zná příběh o tom, jak fyzikovi Isaacu Newtonovi,když seděl pod stromem, spadlo do klína jablko. Načež ho napada definice gravitačního zákona, jednoho ze základních principů machaniky. Ukázaly se však různé neshody u některých těles (stáčení perihelia Merkuru),které vedly vědce k lepšímu výkladu než je Newtonuv gravitační zákon. Ten přišel až s Einsteinovou obecnou teorií relativity.Ale přez to,k vysvětlení gravitace nedošlo. Einsteinova teorie gravitaci pouze prostřednictvím geometrie popisuje, jakým způsobem působí. Obecná teorie relativity předpokládá šíření gravitačních vln, to ale přes snahu mnoha vědců, nebylo reálně nikdy pozorováno. Velké naděje na zjištění gravitačních vln se vkládají i do pozorování dvojitého pulzaru PSR 1913+16, který je pro vědce jakousi vesmírnou laboratoří. Od doby psaní článku nastala změna-viz.:Gravitační vlny jsou jemné záhyby v předivu časoprostoru, které mohou být generovány mnoha způsoby. K nejznámějším patří oběh dvou hvězd (nejsilnější signál dávají obíhající kompaktní objekty, jako jsou bílí trpaslíci, neutronové hvězdy či černé díry). Gravitační vlny by ale mělo generovat jakékoli rotující těleso s kvadrupólovou nesymetrií. Může jít také o nesymetrickou explozi supernovy, splynutí dvou kompaktních objektů nebo stochastické vlny vznikající při inflační fázi expanze vesmíru. Existenci gravitačních vln předpověděl na základě své obecné relativity Albert Einstein před 100 lety a jejich hledání jsme věnovali velké množství bulletinů. Nakonec byl úspěšný americký detektor LIGO, o jehož rozsáhlé rekonstrukci jsme psali v AB 41/2015. Objev byl oznámen na slavnostní tiskové konferenci ve Washingtonu dne 11. února 2016. Zdroj:Odkaz ke zdroji: Tajemná zůstává i částice, která by gravitační působení měla způsobovat. Nazývá se graviton, zatím však nebyl objeven.

Newtonova teorie:

Každý zná newtonův gravitační zákon.Kdy gravitační působení je přímo úměrné hmotnostem objektů a nepřímo úměrné jejich vzdálenosti. Zákon je to jednoduchý a elegantní. Síla slábne s druhou mocninou vzdálenosti.Také tělesa se podle něj pohybují po uzavřených drahách a je univerzální, má však své vady, například okamžité působení . Pokud bychom vyjmuli jedno těleso z vesmíru celý vesmír to musí najednou zjistit. Můžeme pomocí něj taká předpokládat jak se tělesa pohybují v čase jak dopředu tak i zpět.. Neřeší problém času a prostoru, ten je předem dán. Pociťujeme jí v každém okamžiku našich životů, v očích fyziků se však jedná o nejstarší nevyřešenou záhadu vesmíru. Jak je možné, že gravitace všechno přitahuje, průlomová teorie nám nabízí nečekané odpovědi. Je snad gravitace další silou v přestrojení? Nebo pouhou fata morgánou? Máme my, Země, Slunce a hvězdy skutečně konkrétní hmotnost nebo je gravitace pouhou iluzí?

Obecná relativita:

Další gravitační teorie je od Alberta Einsteina z r.1916, ta popisuje gravitaci jako zakřivení prostoro-času, představme si kouli na které žijí dvourozměrné bytosti. Ty se můžou pohybovat libovolně po jejím povrchu, nicméně pokud jsou dostatečně inteligentní tak jim po chvíli dojde, že s jejich světem není něco v pořádku. Pokud půjdou proti sobě po určité chvíli se setkají, trojúhelník nebude mít součet vnitřních úhlů 180°apod. nicméně lokálně se svět bude zdát plochý to si můžem představit jako spec. teorii relativity, kdežto ve větším měřítku bude už zakřivený to je ona obecná relativita. Letí li dvě tělesa kolem slunce tak podle newtona se na druhé straně setkají proto že na ně působí gravitační síla, v einsteinově světě se setkají proto, že je prostor kolem slunce zakřiven a ony se pohybují po nejkratších možných drahách v křivém prostoru a čase. Za to může princip ekvivalence kdy se zdá, že setrvačná i gravitační hmotnost jsou si rovny. Například tedy pustím-li kamínek a vedle cihlu dopadnou na zem stejně, obdobně to platí pro trajektorie kolem slunce nezáleží jestli letí planeta nebo sonda, zotpovědné je za tvar dráhy slunce. Každé těleso kolem sebe zakřiví prostor i čas a všechna tělesa se v tomto prostoru pohybují po nejrovnějších drahách-geodetikách. Obecná relativita je ted vedoucí teorií gravitace, je experimentálně tak ověřená, že nikdo nepochybuje, že je správně. Gravitační čočky, červený posuv, rozpínání vesmíru, stáčení perihella planet atd... Obecná teorie relativity je teorií gravitace. Říká nám, že gravitace není nic jiného, než zakřivení časoprostoru. V OTR však nikde není o gravitační síle ani zmínka. Gravitační síla Slunce drží Zemi aby neodletěla volně do vesmíru, gravitační síla Země zase drží nás nohama pevně na Zemi. Všechno to zní velice realisticky, vědci ovšem nahlédli hluboko do útrob vesmíru a zjistili, že s gravitací je to možná jinak než jsme si mysleli. Můžeme cítit, že je něco skutečné, aniž by to skutečné bylo? Fyzikové mají na gravitaci své vlastní nároky, pokládají ji za základní sílu, za nedílnou součást celé vesmírné mašinérie. Avšak profesorka astrofyziky na MIT(Massachusetts Institute of Technology)Nergis Mavalvala nebere nic za samozřejmost. ” Základní síla, jakou je právě gravitace, která popisuje jak na sebe působí všechny objekty, by měla fungovat kdekoli ve vesmíru,” říká Nergis. Isaac Newton přišel na to, že každý hmotný objekt přitahuje hmotný objekt a čím je hmota objektu větší a vzdálenost mezi nimi kratší, tím je gravitační přitažlivost větší. O více než 200 let později Albert Einstein vysvětlil proč k tomuto jevu dochází, prostor a čas jsou spolu propleteny do síťové struktury zvané časoprostor. “Einstein věřil, že časoprostor se zakřivuje, tělesa putují po tomto zakřivení, což my vnímáme jako gravitaci. Jinými slovy, že hmota určí časoprostoru jak se má zakřivit a následně zakřivení časoprostoru určí hmotě jak se má pohybovat,” pokračuje Nergis. Kromě toho Einstein předpověděl, že při pohybu všech hmotných objektů vznikají v síťovině časoprostoru drobné gravitační vlnky, které prostupují oblohou nad námi. Pokud budou tyto vlny dostatečně silné měli bychom být schopni je zachytit. Prudké gravitační příhody, ke kterým ve vesmíru dochází, jako například srážky galaxií nebo exploze obrovských hvězd, by k Zemi měli vysílat mohutné salvy gravitačních vln. Spolu s řadou spolupracovníků vynalezla Nergis způsob jak je zaznamenat. Její tým je součástí největšího experimentu, který kdy NSF(The National Science Foundation) financovala. Nazývá se LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) a je to detektor gravitačních vln. Jenže za více než deset let provozu, ultracitlivé zařízení, pracují s přesností jedné milontiny šířky atomu a do vzdálenosti 800 bilonů bilonů! Kilometrů, nezaznamenalo vůbec nic, žádné gravitační vlny. I přes plánovaná vylepšení, není žádná záruka, že se kdy tyto vlny podaří zachytit. Sama Nergis k tomu dodává ” Pokud nezachytíme žádné gravitační vlny ani po všech vylepšeních, ze všeho nejdřív to asi obrečím, ale pak si uvědomím, že se i tak jedná o vzrušující informaci. Pokud nezachytíme žádné gravitační vlny, rozpoutá to zcela novou revoluci, během které budou chtít vědci přijít na to co jim celou dobu uniká.” Někteří vědci, ale ohlušující ticho z observatoře LIGO považují za jasný důkaz, že gravitace není základní silou za kterou ji dosud všichni pokládali, když jablko padá ze stromu, možná ho k Zemi přitahuje něco zcela jiného. Fyzikové věří, že všechno ve vesmíru, dokonce i impulz energie, kterému říkáme síla se skládá z částic a gravitace by neměla být vyjímkou. Kvantová mechanika je plná těch nejbizarnějších věcí, jaké si dovedete představit. Představa částice existující v jednom bodě se v kvantové mechanice mění na velice nejasný koncept. Subatomární částice nejsou viditelné pouhým okem, když se na ně nikdo nedívá nabývají nejasných obrysů. Občas se objeví zcela odnikud a poté najednou zmizí. Některé z těchto objevujících se a mizících částic přenášejí čtyři základní síly přírody, elektromagnetickou sílu, silnou interakci, slabou interakci a hypoteticky i gravitaci.Foton je přenašeč elektromagnetické síly, ta přitahuje nebo odpuzuje všechny objekty s elektrickým nábojem.Bosony W a Z zprostředkovávají slabou interakci, která je zodpovědná za rozpad jádra radioaktivního atomu. Gluon, který zprostředkovává silnou interakci, spojující částice dohromady čímž vytváří atomové jádro.I gravitaci by tedy měla zprostředkovávat částice,doposud ovšem tuto částici s názvem graviton nikdo nezaznamenal. Jakmile se fyzikové pokoušejí vypočítat jak by měl tento hypotetický graviton fungovat, rychle se ztrácejí v doslova nemožných výpočtech. Co se týče vzájemných interakcí je gravitace bohužel jednou z nejkomplikovanějších teorií vůbec, při výpočtech brzy začnete narážet na takové výrazy, které by nedokázaly vypočítat všechny počítače světa dohromady. Cestou by mohla být takzvaná Unitární metoda, která se v zásadě zaměřuje na určité problémy či komplikace gravitačních interakcí a rozdělí je na menší části, které řeší a následně sestavuje dohromady, což umožňuje nezabředávat do příliš složitých výpočtů. Pokud však tuto metodu použijete k vyjádření gravitonu dospějete k nečekanému výsledku. Graviton lze přesně interpretovat jako dvě kopie gluonu. Ty však zprostředkovávají silnou interakci a spojují atomová jádra, mohly by tedy být zodpovědné i za gravitaci, graviton by mohl být součástí gluonů. Pokud tomu tak je, znamená to, že padající jablko je jen dalším projevem silné interakce, ta samá síla jenž drží jádra atomů pohromadě by mohla být zodpovědná i za držení obrovitých nebeských těles na oběžné dráze. A pokud je to skutečně pravda pak je vesmír plný gluonů spolupracujících jako gravitony. Pokaždé když si mezi sebou objekty vymění pár gluonů oba objekty se k sobě přiblíží o kousek blíž. Mnohočetné experimenty dokázaly, že Einsteinova představa vesmíru jako deformace mezi prostorem a časem je správná, ovšem stejně významná Kvantová mechanika naopak tvrdí, že Einsteinova teorie nevysvětluje z čeho se gravitace skládá. Einstein, že pokud budete cestovat vesmírem ani si toho nevšimnete protože je prázdný a nic ho netvoří, podle Kvantové mechaniky má vesmír granulární (zrnitou) strukturu. Einsteinova teorie tvrdí, že graviton se musí vznášet na zcela hladkém povrchu vesmíru, jako třeba míč na hladině moře, podle Kvantové mechaniky ovšem vesmír hladký není. Tento spor sužuje všechny fyziky světa již déle než jedno století. Gravitace je nejkomplikovanější problém celé fyziky. Fyzik z CALTECHu (California Institute of Technology) Sean Carroll říká, ” To, že je gravitace tak komplikovaná všechny překvapilo, potřebujeme revoluční objev, nový způsob jak o ní přemýšlet.” Nejlepším místem pro nové gravitační objevy je uvnitř černých děr, které by měly být teoretickým maximem jakého může gravitace dosáhnout. Gravitace je pouhá teorie, na Zemi funguje dobře, ale stále jsme jí nepodrobili těm nejdůležitějším testům. Neprověřili jsme jí na okraji černé díry, kde hraje gravitace dominantní roli, je to jediné místo kde by gravitace mohla teoreticky selhat. Prověřit tyto teorie je jediný způsob jak pochopíme podstatu reality a všeho čemu věříme, že o vesmíru víme.Vědci zjišťují, že naše domněnky o gravitaci jsou nejspíše naprosto mylné. Interpretace gravitace jako přitažlivé síly se otřásá i ve světle nedávného zjištění kosmologů, že jednotlivé galaxie se ve zvýšené míře vzájemně odpuzují.Možná je tedy čas abychom zásadně přehodnotili vše co si myslíme, že o gravitaci víme.
ZDROJ:Nevšední svět s využitím Discovery – Cestování červí dírou s Morganem Freemanem

Vznik života:

Všechno to začalo asi(údajně dle nálezu izotopu uhlíku,jehož nebiologický původ je vyloučen) před 3,85 miliaddami let.Země vznikla asi(údajně)před 4,6 miliadami let- všiměte si že od vzniku ležela země „jen“ nějakých -750 milionů let ladem! Tehdy už museli existovat buňky,které se byly schopny rozmnožovat.Tedy buňky s dědičnými genetickými informacemi schopné replikace s metabolickým systémem, či buněčnou membránou. .Jejich vznik,je vědci vysvětlován takto:V oceánu plavaly ve velkém množství organické látky které začly tvořit různé sloučeniny,které mezi sebou stále reagovaly a spojovaly se,až vznikla určitá vrstva nebo snad hromada či louže,kterou nazývají kaocervát.Ten se nadále zvětšoval až se rozpadl na několik částí které dále nabalovaly organické látky a nabývaly na oběmu a uvnitř kaocervátu docházelo k chemickým reakcím ke kterým jinak nedochází.Vznikaly první bílkoviny, jejichž struktura se následně nějak zabudovala do nukleových kyselin, a došlo tak k vytvoření určitého řádu, buňka se obalila membránou, začala přesně kopírovat DNA a dělit se.Vědci se dnes shodnou na tom,že všechny formy života na Zemi,nesou velmi podobné rysy ve své organizaci. Používají podobné stavební látky a spočívají na principu propojení genetického kódu a bílkovin. Všechny organismy navíc používají stejný genetický kód.O tom jak ale proběhla geneze těchto složitých dějů do dneška existuje mnoho teoriínale žádná nebyla zatím spolehlivě prokázána. Jedna z teorií o vzniku života na Zemi byla zpochybněna, na konferenci v Londýnské královské vědecké společnosti byly minulý týden zveřejněny výsledky experimentů, které uskutečnili vědci z Kalifornské univerzity. Ti chtěli ověřit teorii vzniku života na Zemi, podle které se život zrodil v podobných podmínkách, jaké jsou v okolí termálních pramenů.Vědci vycházeli z předpokladu, že život se mohl utvářet v malých teplých kalužích, které se například vyskytují společně s termálními prameny ve vulkanické oblasti Kamčatky a pohoří Lassen v Kalifornii. Právě tady tedy provedli své experimenty. Ty však ukázaly, že teorie o tom, že se život zrodil v podobných podmínkách, není pravdivá. Podle slov vedoucího výzkumného týmu Davida Dimera výsledky těchto experimentů dokazují, že teplé kyselé vody s obsahem jílu neodpovídají podmínkám, které jsou nutné ke vzniku jednoduchých živých organismů. A to především proto, že aminokyseliny, DNA i fosfáty se natolik silně lepí na částice jílu, že chemické reakce mezi nimi nejsou možné. Konference se účastnilo více než 200 vědců z různých států, kteří se právě problematice původu života na Zemi věnují, proto na ní zazněly různé teorie o jeho vzniku. Některé z nich hovoří o možnosti zanesení života na Zem z kosmu. Tato teorie vychází z toho, že prvky, které byly nezbytné pro zrození života na Zemi, se sem dostaly z kosmického prachu. A jiná teorie zároveň s tím nevylučuje možnost, že život na Zemi má svůj původ třeba na Marsu.Jestli bude některá z těchto teorií někdy prokázaná, tak to umožní rozluštit původ existence života nejen na Zemi, ale i na jiných planetách.
Zdroj: Český rozhlas 1.2.2015
Záhady vědecké - Zpět na horu :