Это 2018 год. Вот шесть научных загадок, которые мы до сих пор не разгадали.

Наука прошла долгий путь. Но мы все еще не понимаем всего о нашей Вселенной — или самих себе.

Характеристика + / Естественные Науки + / Темная Материя + / Внеземной

Люди сделали ошеломляющее количество научно-технического прогресса за последнее столетие. Мы создали технологию, которая изменила наше общество; научные достижения помогли нам ответить на фундаментальные вопросы о том, кто мы и в каком мире живем. И, тем не менее, тайны сохраняются.

Почему мы вынуждены спать каждую ночь? Почему мы до сих пор не можем «видеть» темную материю? И где, черт возьми, все эти инопланетяне?

Люди обсуждали подобные вопросы десятилетиями, а иногда и столетиями. К счастью, наша непоколебимая воля раскрыть тайны мира приблизила нас к некоторым ответам, как никогда раньше. Вот шесть загадок, которые до сих пор не дают ученым спать по ночам, и насколько они близки к их разгадке.

Зачем Нам Нужен Сон?

Зачем нам нужен сон? Это может показаться простым вопросом, но ответ на него гораздо сложнее, чем вы думаете. Были бесчисленные попытки найти окончательную причину того, почему люди должны спать каждую ночь, но ученые до сих пор не могут дать однозначного ответа.

Открытия в области науки о сне пролили некоторый свет на хитросплетения стадий сна и мозговой активности, но в конечном счете они просто предложили кусочки постоянно растущей, неполной головоломки. Не помогает и то, что нам не с чем сравнивать самих себя — поскольку паттерны сна и мозговая активность у других животных часто значительно отличаются от таковых у людей, что еще больше мистифицирует наше понимание сна.

Джерри Сигел, профессор психиатрии в Институте неврологии и человеческого поведения Семела Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, изучал привычки спать животных, чтобы понять, почему люди должны входить в состояние спячки каждую ночь.

«Наше понимание и ориентация отличается от любого другого животного, потому что большинство из нас хотели бы бодрствовать 24 часа в сутки. Но в естественном мире животные, которые используют много энергии, не выживут», — говорит Зигель футуризму. Природа ценит бездеятельность — например, зимняя спячка позволяет некоторым животным восстанавливать и накапливать энергию, когда она не нужна. » У всех видов экономия энергии является главным эволюционным импульсом для сна», — объясняет Сигел. Африканские слоны, например, спят в дикой природе только два часа в день, вероятно, потому, что им нужно остальное время, чтобы питаться, чтобы дать своим большим телам достаточно энергии для функционирования.

Теория энергосбережения является одной из нескольких, которые ученые используют, чтобы объяснить, почему мы спим. Поскольку ученые создали инструменты, которые могут отслеживать активность мозга во время акта сна, они приблизились к завершению головоломки и раскрытию всех тайн сна.

Например, мозг имеет механизмы, позволяющие ему очищать себя от ненужной информации во время сна. «Сон-это цена, которую мы платим за обучение»,-говорит Джулио Тонони, профессор психиатрии в Университете Висконсин-Мэдисон Новый Ученый. Тонони и его команда провели эксперименты на спящих мышах и обнаружили, что после сна синапсы были значительно меньше, чем до сна.

Команда Тонони пришла к выводу, что мозг должен позволить этой активности уменьшиться, чтобы укрепить информацию, которую он собрал во время бодрствования. Мозг бомбардируется информацией в течение дня, и это усиливает его с помощью сильных нейронных связей. Чтобы смешать новую информацию со всей существующей информацией, эти связи должны ослабнуть, чтобы «поглотить» ее. Другими словами, сон позволяет мозгу сделать новую информацию достаточно гибкой, чтобы она соответствовала всей старой.

Хотя эта теория изящно описывает процесс закрепления новой информации в мозге во время сна, Тонони и другим нейробиологам еще предстоит доказать, что сон действительно необходим для этого.

Чтобы полностью понять сон, ученым сна нужно лучше понять нейробиологические процессы мозга во время циклов бодрствования и сна. Например, как получается, что некоторые из нас могут спать в очень шумной обстановке, а некоторые-нет? Как только мы сможем точно измерить, бодрствует или спит человеческий мозг, это приведет нас еще дальше к знанию всего, что нужно знать о сне.

Но одно остается ясным, как всегда: без сна нам гораздо хуже. » Мы знаем, что, если вы лишены сна, у вас есть провалы во внимании, которые на самом деле коррелируют с вторжениями во сне»,-говорит Сигел. Недостаток сна напрямую влияет на то, сколько внимания вы можете уделять окружающему миру. «Конечно, когда вы за рулем, потеря бдительности всего на две секунды может быть смертельной.»

Что Это Темная материя, и почему мы ее не видим?

Мы не знаем, как это выглядит. Мы его не видим. Но она составляет более 26 процентов материи в известной вселенной. Поскольку голландский астроном Якобус Каптейн выдвинул гипотезу о его существовании в 1922 году, мы узнали, что он существует из-за того, как он взаимодействует с веществом, которое мы может наблюдайте, но темная материя все еще таинственно невидима для нас.

Большая часть видимой нам материи состоит из нейтронов, протонов и электронов. Но темная материя не придерживается этих принципов— такого рода наблюдения позволяют ученым узнать, что темная материя существует.

Исследователи изучают этот феномен, пытаясь разгадать его тайны, практически с момента его возникновения. В последнее время исследователи больших адронов работают над тем, чтобы идентифицировать невидимый материал, ускоряя мельчайшие частицы, а затем изучая энергию и импульс, участвующие в их движении, когда они сталкиваются на высоких скоростях.

Недавние исследования показывают, что детекторы гравитационных волн могут позволить нам впервые «увидеть» темную материю. Но истина (так сказать) заключается в том, что мы все еще пребываем в полном неведении относительно одной из самых распространенных сущностей в нашей Вселенной.

Как была создана Вселенная?

Мы постепенно приближаемся к тому, чтобы собрать воедино самые ранние моменты Вселенной, но ее истинное происхождение все еще остается загадкой. » Любые теории или модели «творения» на данный момент невероятно спекулятивны», — говорит футуризм Пол Саттер, астрофизик из Университета штата Огайо и главный научный сотрудник Центра науки и промышленности.

Нажмите, чтобы просмотреть полную инфографику

Возможно, самой известной теорией о начале Вселенной является теория Большого взрыва, в которой Вселенная расширилась из чрезвычайно горячей и плотной сингулярности около 13,8 миллиарда лет назад. Но люди неправильно понимают, если они думают, что материя просто взорвалась в бытие из ничего, говорит Саттер. «Большой Взрыв произошел везде во Вселенной одновременно; это не взрыв в космосе, а взрыв из пространство.»Тем не менее, точный процесс того, что вызвало это (и, конечно, то, что было там раньше) остается неизвестным.

» Чем раньше мы входим в историю Вселенной, тем меньше мы понимаем», — говорит Саттер. В то время как мы видели краткие проблески Вселенной, когда ей было всего 300 000 лет, ученые все еще размышляют о крайних силах, действующих в первые моменты Вселенной.

Как и все хорошие тайны, вопрос, который кажется простым, дает больше вопросов, которые должны быть решены, прежде чем мы сможем найти ответ на первоначальный вопрос. » Мы не можем знать самые ранние моменты (например, менее 10^-40 секунд), потому что мы не полностью понимаем квантовые аспекты гравитации», — говорит Саттер.

С этой целью, чтобы полностью понять создание нашей Вселенной, нам нужно будет иметь полное представление о законах физики, которые управляют материей и антиматерией. Это немного проблема, поскольку ЦЕРН недавно подтвердил, что Стандартная модель физики элементарных частиц, возможно, должна быть перевернута с ног на голову, поскольку она не учитывает большую часть материи, которую произвел большой взрыв.

Как только мы полностью поймем природу антивещества и то, как оно взаимодействует с материей, у нас не будет окончательного ответа на вопрос о происхождении Вселенной, но мы подойдем гораздо ближе к пониманию того, как оно возникло.

Где находится девятая планета?

За поясом Койпера таинственное скопление объектов вращается вокруг Солнца. Они вращаются еще дальше от Солнца, чем Нептун, но траектории некоторых объектов, похоже, не соответствуют ожидаемой схеме. Большинство из них вращается вокруг Нептуна, удерживаемого на орбите планеты его мощной гравитацией. Но горстка этих предметов, кажется, сдвинута с места чем-то с гораздо большей массой.

Константин Батыгин, доцент кафедры планетологии Калифорнийского технологического института, считает, что эти особенности, по крайней мере частично, обусловлены существованием Планеты Девять — еще не открытой девятой планеты в нашей Солнечной системе.

Представьте себе солнечную систему в виде гигантского диска. Орбиты этих странных объектов, кажется, изгибают диск вверх по его краю. Планета Девять должна быть массивной, чтобы иметь такое влияние — даже больше, чем Земля. Однако, несмотря на его кажущуюся массу, мы до сих пор не смогли доказать его существование. Отчасти это связано с тем, что мы только начали его искать; ученые впервые начали теоретизировать о его существовании в 2014 году.

Однако это не единственная причина, по которой планета остается нераскрытой. «Мы его еще не нашли, потому что он ошеломляюще тусклый», — говорит Батыгин. «С лучшими телескопами вокруг, мы едва могли бы обнаружить его, мы думаем.- Об инфракрасном анализе не может быть и речи, потому что приборы просто недостаточно чувствительны. Это заставляет астрономов искать отраженный свет-задача еще более сложная, чем инфракрасный анализ. Это происходит потому, что любой свет, отраженный планетой девять, должен пройти от Солнца до дальних пределов Солнечной системы, отскочить от Планеты Девять и затем вернуться на Землю. Отраженный свет уменьшается экспоненциально, когда он пересекает расстояние; свойства отраженного света складываются против нас, находящих Планету Девять.

Однако с развитием технологий более чувствительный телескоп сможет регистрировать отраженный от него свет, раз и навсегда подтвердив существование Планеты Девять. Астрономы также используют компьютерное моделирование, чтобы оценить его орбиту, чтобы получить лучшее представление о том, где он будет и когда. Вполне возможно, что Планета Девять просто находится в точке своей орбиты, которая делает ее слишком далекой, чтобы ее можно было наблюдать.

Почему Эти Звуки Заставляют Мой Мозг Покалывать?

Вы могли бы встретить их на YouTube: тысячи видеороликов, рассказанных приглушенными голосами и сопровождаемых мягкими звуками, такими как массаж текстурированного куска ткани или слабый гул машинки для стрижки волос. Специализированный микрофон дает вам ощущение, что вы находитесь там. Для некоторых людей звук создает ощущение массажа кожи головы.

Результат этого опыта: расслабляющее, покалывающее ощущение в мозге примерно у 90 процентов населения. Но почему это происходит, и почему это не работает для всех, до сих пор неизвестно.

Крейг Ричард, профессор биофармацевтических наук в Университете Шенандоа и основатель Университета ASMR, изучает это своеобразное ощущение с 2013 года. » Мы находимся в самом начале разгадки науки, стоящей за ASMR», — говорит Ричард футуризму. В то время как прошлые биологические исследования показали, что функциональная связь (области мозга, которые освещаются на фМРТ) отличается в мозгах, которые испытывают ASMR, чем в тех, которые этого не делают, ASMR остается загадкой. Почему это, что только определенный процент людей испытывает это чувство? Почему он вообще существует? «Я не думаю, что когда-либо будет одно объяснение, которое удовлетворит всех», — говорит он.

Где Разумная Инопланетная Жизнь?

Вселенной миллиарды лет. Учитывая возраст и огромные размеры нашего космоса, трудно понять, почему мы не нашли других признаков разумной жизни. Основная вероятность указывает на то, что мы уже должны были найти инопланетян, так где же они?

Астрономы и физики выдвинули много теорий в своих попытках объяснить. Одна теория предполагает, что существует великий катаклизм, который останавливает любую цивилизацию от любого контакта, в то время как другая предполагает, что инопланетяне пойманы в ловушку под толстыми слоями льда и камня на далеких лунах.

Если внеземная жизнь действительно существует в нашей Солнечной системе, исследователи предполагают, что она, скорее всего, микробная, в отличие от разумной инопланетной жизни. Считается, что эти инопланетные организмы обитают на маленьких ледяных планетах, таких как спутники Сатурна или Юпитера. Ученые из НАСА провели исследования, чтобы исследовать состав и состояние больших океанов на этих лунах, потому что, по их прогнозам, наличие обильной воды может позволить инопланетной жизни процветать. Но до сих пор это только обоснованные догадки, основанные на выводах спутника НАСА Galileo и обширном сканировании и наблюдении. НАСА планирует получить более близкий взгляд, путешествуя к ледяной луне Юпитера Европе в течение следующего десятилетия.

Но даже если мы найдем инопланетную жизнь, сможем ли мы ее распознать? Поиск знакомых углеродных форм жизни, использующих воду в качестве жизнеобеспечения, может ограничить наши поиски инопланетной жизни. Ученые должны быть в состоянии полностью отличить инопланетные сообщения от всех других шумов в космосе — и даже это далеко не просто. Что, если их сообщение неотличимо от других частот? А что, если они не хотят, чтобы их нашли?

В любом случае, поиски далеки от завершения. На самом деле, во многих отношениях, поиск только начинается.

https://futurism.com/2018-unsolved-scientific-mysteries

Ссылка на основную публикацию