TOP-10 Geheimnisse der Natur, die die Wissenschaft nicht erklären kann

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Obwohl viele Tatsachen und Theorien, über die noch immer in der Bevölkerung diskutiert wird, bei Wissenschaftlern lange Zeit keine Zweifel geweckt haben, bedeutet dies nicht, dass wissenschaftliche Vorstellungen über das Universum als erschöpfend bezeichnet werden können.

Warum gibt es mehr Materie als Antimaterie?

Im modernen Verständnis der praktischen Physik sind Materie und Antimaterie identisch, aber gegensätzlich. Wenn sie sich treffen, müssen sie sich gegenseitig zerstören und nichts zurücklassen. Und die meisten dieser gegenseitigen Zerstörungen haben sich bereits im entstehenden Universum ereignet.

Trotzdem blieb genug Materie darin, um Milliarden und Abermilliarden von Galaxien, Sternen, Planeten und vielem mehr zu erschaffen. Dies liegt an Mesonen, zusammengesetzten (nicht elementaren) Teilchen mit kurzer Halbwertszeit, bestehend aus Quarks und Antiquarks. B-Mesonen zerfallen langsamer als Anti-B-Mesonen, wodurch genügend B-Mesonen überleben, um die gesamte Materie im Universum zu bilden. Darüber hinaus können B-, D- und K-Mesonen schwingen und zu Antiteilchen werden und umgekehrt zu konstituierenden Teilchen.

Die Forschung hat gezeigt, dass Mesonen eher einen normalen Zustand annehmen, obwohl dies einfach daran liegen kann, dass es mehr normale Teilchen als Antiteilchen gibt.

Wo ist das ganze Lithium?

Früher, als die Temperatur im Universum erstaunlich hoch war, bildeten sich reichlich Isotope von Wasserstoff, Helium und Lithium.

Wasserstoff und Helium sind immer noch unglaublich reichlich vorhanden und machen den größten Teil der Masse des Universums aus, aber die Zahl der Lithium-7-Isotope, die wir heute beobachten können, ist nur ein Drittel der Vergangenheit. Dafür gibt es viele verschiedene Erklärungen – darunter Hypothesen über hypothetische Bosonen, die als Axionen bekannt sind. Andere glauben, dass Lithium von den Kernen der Sterne absorbiert wurde, die unsere Teleskope und Instrumente nicht erkennen können. Jedenfalls gibt es jetzt keine hinreichende Erklärung dafür, wohin das gesamte Lithium aus dem Universum ging.

Warum schlafen wir?

Obwohl wir wissen, dass die Prozesse im menschlichen Körper von der biologischen Uhr reguliert werden, die uns wach und schlafen lässt, wissen wir nicht, warum dies geschieht. Schlaf ist die Zeit, in der unser Körper Gewebe regeneriert und andere Regenerationsprozesse durchführt. Und wir verbringen etwa ein Drittel unseres Lebens schlafend.

Einige andere Organismen brauchen überhaupt keinen Schlaf, warum brauchen wir ihn also? Es gibt verschiedene Versionen, warum dies geschieht, aber keine davon ist eine vollständige Antwort auf die Frage. Einer Theorie zufolge haben die schlafenden Tiere die Fähigkeit entwickelt, sich vor Raubtieren zu verstecken, während andere ständig wachsam sein müssen und sich daher ohne Schlaf regenerieren und ausruhen. Ein Großteil der Schlafforschung konzentriert sich heute darauf, warum Schlaf wichtig ist und wie er die geistige Leistungsfähigkeit beeinflusst.

Was ist Schwerkraft?

Viele Menschen wissen, dass die Schwerkraft des Mondes Ebbe und Flut verursacht, die Schwerkraft der Erde uns auf der Oberfläche unseres Planeten hält, die Schwerkraft der Sonne zwingt, die Erde selbst in der Umlaufbahn zu halten. Aber wie lässt sich dieses Phänomen erklären?

Diese starke Kraft wird von Materie erzeugt, und größere Objekte können kleinere Objekte anziehen. Während Wissenschaftler herausfinden, wie die Schwerkraft funktioniert, sind sie sich nicht einmal sicher, ob sie überhaupt existiert. Ist die Gravitation eine Folge der Existenz von Gravitationsteilchen? Warum gibt es in Atomen so viel leeren Raum - das heißt, warum sind Kern und Elektronen ziemlich weit voneinander entfernt? Warum unterscheidet sich die Kraft, die Atome zusammenhält, von der Schwerkraft? Diese Fragen können wir beim gegenwärtigen Stand der Wissenschaft nicht beantworten.

Nun, wo sind sie dann?

Das beobachtbare Universum erreicht einen Durchmesser von 92 Milliarden Lichtjahren. Es ist gefüllt mit Milliarden von Galaxien mit Sternen und Planeten, und die Erde gilt heute als der einzige scheinbar bewohnte Planet. Statistisch gesehen ist die Wahrscheinlichkeit, dass unser Planet der einzige im Universum ist, auf dem es Leben gibt, äußerst gering. Warum hat sich dann noch niemand bei uns gemeldet?

Dies wird Fermi-Paradoxon genannt (nach dem italienischen Physiker Enrico Fermi, dem Schöpfer des ersten Kernreaktors der Welt). Es wurden Dutzende von Erklärungen vorgeschlagen, warum wir mit außerirdischem Leben immer noch nicht vertraut sind, von denen einige sogar zu stimmen scheinen. So können wir tagelang über diverse verpasste Signale sprechen, dass Aliens bereits unter uns sind, aber wir nicht wissen, oder dass sie uns nicht kontaktieren können. Nun, oder es gibt eine traurigere Option - die Erde ist wirklich der einzige bewohnte Planet.

Woraus besteht dunkle Materie?

Etwa 80 % der Masse des gesamten Universums besteht aus dunkler Materie. Dies ist eine so spezifische Sache, die überhaupt kein Licht aussendet. Obwohl die ersten Theorien über die Dunkle Materie vor etwa 60 Jahren auftauchten, gibt es noch immer keine direkten Beweise für ihre Existenz.

Einige Wissenschaftler glauben, dass Dunkle Materie aus hypothetischen, schwach wechselwirkenden massiven Teilchen besteht - WIMPs (WIMPs, Weakly Interacting Massive Particle), die tatsächlich 100-mal schwerer sein können als Protonen, aber nicht mit baryonischer Materie wechselwirken, unter der unsere Detektoren sind geschärft… Andere glauben, dass dunkle Materie Partikel wie Axion, Neutralino und Photino enthält.

Wie ist das Leben entstanden?

Woher kommt das Leben auf der Erde? Wie kam es dazu? Befürworter der „Ursuppe“-Theorie glauben, dass die fruchtbare Erde selbst immer komplexere Moleküle bildete, in denen das erste Leben auftauchte. Diese Prozesse fanden auf dem Meeresboden, in Vulkankratern sowie im Boden und unter Eis statt. Andere Theorien legen großen Wert auf Licht und vulkanische Aktivität.

Darüber hinaus gilt die DNA heute als die dominierende Lebensgrundlage auf der Erde, es wird jedoch auch angenommen, dass die RNA eine der ersten großen Lebensformen gewesen sein könnte. Eine weitere ungelöste wissenschaftliche Frage – gibt es neben RNA und DNA noch andere Nukleinsäuren? Ist das Leben nur einmal entstanden oder hat es einmal begonnen, wurde dann zerstört und ist dann wieder aufgetaucht? Manche glauben an Panspermie - nach dieser Theorie wurden Mikroorganismen (Lebenskeime) durch Meteoriten und Kometen auf die Erde gebracht. Selbst wenn dies wahr ist, ist unbekannt, woher das Leben an der Quelle der Panspermie kam.

Wie funktionieren tektonische Platten?

Dies mag Sie überraschen, aber die Theorie der Plattentektonik, der Bewegung von Kontinenten und der Entstehung von Erdbeben, Vulkanausbrüchen und sogar der Bildung von Bergen, wurde vor nicht allzu langer Zeit (in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts) allgemein bekannt. Obwohl bereits die Hypothese aufgestellt wurde, dass es statt vor sechstausendfünfhundert Jahren nur einen Kontinent gab, fand diese Theorie in den 1960er Jahren wenig Unterstützung. Dann setzte sich die Theorie der Ausbreitung des Meeresbodens durch.

Nach dieser Theorie markieren die riesigen Grate, die die Erdkruste unter jedem Ozean teilen, die Grenzen zwischen tektonischen Platten, die sich allmählich in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Während sich die Platten bewegen, steigt geschmolzene Masse aus dem Erdmantel auf und füllt einen Riss in der Erdkruste, und dann bewegt sich der Meeresboden langsam in Richtung des Kontinents. Aber diese Theorie wurde bald verworfen.

Auf jeden Fall sind sich die Wissenschaftler immer noch nicht sicher, was diese Verschiebungen verursacht oder wie die tektonischen Platten entstanden sind. Es gibt viele Theorien, aber keine spiegelt alle Aspekte dieser Bewegung vollständig wider.

Wie wandern Tiere?

Viele Tiere und Insekten wandern das ganze Jahr über, um saisonale Temperaturschwankungen und das Verschwinden lebenswichtiger Nahrungsressourcen zu vermeiden oder auf der Suche nach Nachbarn.

Manche legen Tausende von Kilometern zurück, wie finden sie ein Jahr später wieder zurück? Unterschiedliche Tiere verwenden unterschiedliche Navigationsmethoden. Manche sind zum Beispiel in der Lage, das Erdmagnetfeld zu spüren und verfügen über eine Art internen Kompass. Wie auch immer, Wissenschaftler verstehen immer noch nicht, wie sich diese Fähigkeiten entwickeln und warum Tiere Jahr für Jahr genau wissen, wohin sie gehen müssen.

Was ist dunkle Energie?

Von allen wissenschaftlichen Geheimnissen ist die dunkle Energie vielleicht das mysteriöseste. Während dunkle Materie etwa 80 % der Masse des Universums ausmacht, ist dunkle Energie eine hypothetische Energieform, von der Wissenschaftler glauben, dass sie 70 % des gesamten Inhalts des Universums ausmacht. Dunkle Energie ist einer der Gründe für die Expansion des Universums, obwohl eine Vielzahl von Geheimnissen damit verbunden sind, die nie gelöst wurden. In erster Linie, woraus besteht eigentlich dunkle Energie? Ist es konstant oder gibt es Schwankungen? Warum ist die Dichte dunkler Energie mit der Dichte gewöhnlicher Materie vergleichbar? Ist es möglich, die Daten zur Dunklen Energie mit Einsteins Gravitationstheorie in Einklang zu bringen, oder sollte diese Theorie revidiert werden?