Od našeg kozmičkog susjedstva do udaljenih rubova kozmičkog oceana, naš je svemir pun tajni. Drevni su astronomi stoljećima promatrali komete i pitali se kakav je kemijski sastav zvijezda. Te stare zagonetke danas imaju odgovor, no to ne znači da znamo sve. Teleskopi su nam pomogli progledati dublje u svemir, a svaki prizor s kojim smo se susreli postavio je više pitanja nego što je pružio odgovora.

Dok su starogrčki astronomi promatrali komete, današnji si postavljaju pitanja o crnim rupama, prirodi zakona fizike i našem mjestu u svemiru.

Donosimo pet velikih pitanja o svemiru na koja još nismo dobili odgovore.

Kako nastaju galaksije?

Jednostavan odgovor na ovo pitanje je gravitacija - primordijalna tvar novonastalog svemira nije se ravnomjerno rasprostranila. Područja veće gustoće privukla su više tvari te su s vremenom narasla dok su prazni prostori postali prazniji, što znači da se unatoč širenju svemira tvar sakupljala u nakupine koje su se s vremenom pretvorile u galaksije.

Kozmolozi proučavaju rođenja galaksija u brzoširećem svemiru uz pomoć računalnih simulacija kojima na vrlo moćnim računalnim sustavima mogu napraviti virtualne modele cijelog svemira.

Nakon što ga stvore i prouče statistika rezultirajuće distribucije galaksija uspoređuje se sa strukturom cijelog svemira. Dobra vijest je to što se jedan model jako dobro poklapa sa stvarnim svemirom u kojem se većina tvari sastoji od tamnih čestica koje rijetko ulaze u interakciju s atomima.

Loša vijest je to što brojni modeli također predviđaju velike galaksije okružene stotinama malih - nešto što u pravom svemiru još nismo vidjeli. Konačno, također nam nije posve jasno kako su prve masivne galaksije uopće mogle nastati tako brzo nakon Velikog praska.

Je li Sunčev sustav jedinstven?

Zanimljiva stvar vezana uz ovo pitanje je, među ostalim, njegovo postojanje. Sve do sredine devedesetih godina prošlog stoljeća astronomi nisu znali ništa o postojanju drugih sunčevih sustava, osim nekolicine planeta koji se vrte oko udaljenih pulsara - kompaktnih zvjezdanih trupala koja izbijaju smrtonosne X-zrake.

Uz sve znanje koje smo sakupili do danas, odgovor na ovo pitanje moglo bi glasiti 'da', u smislu toga da znamo da naš sustav nije jedinstvena pojava. Za početak, astronomi sad znaju da suncolike zvijezde oko sebe mogu imati jedan ili više planeta. Lovci na te egzoplanete otkrili su mnoge čudne svjetove, uključujući vruće jupitere koji su se zavrtjeli u male i brze orbite, izbijajući druge planete u produljene putanje ili izbacujući ih iz sustava, piše Skyatnight.

Uzmemo li u obzir znanje o negostoljubivim planetarnim sustavima, u svemiru nema baš toliko puno njih na koje se samo trebamo spustiti kako bismo ih naselili. Također valja napomenuti da trenutna generacija teleskopa ne može prepoznati sustave poput našeg, a one buduće i to će moći.

Da zaključimo, sustavi poput našeg rijetka su pojava, ali postoje - sve što trebamo napraviti je pronaći ih.

Što je uzrokovalo Veliki prasak?

Ovo je pitanje vrlo sugestivno zato što pronalaženjem uzroka Velikog praska definirate događaj koji je doveo do nastanka cijelog svemira. Problem je to što termin 'prije' ovdje možda ne znači ništa. Veliki prasak možda nije samo obilježen nastankom tvari i energije, već i vremena i prostora. Ako je to zbilja istina, onda je dosta teško raspravljati o nekom logičnom uzroku nastanka svemira.

Vrlo je jasno da ovime ulazimo u polje filozofije, što objašnjava zašto je velik broj kozmologa pokušao zaobići ideju spontane kreacije cijelog svemira - ni od čega. Sve donedavno znanstvenici su vjerovali da će se svemir u jednom trenu opet urušiti te dovesti do novog praska, no nova otkrića navode da trenutna ekspanzija vjerojatno neće stati. Umjesto toga dio fizičara sugerira da je Veliki prasak uzrokovan našim 'četverodimenzionalnim' prostorom i vremenom koji se sudario s drugim svemirom što je plutao blizu našeg u 'rasutom prostoru' više dimenzije.

Ako želite ići dublje u zečju rupu, postavite si ovo pitanje: ako je nešto uzrokovalo Veliki prasak, što je uzrokovalo taj uzrok?

Kako će izgledati kraj svemira?

Kratak odgovor na ovo pitanje je 'možda i neće'. Ljudi umiru, planeti erodiraju, zvijezde eksplodiraju dok crne rupe nestaju - svemir bi, u drugu ruku, mogao zauvijek postojati. Kozmički baby boom, razdoblje u kojem je nastajalo najviše zvijezda, daleko je iza nas, što znači da ćemo morati pričekati još sto milijardi godina da se formiranje zvijezda potpuno obustavi.

Izuzmemo li zvijezde i pogledamo li prema doslovno cijelom svemiru, dolazimo do novih saznanja. Tako smo 1998. otkrili tajnovitu akceleraciju ekspanzije svemira poznatu kao tamna energija - mnogi astronomi vjeruju da ona nikad neće usporiti niti vratiti se u 'početni stadij'. Drugim riječima, u dalekoj će budućnosti galaksije biti međusobno udaljenije nego danas, učinivši svemir mračnim i usamljenim mjestom.

Tajna ove slagalice je precizno redanje događaja. Možda su sve elementarne čestice nestabilne i tvar će u jednom trenu potpuno nestati. Tajnovita tamna energija koja pokreće ubrzanje svemira mogla bi s vremenom postati jača te dovesti svemir do točke u kojoj će se doslovno sam rastrgati.

Je li Einstein bio u krivu?

Prije nego što pokušamo dati odgovor, postavit ćemo drugo pitanje - je li Isaac Newton bio u krivu? Njegova teorija gravitacije dovoljno je precizna da omogući let svemirskog broda do Mjeseca, no slama se nakon što dosegnemo dovoljno velike brzine ili unutar jakih gravitacijskih polja.

Einsteinova teorija relativnosti ovdje služi kao bolja alternativa - ona točno opisuje savijanje zvjezdane svjetlosti gravitacijom, orbitalni raspad binarnih pulsara te savijanje prostora i vremena oko crne rupe. Upravo je zato zakon relativnosti najbolja teorija gravitacije.

Ponavljamo ovo pitanje iz jednostavnog razloga - zato što će se povijest u jednom trenu možda ponoviti. Fizičari će možda otkriti sićušne utjecaje koji nalažu još bolju teoriju o gravitaciji. Štoviše, neobjašnjeno ubrzanje letjelica poput Pioneera 10 i 11, koji su pod utjecajem Sunca i planeta više usporili nego što se očekivalo, koristi se kao dokaz o postojanju nove fizike.

Uz pomoć telemetrije i astronomskih promatranja, provedeni su mnogi precizni testovi zakona relativnosti. Einsteinov je zakon prošao sve dosadašnje testove, no fizičarima to nije dosta - oni će nastaviti testirati sve dok ne pronađu mjesto gdje 'puca' te dovesti ga do točke u kojoj mu ne proturječimo, već samo dolazimo do zaključka da je - nedovršen.