Нерозв'язані проблеми астрономії

Деякі з нерозв'язаних проблем астрономії є теоретичними, це означає, що наявні теорії здаються нездатними пояснити певне спостережуване явище або експериментальний результат. Інші проблеми є експериментальними, це означає, що існує складність у створенні експерименту для перевірки запропонованої теорії або більш детального дослідження явища. Деякі нерозв'язані питання в астрономії стосуються разових подій, незвичних явищ, які не повторювалися, і причини яких залишаються незрозумілими.

Планетна астрономіяРедагувати

Зоряна астрономія та астрофізикаРедагувати

  • Цикли сонячної активності: як Сонце генерує своє періодично обернене масштабне магнітне поле? Як інші зорі, схожі на Сонце, генерують свої магнітні поля, і чим схожі та відмінні їх цикли зоряної активності та цикли Сонця?[4] Що спричинило мінімум Маундера та інші великі мінімуми, і як сонячний цикл відновлюється з мінімального стану?
  • Проблема коронального нагрівання: Чому корона Сонця настільки спекотніша, ніж поверхня Сонця? Чому ефект магнітного перез'єднання на багато порядків швидший, ніж передбачено стандартними моделями?
  • Яке походження спектра зоряних мас? Тобто, чому астрономи спостерігають однаковий розподіл зоряних мас (початкова функція маси[en]), ймовірно незалежний від початкових умов?[5]
  • Наднові: Який точний механізм, завдяки якому колапс вмираючої зорі стає вибухом?
  • p-ядра: Який астрофізичний процес відповідає за нуклеосинтез цих рідкісних ізотопів?
  • Швидкі радіоімпульси: Що викликає ці короткі радіоімпульси з далеких галактик, тривалістю всього кілька мілісекунд кожний? Чому деякі швидкі радіоімпульси повторюються через непередбачувані інтервали, а більшість — ні? Запропоновано десятки моделей, але жодна не отримала широкого прийняття.[6]
  • Частинка О-Боже-Мій[en] та інші космічні промені надвисоких енергій: Які фізичні процеси створюють космічні промені, енергія яких перевищує межу ГЗК[en]?[7]
  • Природа KIC 8462852, загальновідомої як Зоря Таббі: Яке походження незвичних змін світності цієї зорі?

Галактична астрономія та астрофізикаРедагувати

 
Крива обертання типової спіральної галактики: передбачувана (А) та спостережувана (В). Чи можна невідповідність кривих віднести до темної матерії?
  • Проблема обертання галактик: Чи темна матерія відповідає за різницю в спостережуваній та теоретичній швидкості зір, що обертаються навколо центру галактик, чи це щось інше?
  • Співвідношення вік-металічність у галактичному диску: Чи існує універсальне співвідношення вік—металічність у галактичному диску (як у «тонкій», так і в «товстій» частини диска)? Хоча на локальному (насамперед тонкому) диску Чумацького Шляху немає жодних свідчень про сильний зв'язок між віком та металічністю,[8] вибірка з 229 сусідніх зір з «товстої» частини була використана для дослідження існування відношення вік-металічність у Галактичному товстому диску і вказала, що в товстому диску є співвідношення вік-металічність.[9][10] Зоряні віки, виміряні астеросейсмологією, підтверджують відсутність у Галактичному диску будь-яких сильних зв'язків вік-металічність.[11]
  • Надяскраві рентгенівські джерела (НРД): що є джерелом рентгенівських променів, які не пов'язані з активними ядрами галактик, але перевищують межу Еддінгтона нейтронної зорі чи чорної діри зоряної маси? Вони обумовлені чорними дірами середньої маси? Деякі НРД є періодичними, що говорить про неізотропне випромінення нейтронної зорі. Це стосується всіх НРД? Як така система могла формуватися і залишатися стабільною?

Чорні діриРедагувати

  • Гравітаційні сингулярності: Чи руйнується загальна теорія відносності всередині чорної діри через квантові ефекти, кручення чи інші явища?
  • Теорема про волосся: Чи мають чорні діри внутрішню структуру? Якщо так, то як можна перевірити внутрішню структуру?
  • Парадокс інформації в чорній дірі[en] та випромінювання Гокінга: Чи виробляють чорні діри теплове випромінювання, як очікується на теоретичних підставах?[12] Якщо так, і чорні діри можуть випаровуватися, що відбувається з інформацією, що зберігається в них (оскільки квантова механіка не передбачає руйнування інформації)? Або радіація припиняється в якийсь момент, залишаючи залишки чорної діри?
  • Фаєрвол: чи існує фаєрвол навколо чорної діри?[13]
  • Проблема останнього парсека: схоже, є спостереження злиття надмасивних чорних дір, і те, що, здається, є парою в цьому проміжному діапазоні, спостерігалося у PKS 1302-102.[14] Однак теорія передбачає, що коли відстань між надмасивними чорними дірами зменшиться до приблизно одного парсека, для того, щоб орбіта була достатньо близько для злиття, знадобиться мільярди років — більше, ніж вік Всесвіту.[15]

КосмологіяРедагувати

 
Приблизний розподіл темної матерії та темної енергії у Всесвіті

Позаземне життяРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. Carnegie Institution (16 June 2014). Making Earth-Like Planets: Five Great Mysteries. YouTube. 
  2. Докладніше див. планети поза Нептуном#Особливості орбіт транснептунових об'єктів.
  3. Scientists Find That Saturn's Rotation Period is a Puzzle. NASA. June 28, 2004. Процитовано 2007-03-22. 
  4. Michael J. Thompson (2014). Grand Challenges in the Physics of the Sun and Sun-like Stars. Frontiers in Astronomy and Space Sciences 1: 1. Bibcode:2014FrASS...1....1T. arXiv:1406.4228v1. doi:10.3389/fspas.2014.00001. 
  5. Kroupa, Pavel (2002). The Initial Mass Function of Stars: Evidence for Uniformity in Variable Systems. Science 295 (5552): 82–91. Bibcode:2002Sci...295...82K. PMID 11778039. arXiv:astro-ph/0201098. doi:10.1126/science.1067524. 
  6. Platts, E.; Weltman, A.; Walters, A.; Tendulkar, S.P.; Gordin, J.E.B.; Kandhai, S. (2019). A living theory catalogue for fast radio bursts. Physics Reports 821: 1–27. Bibcode:2019PhR...821....1P. arXiv:1810.05836. doi:10.1016/j.physrep.2019.06.003. 
  7. Wolchover, Natalie (2015-05-14). The Particle That Broke a Cosmic Speed Limit. Quanta Magazine. Процитовано 2018-05-04. 
  8. Casagrande, L.; Schönrich, R.; Asplund, M.; Cassisi, S.; Ramírez, I.; Meléndez, J.; Bensby, T.; Feltzing, S. (2011). New constraints on the chemical evolution of the solar neighbourhood and Galactic disc(s). Astronomy & Astrophysics 530: A138. Bibcode:2011A&A...530A.138C. arXiv:1103.4651. doi:10.1051/0004-6361/201016276. 
  9. Bensby, T.; Feltzing, S.; Lundström, I. (July 2004). A possible age-metallicity relation in the Galactic thick disk?. Astronomy and Astrophysics 421 (3): 969–976. Bibcode:2004A&A...421..969B. arXiv:astro-ph/0403591. doi:10.1051/0004-6361:20035957. 
  10. Gilmore, G.; Asiri, H. M. (2011). Open Issues in the Evolution of the Galactic Disks. Stellar Clusters & Associations: A RIA Workshop on Gaia. Proceedings. Granada: 280. Bibcode:2011sca..conf..280G. 
  11. Casagrande, L.; Silva Aguirre, V.; Schlesinger, K. J.; Stello, D.; Huber, D.; Serenelli, A. M.; Scho Nrich, R.; Cassisi, S. та ін. (2015). Measuring the vertical age structure of the Galactic disc using asteroseismology and SAGA. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 455 (1): 987–1007. Bibcode:2016MNRAS.455..987C. arXiv:1510.01376. doi:10.1093/mnras/stv2320. 
  12. Peres, Asher; Terno, Daniel R. (2004). Quantum information and relativity theory. Reviews of Modern Physics 76 (1): 93–123. Bibcode:2004RvMP...76...93P. arXiv:quant-ph/0212023. doi:10.1103/revmodphys.76.93. 
  13. Ouellette, Jennifer (21 December 2012). Black Hole Firewalls Confound Theoretical Physicists. Scientific American. Архів оригіналу за 9 November 2013. Процитовано 29 October 2013. 
  14. D'Orazio, Daniel J.; Haiman, Zoltán; Schiminovich, David (17 September 2015). Relativistic boost as the cause of periodicity in a massive black-hole binary candidate. Nature 525 (7569): 351–353. Bibcode:2015Natur.525..351D. PMID 26381982. arXiv:1509.04301. doi:10.1038/nature15262. 
  15. Milosavljević, Miloš; Merritt, David (October 2003). The Final Parsec Problem. AIP Conference Proceedings (American Institute of Physics) 686 (1): 201–210. Bibcode:2003AIPC..686..201M. arXiv:astro-ph/0212270. doi:10.1063/1.1629432. 
  16. Brooks, Michael (March 19, 2005). 13 Things That Do Not Make Sense. New Scientist. Issue 2491. Процитовано March 7, 2011. 
  17. Steinhardt, P.; Turok, N. (2006). Why the Cosmological constant is so small and positive. Science 312 (5777): 1180–1183. Bibcode:2006Sci...312.1180S. PMID 16675662. arXiv:astro-ph/0605173. doi:10.1126/science.1126231.  Проігноровано невідомий параметр |last-author-amp= (довідка)
  18. Wang, Qingdi; Zhu, Zhen; Unruh, William G. (2017-05-11). How the huge energy of quantum vacuum gravitates to drive the slow accelerating expansion of the Universe. Physical Review D 95 (10): 103504. Bibcode:2017PhRvD..95j3504W. arXiv:1703.00543. doi:10.1103/PhysRevD.95.103504. «Ця проблема широко вважається однією з основних перешкод на шляху подальшого прогресу у фундаментальній фізиці [...] ЇЇ важливість підкреслювалась різними авторами з різних аспектів. Наприклад, її описували як “справжня криза” [...] і навіть “мати всіх проблем у фізиці” [...] Хоча можливо, що люди, які працюють над певною проблемою, мають схильність наголошувати або навіть перебільшувати її важливість, всі ці автори погоджуються, що це є проблемою, яка потребує розв'язання, однак існує мало згоди щодо правильного напрямку для пошуку розв'язку.» 
  19. Podolsky, Dmitry. Top ten open problems in physics. NEQNET. Архів оригіналу за 22 October 2012. Процитовано 24 January 2013. 
  20. Rare Earth: Complex Life Elsewhere in the Universe?. Astrobiology Magazine. Архів оригіналу за 28 June 2011. Процитовано 12 August 2006. 
  21. Sagan, Carl. The Quest for Extraterrestrial Intelligence. Cosmic Search Magazine. Архів оригіналу за 18 August 2006. Процитовано 12 August 2006. 
  22. Kiger, Patrick J. (2012-06-21). What is the Wow! signal?. National Geographic Channel. Процитовано 2016-07-02.