Toto jsou nejpalčivější problémy dneška. Věda si s nim neví rady

Kde se bere kosmické záření

Naše atmosféra dostává konstantně zásahy energie z vesmíru. Nazývají se kosmickým zářením (v originále cosmic rays - pozn. red.) a ačkoliv pro lidstvo hrozbou nejsou, fyziky fascinují. Jejich pozorování nás naučilo mnoho o astrofyzice a fyzice částic. Ty s největší energií však zůstávají dodnes záhadou.

Už v roce 1962 byl zpozorován výboj o síle více, než 16 joulů. Pro srovnání, 1 joule je zhruba roven potřebné síle ke zvednutí jablka ze země na stůl. Všechna ta energie koncentrovaná v částici, který je sto milionů miliard miliard (ano, to je správně) krát menší, než zmiňované jablko.Kde se takové množství energie bere? Teorie hovoří o explozích supernov a hmotě v okolí černých děr. S jistotou však nikdo neví.

Co způsobilo prvotní rozpínání vesmíru

V současnosti akceptovaná teorie je taková, že raný vesmír byl oproti tomu současnému maličký. Naprosto nepatrný. Během okamžiku však něco způsobilo masivní rozpínání. Mnohem rychlejší, než jak se vesmír rozpíná v současnosti. Jako byste během setiny vteřiny nafoukli balón. Nikdo však zatím nebyl schopen vysvětlit co mohlo být spouštěčem pro takto velkou kosmickou reakci. 

Kde najdeme temnou hmotu a temnou energii

Fascinující fakt - pouze 5% vesmíru je tvořeno hmotou, kterou je možné pozorovat. Přišlo se na to, když vědci zjistili, že hvězdy na okrajích galaxie rotují mnohem rychleji, než by měly. Proč? Protože jsou obklopené něčím, co zatím nedokážeme pozorovat ani detekovat.

I přesto, že o existenci "něčeho" s přídomkem temná víme, zatím se nikdy nepodařilo tyto částice v laboratoři prozkoumat. Vědci nyní vkládají naděje do Velkého hadronového urychlovače, který se nachází ve Švýcarsku. Může se však ukázat, že produkce temné hmoty je příliš mnoho i na tento div vědy. A tak se může nadále stát, že nebudeme mít sebemenší představu, co tvoří 95% vesmíru, ve kterém žijeme.

Co je ve středu černé díry

Černé díry jsou oblíbené u každého astrofyzika. Jejich obrovská gravitační pole nám umožňují zkoumat velkou část vesmíru. Co se však nachází v jejich srdci je dodnes záhada. Podle některých vědců tam je tzv. "gravitační singularita" - bod nekonečné hustoty s obrovskou masou soustředěnou na maličkém prostoru. Těžko představitelné a upřímně i celkem děsivé. Autoři sci-fi už dlouho sní o tom, že skrz černou díru by bylo možné cestovat prostorem i časem. Jisté je, že to jen tak nezjistíme.

Inteligentní život ve vesmíru

O mimozemšťanech toho bylo řečeno mnoho. Někdo v ně věří, někdo ne, někdo si libuje v konspiračních teoriích. Faktem je, že naprostá shoda nepanuje a dokud se neobjeví přímý důkaz, ani nebude.

Astronom Frank Drake dal dohromady různá vysvětlení, proč jsme zatím nikdy s jinou vesmírnou existencí nekomunikovali. Možná, že život je běžný, ale inteligentní život je vzácný. Možná každá civilizace zahyne krátce poté, co se u ní vyvine schopnost mezihvězdné komunikace - s atomovými zbraněmi a umělou inteligencí tomu lidstvo nemá daleko. 

Dokonce bylo navrhnuto, že nulová komunikace s mimozemšťany je důkazem pro kreacionismus. Člověka stvořil Bůh... a nebo nějaká počítačová simulace. A kosmičtí hráči prostě nemají rádi multiplayer. Stejně jako u dalších věcí na tomto seznamu, pravdu snad ukáže budoucnost.

Je možné překonat rychlost světla?

Současná teorie říká, že to není možné. Že pro překonání rychlosti světla je třeba nekonečné množství energie. Pokud by se prokázalo, že něco přeci jen rychlejší je, absolutně by to nabouralo všechny současné teorie o fungování vesmíru a stvořilo paradoxy, které jsou zdánlivě nevysvětlitelné. Všechno se tak přiklání k myšlence, že rychlost světla je rychlostí maximální. Ale jeden nikdy neví.

Otázka za milion

Zpět na naší planetu. Zkuste si hrát s kohoutkem - když pustíte vodu trochu, voda normálně teče. Fyzikálně dokonale popsáno a vyřešeno. Když však zapnete proud na maximum, začne tryskat a prskat. Jev, který lidstvo dosud dokonale nepochopilo. Říká se mu turbulence.

Turbulence je známá především z letadel a je to vlastně to samé. Navierova-Stokesova rovnice popisuje, jak by tekutiny a vzduch měly plynout. Pro jednoduchý a stálý proud rovnice perfektně funguje. Pro turbulentní proud rovnice fungovat přestává a nikdo zatím nedokázal vysvětlit proč.

A proč otázka za milion? Její vyřešení by velmi pomohlo s předpovědí počasí. Clay Institute tak za její vyřešení nabízí celý 1 milion amerických dolarů.

Supravodiče při pokojové teplotě

Supravodiče jsou jedním z nejdůležitějších vynálezů lidstva. Speciální materiály ochlazené na dostatečně nízkou teplotu nekladou žádný odpor elektrickému proudu a šetří tak neskutečné množství energie.

V současnosti je velké množství energie nenávratně ztraceno cestou po našich kabelech. Supravodič tento problém vyřeší. Jediný problém je, že pro fungování musí být ochlazen alespoň na -140°C a spíše ještě níže. Chlazení pak často stojí více peněz, než ušetří. Vyvinutí supravodiče, který by nepotřeboval rapidní zchlazení, je skutečným svatým grálem současné fyziky.

Jednotná velká teorie

Ve 20. století byly vyvinuty dvě teorie, které fyzice dominují dodnes. Teorie kvantové mechaniky a obecná teorie relativity. Obě jsou respektované a pokládané za pravdivé. Jediný problém je, že mezi sebou prostě nejsou kompatibilní.

Není možné vysvětlit gravitaci tak, aby dávala smysl v kvantové mechanice. Teorie obecné relativity zase nepočítá s efekty kvantové mechaniky. Od té doby, co si to experti uvědomili, začalo se pracovat na takzvané Teorii všeho. Ano, podle toho se jmenoval ten pěkný životopisný film o Stephenu Hawkingovi.

Hledání základní teorie, která by z velkého nadhledu popsala fungování celého světa, stále pokračuje. Není to jedna věc, která by se jen tak dala objevit. Pokud vůbec někdy vznikne, bude to úsilí celých generací vědců.