معماهای علمی که تاکنون حل نشده اند

طی یک قرن گذشته، بشر با پیشرفت های قابل توجه علمی و فناوری روبرو شده است. پیشرفت های علمی کمک کرده اند تا به سوالات بنیادی در مورد ماهیت انسان و جهان پاسخ دهیم؛ اما همچنان مسائل حل نشده ای در علم باقی مانده است.

کد خبر: ۱۹۵۷۲۲

تاریخ: ۱۷ دی ۱۳۹۶ - ۰۴:۴۰

چرا مجبوریم هر شب بخوابیم؟ چرا هنوز قادر به دیدن ماده تاریک نیستیم؟ آیا موجودات فضایی واقعا وجود دارند؟ اینها سوالاتی هستند که قرن ها ذهن انسان را درگیر کرده اند. اما اراده بشر برای رمزگشایی از اسرار جهان، انسان را با یافتن پاسخ این سوالات نزدیک تر کرده است.

چرا به خواب نیاز داریم؟
شاید این سوال ساده به نظر برسد، اما یافتن پاسخ این سوال، پیچیده تر از چیزی است که تصور می کنید. تلاش های بی شماری برای رمزگشایی از اسرار این معما انجام شده است، اما هنوز پاسخ قطعی بدست نیامده است.

یافته های اخیر علم خواب تاحدودی موفق به رمزگشایی از پیچیدگی های مراحل خواب و فعالیت مغز حین خواب شده است، با این حال هنوز قطعاتی از این پازل ناقص است. شاید یکی از دلایل این مسأله، تفاوت های قابل توجه و عدم امکان مقایسه الگوهای خواب و فعالیت مغز انسان با حیوانات دیگر باشد.

جری سیگل، استاد دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس، عادات خواب حیوانات را مورد بررسی قرار داده است تا بتواند به این سوال پاسخ دهد که چرا انسان باید هر شب وارد مرحله ای مشابه خواب زمستانی (hibernation) شود.

خواب زمستانی به برخی حیوانات کمک می کند تا در زمانی عدم نیاز به انرژی، آن را ذخیره سازی کنند. در همه گونه ها، ذخیره سازی انرژی عامل تکاملی اصلی خواب محسوب می شود. ذخیره سازی انرژی یکی از دلایلی است که برخی دانشمندان برای تشریح علت نیاز به خواب عنوان می کنند.

به عنوان مثال، مغز انسان دارای مکانیسم هایی است که اجازه می دهد، اطلاعات غیرضروری در طول خواب پاک شوند. با توسعه ابزار رهگیری فعالیت مغز در حین خواب، می توان امیدوار بود که دانشمندان بتوانند این پازل پیچیده را تکمیل و تمامی اسرار خواب را رمزگشایی کنند.

برای شناخت کامل خواب، دانشمندان علم خواب باید به درک بهتری از فرآیندهای عصب شناسی مغز در طول چرخه خواب و بیداری دست پیدا کنند؛ اینکه چطور برخی افراد می توانند در محیط های شلوغ و پر سرو صدا بخوابند و برخی دیگر قادر به انجام این کار نیستند.

ماده تاریک چیست و چرا نمی توانیم آن را ببینیم؟
قادر به مشاهده ماده تاریک نیستیم، اما می دانیم که 26 درصد از جهان از این ماده ساخته شده است. وجود ماده تاریک را در اثر تعامل آن با ماده مرئی تشخیص داده ایم، اما همچنان ماده تاریک یکی از معماهای حل نشده پیش روی بشر است.

ماده معمولی (مرئی) از نوترون ها، پروتون ها و الکترون ها ساخته شده است، اما ماده تاریک در این طبقه بندی جای نمی گیرد. این ماده از انواع متفاوت ذرات ساخته شده است که هنوز قادر به طبقه بندی آنها نیستیم. ماده تاریک نور را جذب، منعکس یا منتشر نمی کند، اما نفوذ گرانشی آن باعث انحراف نور می شود.

محققان برخورددهنده هادرون بزرگ (LHC) در مرکز سرن در تلاش برای شناسایی ماده نامرئی از طریق شتاب دادن ذرات کوچک و بررسی انرژی و حرکت در زمان برخورد با سرعت بسیار بالا هستند.
مطالعه های اخیر نشان می دهند که آشکارسازهای امواج گرانشی می توانند امکان مشاهده ماده تاریک را برای نخستین بار فراهم کنند.

جهان چگونه بوجود آمد؟
پیشرفت های قابل توجهی در زمینه نحوه شکل گیری جهان حاصل شده است، اما منشأ اصلی آن همچنان یک معمای پیچیده باقی مانده است. شاید بهترین نظریه در مور شکل گیری جهان، نظریه انفجار بزرگ (Big Bang) باشد که عنوان می کند، جهان در حدود 13.8 میلیارد سال قبل شکل گرفت.

پل ساتر، استاد دانشگاه ایالتی اوهایو معتقد است: هرچه جلوتر می رویم، با سوالات بی پاسخ بیشتری مواجه می شویم؛ هر سوال به ظاهر ساده، چندین سوال بی پاسخ دیگر در ذهن دانشمندان ایجاد می کند.

برای اینکه بتوانیم به درک درستی از نحوه شکل گیری جهان دست پیدا کنیم، به درک جامعی از قوانین فیزیک حاکم بر ماده و پادماده (ضدماده) نیاز داریم.

سیاره نهم منظومه شمسی کجا قرار دارد؟
فراتر از کمربند کوئیپر، خوشه اسرارآمیز از اجرام در اطراف خورشید قرار دارند. آنها در مدارهایی به مراتب دورتر از نپتون، درحال چرخش در اطراف خورشید هستند و برخی از آنها بدلیل گرانش قدرتمند نپتون، در مدار آن گرفتار شده اند.
کنستانتین باتیگین، استادیار موسسه فناوری کالیفرنیا معتقد است که این ویژگی تاحدود زیادی ناشی از وجود سیاره نهم - با جرمی بزرگتر از زمین - در منظومه شمسی است.

نخستین نظریه پردازی ها در مورد وجود سیاره نهم از سال 2014 آغاز شد؛ با این حال، دانشمندان تاکنون موفق به اثبات وجود این سیاره نشده اند. با بهترین تلسکوپ های موجود، به سختی می توان وجود سیاره نهم را اثبات کرد.

با پیشرفت های اخیر در حوزه فناوری، یک تلسکوپ فوق حساس می تواند نور منعکس شده از سیاره نهم را شناسایی کرده و وجود آن را اثبات کند. ستاره شناسان در عین حال از شبیه سازی های رایانه ای برای تخمین مدار سیاره نهم و تعیین محل احتمالی آن استفاده می کنند.

آیا هوش فرازمینی واقعا وجود دارد؟
میلیاردها سال از عمر جهان می گذرد. بدون در نظر گرفتن سن جهان، بشر هنوز نتوانسته نشانه یا علامتی از وجود هوش فرازمینی بیاید. برخی تحقیقات عنوان می کنند که اکنون زمان آن فرارسیده است که موجودات فرازمینی (extraterrestrial) را پیدا کنیم؛ اما کجا باید در جستجوی آنها باشیم؟

نظریه های مختلفی در این زمینه مطرح شده است. یه عنوان مثال، یکی از نظریه ها عنوان می کند که حیات فرازمینی احتمالا در عمق لایه های یخ و سنگ در قمرهای دوردست پنهان شده اند.
به عقیده دانشمندان، حیات فرازمینی - در صورت وجود - به شکل حیات میکروبی خواهد بود. این موجودات بیگانه احتمالا در قمرهای یخی سیاره هایی مانند زحل یا مشتری وجود دارند.

ناسا با استفاده از کاوشگر گالیله قصد دارد با اسکن و رصد دقیق اروپا (Europa) طی یک دهه آینده، احتمال وجود حیات فرازمینی در قمر یخ زده مشتری را مورد مطالعه قرار دهد