בעיות פתוחות באסטרונומיה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

חלק נכבד מן הבעיות הפתוחות באסטרונומיה הן תאורטיות, כלומר התאוריות הקיימות נראות כבלתי מסוגלות להסביר תופעה נצפית מסוימת או תוצאה ניסיונית מסוימת.

שאר הבעיות הן ניסיוניות, כלומר קיים קושי ביצירת ניסוי לבחינת תאוריה מוצעת או לחקור תופעה מסוימת ביתר פירוט, ואף לאשש אותה.

רוב השאלות והבעיות באסטרונומיה נוגעות לאירועים חד-פעמיים, ההתרחשויות החריגות לא חזרו על עצמן בשביל בדיקה חוזרת, ולכן הגורמים שלהן נותרו לא ברורים.

אסטרונומיה פלנטרית[עריכת קוד מקור | עריכה]

אסטרונומיה כוכבית ואסטרופיזיקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • מחזור השמש: כיצד מייצרת השמש את השדה המגנטי המתהפך שלה מדי פעם ביחס לגודלה הגדול? כיצד נוצרים כוכבים דמויי שמש בעלי שדות מגנטיים משלהם, ומה הדמיון והשוני בין מחזורי הפעילות הכוכבים לזו של השמש?[4] מה גרם למינימום של מאונדר, ואיך מחזור השמש מתאושש ממצב מינימלי?
  • בעיית העטרה המחוממת: מדוע העטרה של השמש (שכבת האטמוספירה) חמה יותר משטח השמש?
  • סופרנובות: מהו המנגנון המדויק של כוכב גוסס להתפוצץ והתפוצצות אדירה?
  • פרצי קרינת רדיו מהירים: מה גורם לפולסרי הרדיו החולפים מגלקסיות רחוקות, לפלוט רק כמה אלפיות השנייה? מדוע פרצי הרדיו חוזרים על עצמם בפרקי זמן בלתי צפויים, ואף רובם אינם עושים זאת? הוצעו עשרות דגמים, אך איש מהם לא התקבל באופן נרחב[5].
  • החלקיק Oh-My-God וקרניים קוסמיות אחרות בעלות אנרגיה גבוהה במיוחד: אילו תהליכים פיזיים יוצרים קרניים קוסמיות שהאנרגיה שלהן חורגת מהמהירות המותרת שלהם? מהו טבעו של חלקיק ה- OMG? [6]

אסטרונומיה גלקטית ואסטרופיזיקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

עקומת סיבוב של גלקסיה ספירלית טיפוסית: מצופה ( A ) ובמציאות ( B ). האם ניתן לייחס את הפער בין העקומות לחומר אפל?

חורים שחורים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קוסמולוגיה ויחסות כללית[עריכת קוד מקור | עריכה]

התפלגות משוערת של חומר קורן, חומר אפל ואנרגיה אפלה ביקום.
  • בעיית הקבוע הקוסמולוגי: מדוע אנרגיית נקודת האפס של הוואקום אינה גורמת לקבוע הקוסמולוגי לגדול? מדוע זה אינו נגרם? [18][19]
  • אנרגיה אפלה: מהו הגורם להתפשטות המואצת של היקום? מדוע צפיפות האנרגיה של רכיב האנרגיה האפלה בסדר גודל זהה לצפיפות החומר כיום כאשר השניים מתפתחים בצורה שונה למדי לאורך זמן? יכול להיות שפשוט אנו צופים בדיוק בזמן הנכון? האם אנרגיה אפלה היא קבועה קוסמולוגית טהורה, או שמא יש מודלים של שמיעה כמו אנרגיית פנטום?
  • זרימה אפלה: האם משיכת כבידה סימטרית לא כדורית מבחוץ היקום הנצפה אחראית לכמה מהתנועות הנצפות של עצמים גדולים, כמו אשכולות גלקטיים ביקום?
  • צורת היקום: מהי צורתו של היקום? האם הוא יקום פתוח, סגור או שטוח? האם האינפלציה הקוסמית השפיעה על צורתו? האם גילוי צורתו יכולה להשפיע על גורל היקום? כיצד העקמומיות נכנסת כאן לסיטואציה? האם ניתן לתאר את המרחב כיריעה בצורת היקום?

חיים מחוץ לכדור הארץ[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – חיים מחוץ לכדור הארץ
  • האם יש חיים אחרים ביקום? במיוחד האם יש חיים אינטליגנטים אחרים? אם כן, מה ההסבר לפרדוקס פרמי? [20][21]
  • האם נוסחת דרייק היא נכונה? אם כן, האם היא חיונית למציאת ציוויליזציות חוצניות?
  • אות ה"וואו!": מהו טבעו של אות זה? האם האירוע הנדיר הזה היה אכן אמיתי? אם כן, מה מקורו?

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Carnegie Institution (16 ביוני 2014). "Making Earth-Like Planets: Five Great Mysteries". YouTube. 
  2. ^ See Planets beyond Neptune#Orbits of distant objects for details.
  3. ^ "Scientists Find That Saturn's Rotation Period is a Puzzle". NASA. 28 ביוני 2004. בדיקה אחרונה ב-22 במרץ 2007. 
  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. ^ 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 Check |arxiv= value (עזרה). doi:10.1016/j.physrep.2019.06.003. 
  6. ^ Wolchover, Natalie (14 במאי 2015). "The Particle That Broke a Cosmic Speed Limit". Quanta Magazine. בדיקה אחרונה ב-4 במאי 2018. 
  7. ^ 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. 
  8. ^ Bensby, T.; Feltzing, S.; Lundström, I. (יולי 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. 
  9. ^ 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. 
  10. ^ Casagrande, L.; Silva Aguirre, V.; Schlesinger, K. J.; Stello, D.; Huber, D.; Serenelli, A. M.; Scho Nrich, R.; Cassisi, S.; Pietrinferni, A. (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 Check |arxiv= value (עזרה). doi:10.1093/mnras/stv2320. 
  11. ^ Hooper, Dan & Goodenough, Lisa (21 במרץ 2011). "Dark matter annihilation in the Galactic Center as seen by the Fermi Gamma Ray Space Telescope". Physics Letters B 697 (5): 412–428. arXiv:1010.2752. doi:10.1016/j.physletb.2011.02.029. 
  12. ^ Ferrarese, Laura; Merritt, David (2000). "A Fundamental Relation between Supermassive Black Holes and their Host Galaxies". The Astrophysical Journal 539 (1): L9–L12. Bibcode:2000ApJ...539L...9F. arXiv:astro-ph/0006053. doi:10.1086/312838. 
  13. ^ 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. 
  14. ^ Ouellette, Jennifer (21 בדצמבר 2012). "Black Hole Firewalls Confound Theoretical Physicists". Scientific American. אורכב מ-המקור ב-9 November 2013. בדיקה אחרונה ב-29 באוקטובר 2013. 
  15. ^ Isham, C. J. (1993). "Canonical Quantum Gravity and the Problem of Time". Integrable Systems, Quantum Groups, and Quantum Field Theories. NATO ASI Series (באנגלית). Springer, Dordrecht. עמ' 157–287. ISBN 9789401048743. arXiv:gr-qc/9210011. doi:10.1007/978-94-011-1980-1_6. 
  16. ^ Podolsky, Dmitry. "Top ten open problems in physics". NEQNET. אורכב מ-המקור ב-22 October 2012. בדיקה אחרונה ב-24 בינואר 2013. 
  17. ^ Brooks, Michael (19 במרץ 2005). "13 Things That Do Not Make Sense". New Scientist. Issue 2491. בדיקה אחרונה ב-7 במרץ 2011. 
  18. ^ 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. 
  19. ^ Wang, Qingdi; Zhu, Zhen; Unruh, William G. (11 במאי 2017). "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 Check |arxiv= value (עזרה). doi:10.1103/PhysRevD.95.103504. This problem is widely regarded as one of the major obstacles to further progress in fundamental physics [...] Its importance has been emphasized by various authors from different aspects. For example, it has been described as a “veritable crisis” [...] and even “the mother of all physics problems” [...] While it might be possible that people working on a particular problem tend to emphasize or even exaggerate its importance, those authors all agree that this is a problem that needs to be solved, although there is little agreement on what is the right direction to find the solution. 
  20. ^ "Rare Earth: Complex Life Elsewhere in the Universe?". Astrobiology Magazine. אורכב מ-המקור ב-28 June 2011. בדיקה אחרונה ב-12 באוגוסט 2006. 
  21. ^ Sagan, Carl. "The Quest for Extraterrestrial Intelligence". Cosmic Search Magazine. אורכב מ-המקור ב-18 August 2006. בדיקה אחרונה ב-12 באוגוסט 2006.