Entonces, ¿cuáles son algunos de los principales misterios que mantienen a los científicos ocupados? Aquí está nuestro top ten:
¿Por qué hay más materia que la antimateria?
De acuerdo con nuestra comprensión actual de la física de partículas, la materia y la antimateria son iguales pero opuestas. Cuando se encuentran, deben destruirse entre sí y no dejar nada, y la mayoría de esas aniquilaciones deberían haber ocurrido al principio del Universo. Sin embargo, quedaba suficiente materia para hacer que los billones y billones de galaxias, estrellas, planetas y todo lo demás. Varias explicaciones rodean a los mesones, que son partículas subatómicas de corta duración hechas de un quark y un antiquark. Los mesones B se descomponen más lentamente que los mesones anti-B, lo que podría haber dado lugar a que suficientes mesones B sobrevivan a la interacción para crear toda la materia en el Universo. Además, los mesones B, D y K pueden oscilar y convertirse en antipartículas y luego de nuevo. Los estudios han sugerido que es más probable que los mesones asuman el estado normal, lo que también puede ser la razón por la cual las partículas regulares superan en número a las antipartículas.
¿Dónde está todo el litio?
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A principios del Universo, cuando las temperaturas eran increíblemente altas, los isótopos de hidrógeno, helio y litio se sintetizaban en abundancia. El hidrógeno y el helio todavía son increíblemente abundantes y constituyen casi toda la masa en el Universo, aunque solo hay alrededor de un tercio del litio-7 que deberíamos ver. Hay una amplia variedad de explicaciones de por qué pudo haber ocurrido esto, incluidas algunas hipótesis sobre bosones hipotéticos conocidos como axiones, y otras creen que está atrapada en el núcleo de las estrellas, que nuestros telescopios e instrumentos actuales no pueden detectar. Sin embargo, actualmente no hay una clara teoría de ejecución para explicar esta ausencia de litio en el Universo.
¿Por qué dormimos?
Si bien sabemos que el cuerpo humano está regulado por un reloj circadiano que mantiene a los humanos en un ciclo de sueño / vigilia, realmente no sabemos por qué. Dormir es el momento en que nuestro cuerpo repara los tejidos y realiza otras actividades de mantenimiento, y pasamos casi un tercio de nuestras vidas dormitando. Algunos otros organismos no necesitan dormir en absoluto, entonces, ¿por qué nosotros? Hay algunas ideas diferentes por ahí, pero ninguna parece responder sólidamente a la pregunta. Algunos teorizan que los animales que pueden dormir han desarrollado la capacidad de esconderse de los depredadores, mientras que otros que necesitan permanecer más alertas pueden descansar y regenerarse de otras maneras sin irse a dormir por completo. Si bien los científicos no saben bien por qué lo hacemos, están empezando a aprender más sobre por qué es importante y cómo el sueño afecta cosas importantes como la plasticidad cerebral.
¿Cómo funciona la gravedad?
Todos sabemos que la gravedad de la Luna causa mareas, la gravedad de la Tierra nos mantiene en la superficie y la gravedad del Sol mantiene a nuestro planeta en órbita, pero ¿cuánto lo entendemos realmente? Esta poderosa fuerza se genera a partir de la materia, y los objetos más masivos, por lo tanto, tienen una mayor capacidad para atraer otros objetos. Si bien los científicos comprenden mucho sobre cómo actúa la gravedad, no están realmente seguros de por qué existe. ¿Por qué los átomos son en su mayoría espacios vacíos? ¿Por qué la fuerza que mantiene unidos a los átomos es diferente de la gravedad? ¿Es la gravedad realmente una partícula? Estas son respuestas que realmente no podemos responder con nuestra comprensión actual de la física.
¿Donde está todo el mundo?
El Universo observable tiene 92 mil millones de años luz de diámetro, lleno de miles de millones de galaxias con estrellas y planetas, pero la única evidencia de cualquier vida en cualquier lugar está aquí en la Tierra. Estadísticamente, las probabilidades de que realmente seamos los únicos seres vivos en el Universo son increíblemente bajas, entonces ¿por qué diablos no nos hemos conectado con nadie más todavía? Esto se conoce como la Paradoja de Fermi, y ha habido docenas de sugerencias para explicar por qué no hemos encontrado vida extraterrestre; Algunos más plausibles que otros. Probablemente podríamos hablar sobre todas las diferentes posibilidades durante días sobre si estamos perdiendo señales o no, si realmente han estado aquí y no lo sabíamos, no pueden / no quieren hablar con a nosotros, o —el escenario extremadamente improbable— si la Tierra es el único planeta con vida.
¿De qué está hecha la materia oscura?
Alrededor del 80% de toda la masa en el Universo está hecha de materia oscura. La materia oscura es algo bastante peculiar, ya que no emite ninguna luz. Aunque se teorizó por primera vez hace unos 60 años, no hay ninguna evidencia directa de su existencia. Muchos científicos creen que la materia oscura se compone de partículas masivas de interacción débil (WIMP), que podrían ser hasta 100 veces más masivas que un protón, pero no interactúan fácilmente con la materia bariónica que nuestros instrumentos fueron diseñados para detectar. Otros candidatos para la composición de la materia oscura incluyen axiones, neutralinos y fotinos.
¿Cómo comenzó la vida?
¿De dónde viene la vida en la Tierra? ¿Como paso? Los que creen en el modelo de la Sopa Primordial creen que una Tierra primitiva rica en nutrientes eventualmente formó moléculas cada vez más complejas que dieron origen a la vida. Esto podría haber tenido lugar en los respiraderos profundos del océano, en arcilla o bajo hielo. Diferentes modelos también otorgan niveles variables de importancia a la presencia de rayos o actividad volcánica para el engendro de la vida. Si bien el ADN es la base predominante para la vida en la Tierra ahora, se ha sugerido que el ARN podría haber dominado las primeras formas de vida. Además, otros científicos cuestionan si alguna vez existieron otros ácidos nucleicos aparte del ARN o el ADN. ¿Surgió la vida solo una vez, o es posible que se haya creado, eliminado y luego reiniciado? Algunos creen en la panspermia, en la cual la vida microbiana fue traída a la Tierra a través de meteoritos o cometas. Incluso si eso es cierto, no responde a la pregunta de cómo se originó esa vida.
¿Cómo funcionan las placas tectónicas?
Puede parecer sorprendente, pero la teoría de las placas continentales moviéndose, reorganizando los continentes y causando terremotos, erupciones volcánicas e incluso formando montañas, solo ha recibido un apoyo generalizado recientemente. Aunque se postuló por primera vez alrededor de 1500 que los continentes alguna vez pudieron encajar (no es realmente un tramo para cualquiera que haya visto un mapa), la idea no ganó mucha tracción hasta la década de 1960, cuando la hipótesis del mar -la extensión del suelo, donde las rocas son arrastradas hacia el manto de la Tierra, recicladas y devueltas a la superficie como magma, fue respaldada por evidencia física. Sin embargo, los científicos no están completamente seguros de qué impulsa este movimiento o exactamente cómo se crearon los límites de las placas. Hay muchas teorías, pero ninguna de ellas aborda completamente todos los aspectos de esta actividad.
¿Cómo migran los animales?
Muchos animales e insectos migran a lo largo del año para escapar de las cambiantes temperaturas estacionales y los recursos menguantes que vienen con él o para encontrar parejas. Algunas de estas migraciones pueden llegar a miles de kilómetros en una dirección, así que, ¿cómo encuentran su camino de regreso año tras año? Diferentes animales usan diferentes herramientas de navegación, incluidos algunos que pueden aprovechar el campo magnético de la Tierra y usarlos como una brújula. Sin embargo, los científicos aún no saben cómo evolucionó este rasgo o cómo los animales sin entrenamiento saben exactamente dónde ir temporada tras temporada.
¿Qué es la energía oscura?
De todos los grandes misterios de la ciencia, la energía oscura podría ser el más enigmático de todos. Mientras que la materia oscura constituye aproximadamente el 80% de toda la masa, la energía oscura es una forma hipotética de energía que se cree que representa alrededor del 70% de todo el contenido en el Universo. La energía oscura ha sido implicada como la causa de la expansión del Universo, aunque todavía hay una cantidad considerable de misterio con respecto a sus supuestas propiedades. En primer lugar, ¿de qué está hecho? ¿Es la energía oscura constante, o hay fluctuaciones a lo largo de la extensión del espacio? ¿Por qué la densidad de la energía oscura parece coincidir con la densidad de la materia regular? ¿Se puede reconciliar la energía oscura con la teoría de la gravedad de Einstein, o es necesario que la teoría sea reevaluada?