¿Cuáles son los problemas desafiantes en física que aún no se han resuelto?

Asimetría de materia y antimateria

Cuando ocurrió el Big Bang, Matter y Anti Matter surgieron espontáneamente. Cada partícula de materia, digamos un electrón, tiene una contraparte antimateria, el positrón. Cuando la materia y la antimateria interactúan entre sí, se aniquilan entre sí.

Por ejemplo, la materia y la antimateria se están forjando dentro del sol en cada momento. Se combinan inmediatamente para dar energía (E = mc ^ 2). Esta ecuación sigue produciendo energía y masa todo el tiempo.

Pero la gran brecha en nuestra comprensión actual es que la materia y la materia no se producen por igual . Por cada mil millones de pares de materia-antimateria, hay una partícula de materia, que no tiene contraparte antimateria. Sí, la materia es RARA. Sin embargo, esta asimetría es suficiente para dar cuenta de toda la materia que vemos en el universo. Todo lo que vemos y amamos es materia. ¿Dónde está la ANTI MATERIA?

Esta asimetría ha engañado a los científicos por un tiempo. Los experimentos en LHC han arrojado algo de luz sobre este fenómeno observado, pero no es concluyente.

Entonces,

Cuando conoces a un extranjero:
Si un día te encuentras con una especie alienígena y te quieren dar la mano. Siempre lanza una moneda a ellos primero. Si atrapan la moneda y no pasa nada, puede tocarlos con seguridad. Si la mano del Alien (suponiendo que tenga una) explota cuando entra en contacto con la moneda, puede estar seguro de que el Alien está hecho de Anti Matter.

Hace un par de años, un lógico, matemático y filósofo austriaco-estadounidense dio una declaración realmente inusual en una forma inusual, sobre la cual todos sabemos pero no podemos expresar. Era un teorema llamado el teorema de incompletitud de Godel . Este teorema establece que cualquier sistema formal que implique el uso de suficientes números naturales es siempre incompleto y, por lo tanto, infinito . Esto significa que la Física, las Matemáticas y todas las demás ciencias siempre tendrían algo u otro para destruir nuestros pequeños cerebros.

Hay muchos problemas en Física que permanecen sin resolver y no se espera que se resuelvan pronto. ¡Los físicos de todo el mundo están abordando ecuaciones complejas que contienen miles de tensores, variables y constantes, incluso ahora! No sería justo para la física del espíritu enumerar algunos problemas, lo que sugiere una mayor importancia, pero aún así, haré lo mejor que pueda.

Algunos de los problemas que actualmente irritan a los físicos de todo el mundo son:

  • El origen del universo: Quizás el más grande de todos, el origen del universo continúa desconcertando a los humanos en todo el mundo, exhibiendo un comportamiento inesperado en momentos inesperados, tal vez este misterio nunca podría resolverse, a menos que resolvamos crear otro universo, lo cual es altamente improbable .
  • Inflación cósmica : esta teoría se propuso por primera vez hace casi un siglo, y todavía nos encontramos incapaces de comprender los detalles y la entropía del vasto, vasto universo. Parece correcto la mayoría de las veces, pero aún no sabemos si es correcto o no, y es posible que nunca lo sepamos.
  • Materia oscura: este asunto es oscuro, frío y empinado,

Y tiene muchos secretos para guardar

No, en realidad no. ¿Qué es la materia oscura? No lo sabemos ¿Por qué hay materia oscura allí? No lo sabemos ¿De qué está hecho? No lo sabemos! ¿Dónde está la materia oscura? No lo sabemos ¿Cómo se formó la materia oscura? Nosotros tampoco sabemos eso. Tenemos poca información cuando se trata de materia oscura. Simplemente sabemos que está ahí, porque pudimos encontrar una gran diferencia en la cantidad de materia estimada en el universo, como se observó y la que se obtiene calculando. Los científicos de todo el mundo trabajan incansablemente para detectarlo, pero, por desgracia, no se puede encontrar en ningún lugar, o tal vez, ¡en todas partes!

  • Energía oscura: ¡ Demasiada oscuridad nunca puede conducir a la luz! Un oscuro, una vez más! Esto nos desconcierta aún más que Dark Matter. No sabemos nada al respecto, excepto que está allí y consiste en una parte importante de nuestro universo. Originalmente se planteó la hipótesis cuando se descubrió que la expansión del universo se está acelerando (La fase de De Sitter del universo)
  • Fin del Universo: ¡Todavía no sabemos sobre el principio, y ya estamos empezando a preocuparnos por el final! ¡La naturaleza humana, digo! Se han propuesto, adivinado e incluso profetizado muchas teorías sobre el fin del universo. Algunos implican un Big Chill, Big Crunch, Big Rip, Big Bounce, o tal vez otro universo que brota en el nuestro, según lo propuesto por una nueva teoría.
  • Quantum Gravity: Quantum Gravity es un rompecabezas en sí mismo, que conduce a muchos otros fenómenos desconcertantes. No creo que entendamos ni siquiera un poco cuántico sobre la gravedad cuántica. Si resolvemos el enigma principal de la gravedad cuántica, entonces podríamos (probablemente) unir la teoría cuántica y la relatividad general, para hacer una teoría casi perfecta de todo . Tal vez un Graviton sea la clave, pero primero tendremos que encontrar la cerradura.
  • Agujeros negros: los agujeros negros no son negros ni son agujeros. Son una gran cantidad de masa, en un pequeño volumen. Nosotros sabemos eso. Pero lo que no sabemos es que lo que le sucede al Espacio-Tiempo en un agujero negro, lo que sucede cuando un objeto entra dentro de un agujero negro, cuando la Relatividad General y la Mecánica Cuántica finalmente se unen, ¿Realmente los agujeros negros producen Radiación Térmica, como en Hawking Radiation, y ¿se pierde la información en un Black Hole, para siempre?
  • Fenómenos no locales / entrelazamiento: el entrelazamiento cuántico todavía nos desconcierta cuando lo pensamos. Estos parecen violar completamente las leyes conocidas de la Física, incluida una de las primeras y más importantes leyes de Newton, que establecía que para que cualquier acción tenga lugar, se requiere energía. También viola las leyes de la termodinámica.
  • Mecanismo de Higgs: Otro problema desconcertante, el Bosón de Higgs recientemente probado que existe, proporciona otro conjunto de problemas para que los físicos se ocupen de ellos. En primer lugar, todavía no sabemos si la partícula detectada realmente era el bosón de Higgs, aunque esperamos que sí.
  • Hay más problemas sin resolver en Física de los que podemos imaginar, y quizás, un buen día, encontraremos las soluciones para todos ellos, pero ese día no llegará pronto. El universo se vuelve increíble cuando se trata de física. No sabemos qué maravillas contempla en esos cielos estrellados, pero estoy seguro de que son demasiado grandes para cautivar a los humanos.

PD: Puede que me haya olvidado de agregar algunos destacados, así que revise la página de Wikipedia para obtener más detalles y las opiniones colectivas de más personas. Lista de problemas no resueltos en física