Seznam nevyřešených problémů v astronomii - List of unsolved problems in astronomy

Některé nevyřešené problémy v astronomie jsou teoretické, což znamená, že stávající teorie se zdají být neschopné vysvětlit určitý pozorovaný jev nebo experimentální výsledek. Ostatní jsou experimentální, což znamená, že je obtížné vytvořit experiment, který by otestoval navrhovanou teorii nebo zkoumal jev podrobněji. Některé nevyřešené otázky v astronomii se týkají jednorázových událostí, neobvyklých událostí, které se neopakovaly a jejichž příčiny proto zůstávají nejasné.

Planetární astronomie

• Planetární systémy: Jak to jde navýšení tvoří planetární systémy?^[1] Kde se Země pochází voda?^[1]
• Existují nějaké planety za Neptunem ? Jaké je vysvětlení pro protáhlé oběžné dráhy skupiny Kuiperův pás předměty?^[2]
• Rychlost rotace Saturn: Proč magnetosféra Saturnu otáčet se rychlostí blízkou rychlosti otáčení mraků planety? Jaká je skutečná rychlost rotace hlubokého nitra Saturnu?^[3]
• Jak neobvyklé je naše Sluneční Soustava ? Někteří pozorovali planetární systémy obsahovat Superzemě a Žhavé Jupitery který obíhá velmi blízko své hvězdy (dokonce blíže než Merkur). Systémy s planetami podobnými Jupiteru na oběžných drahách podobných Jupiteru se zdají být vzácné. Je to kvůli našemu nedostatku údajů vzhledem k obtížnosti pozorování exoplanet? Nebo to lze vysvětlit Velká hypotéza připínáčku ?^[4]
• Jaký je původ řetěz vysokých hor které těsně sledují rovník Saturnova měsíce z Iapetus ? Je to pozůstatek horkého a rychle rotujícího mladého Iapeta? Je to výsledek materiálu (buď z prstence Saturnu nebo z jeho vlastního prstenu), který se přesčas shromáždil na povrchu?^[5][6]

Hvězdná astronomie a astrofyzika

• Sluneční cyklus: Jak Slunce generuje své periodické couvání velkého magnetického pole? Jak ostatní hvězdy podobné slunečnímu záření generují své magnetické pole a jaké jsou podobnosti a rozdíly mezi cykly hvězdné aktivity a slunečními?^[7] Co způsobilo Maunderovo minimum a další velká minima a jak se solární cyklus zotavuje z minimálního stavu?
• Koronální problém s ohřevem: Proč je sluneční korona (vrstva atmosféry) mnohem teplejší než povrch Slunce? Proč je magnetické opětovné připojení ovlivnit mnoho řádů rychleji, než předpovídaly standardní modely?
• Jaký je původ hvězdného hmotnostního spektra? To je důvod, proč astronomové pozorují stejné rozložení hvězdných hmot - to funkce počáteční hmotnosti - zjevně bez ohledu na počáteční podmínky?^[8]
• Supernovy: Jaký je přesný mechanismus, kterým se z imploze umírající hvězdy stane exploze?
• p-jádra: Za jaký astrofyzikální proces je zodpovědný nukleogeneze těchto vzácných izotopů?
• Rychlé rádiové záblesky (FRBs): Co způsobuje tyto přechodné rádiové pulsy ze vzdálených galaxií, které trvají jen několik milisekund? Proč se některé FRB opakují v nepředvídatelných intervalech, ale většina ne? Byly navrženy desítky modelů, ale žádný nebyl široce přijímán.^[9]
• The Částečka, můj bože a další ultra vysokoenergetické kosmické paprsky: Jaké fyzikální procesy vytvářejí kosmické paprsky, jejichž energie přesahuje GZK cuttoff ?^[10]
• Povaha KIC 8462852, běžně známá jako Tabby's Star: Jaký je původ neobvyklého zářivost změny této hvězdy?

Galaktická astronomie a astrofyzika

Rotační křivka typické spirální galaxie: předpovězeno (A) a pozorováno (B). Lze nesoulad mezi křivkami připsat temné hmotě?

• Problém s rotací galaxie: Je temná hmota zodpovědný za rozdíly v pozorované a teoretické rychlosti hvězd otáčejících se kolem středu galaxií, nebo je to něco jiného?
• Vztah věk – metalita na galaktickém disku: Existuje univerzální vztah věk – metalita (AMR) na galaktickém disku („tenká“ i „tlustá“ část disku)? I když na místním (primárně tenkém) disku mléčná dráha neexistují žádné důkazy o silné AMR,^[11] vzorek 229 blízkých „tlustých“ hvězd disku byl použit k prozkoumání existence vztahu věk-metalicita v galaktickém tlustém disku a naznačuje, že v tlustém disku je vztah věk-metalita.^[12][13] Hvězdné věky z asteroseismologie potvrzují neexistenci jakéhokoli silného vztahu věk-metalicita na galaktickém disku.^[14]
• Ultraluminous rentgenové zdroje (ULX): Co napájí rentgenové zdroje, s nimiž nejsou spojeny aktivní galaktická jádra ale překročit Eddingtonův limit a neutronová hvězda nebo hvězdná černá díra ? Jsou kvůli mezilehlé černé díry ? Některé ULX jsou periodické, což naznačuje neizotropní emise z neutronové hvězdy. Platí to pro všechny ULX? Jak by se takový systém mohl vytvořit a zůstat stabilní?
• Jaký je původ Přebytek GeV v Galaktickém centru ?^[15]
• Infračervená / TeV krize - nedostatek útlumu velmi energetických gama paprsků z extragalaktických zdrojů.^[16][17][18]

Černé díry

• Gravitační singularity: Ano obecná relativita rozebrat v interiéru a Černá díra kvůli kvantové efekty, kroucení, nebo jiné jevy?
• Věta bez vlasů: Mají černé díry vnitřní strukturu? Pokud ano, jak lze zkoumat vnitřní strukturu?
• Supermasivní černé díry: Jaký je původ Vztah M-sigma mezi hmotou supermasivní černé díry a rozptylem rychlosti galaxie?^[19] Jak nejvzdálenější kvasary rostou jejich supermasivní černé díry až na 10¹⁰ sluneční hmoty tak brzy v historii vesmíru?
• Informační paradox o černé díře a záření černé díry: Produkují černé díry tepelné záření, jak se teoreticky očekávalo?^[20] Pokud ano, a černé díry se mohou odpařit, co se stane s informacemi v nich uloženými (protože kvantová mechanika neposkytuje ničení informací)? Nebo se radiace v určitém okamžiku zastaví a zanechá zbytky černé díry?
• Firewally: Existuje firewall kolem černé díry?^[21]
• Závěrečný problém parsec: Zdá se, že se supermasivní černé díry spojily a bylo pozorováno to, co se jeví jako dvojice v tomto středním rozsahu, v PKS 1302-102.^[22] Teorie však předpovídá, že když supermasivní černé díry dosáhnou vzdálenosti asi jednoho parseku, bude trvat miliardy let, než se spojí na dostatečně těsné oběžné dráze - více než ve věku vesmíru.^[23]

Kosmologie

Odhadované rozložení temné hmoty a temné energie ve vesmíru

• Temná hmota: Jaká je identita temné hmoty?^[24] Je to částice ? Je to nejlehčí superpartner (LSP)? Udělejte jevy připisované temné hmotě neukazují na nějakou formu hmoty, ale ve skutečnosti na prodloužení gravitace ?
• Temná energie: Co je příčinou pozorovaného zrychlená expanze (de Sitterova fáze ) vesmíru? Proč je hustota energie složky temné energie stejné velikosti jako hustota hmoty v současnosti, když se tyto dvě vyvíjejí v průběhu času zcela odlišně; mohlo by to být jednoduše tím, že pozorujeme přesně na správný čas ? Je temná energie čistá kosmologická konstanta nebo jsou jejími modely kvintesence jako fantomová energie použitelný?
• Baryonova asymetrie: Proč je toho mnohem víc hmota než antihmota v pozorovatelný vesmír ?
• Kosmologický konstantní problém: Proč energie nulového bodu z vakuum nezpůsobí velký kosmologická konstanta ? Co to ruší?^[25][26]
• Velikost a tvar vesmíru: Průměr pozorovatelný vesmír je asi 93 miliard světelných let, ale jaká je velikost celého vesmíru? Co je 3-potrubí z vesmírný prostor tj. komovující prostorová část vesmíru, neformálně nazývaná „tvar“ vesmíru? Zakřivení ani topologie nejsou v současné době známy, i když je známo, že zakřivení je na pozorovatelných stupnicích „blízko“ nule. The kosmická inflace hypotéza naznačuje, že tvar vesmíru může být neměřitelný, ale od roku 2003 Jean-Pierre Luminet, et al. a další skupiny navrhli, že tvar vesmíru může být Poincaré dodecahedral prostor. Je tvar neměřitelný; Poincarého prostor; nebo jiné 3-potrubí?
• Kosmická inflace: Je teorie kosmické inflace ve velmi raném vesmíru správná, a pokud ano, jaké jsou podrobnosti této epochy? Co je hypotetické inflaton skalární pole která vedla k této kosmické inflaci? Pokud k inflaci došlo v jednom bodě, je to tak soběstačnost prostřednictvím inflace kvantově-mechanických fluktuací, a tedy probíhající na nějakém extrémně vzdáleném místě?^[27]
• Horizon problém: Proč je vzdálený vesmír tak homogenní, když Teorie velkého třesku Zdá se, že předpovídají větší měřitelné anizotropie noční oblohy, než byly pozorovány? Kosmologické inflace je obecně přijímáno jako řešení, ale jsou i další možná vysvětlení jako a proměnná rychlost světla vhodnější?^[24]
• Hubblovo napětí: Pokud je ΛCDM správný, proč nedochází ke konvergenci měření Hubblovy konstanty?^[28]
• Osa zla: Zdá se, že některé velké rysy mikrovlnného nebe ve vzdálenostech více než 13 miliard světelných let jsou v souladu s pohybem i orientací sluneční soustavy. Je to způsobeno systematickými chybami ve zpracování, znečištěním výsledků místními účinky nebo nevysvětlitelným porušením Koperníkovský princip ?
• Původ a budoucnost vesmíru: Jak vznikly podmínky pro to, aby něco existovalo? Směřuje vesmír k Velké zmrazení, a Big Rip, a Velká krize nebo Big Bounce ? Nebo je to součást nekonečně se opakujícího cyklický model ?

Mimozemský život

• Je tam jiný život ve vesmíru ? Zejména existuje jiný inteligentní život? Pokud ano, jaké je vysvětlení pro Fermiho paradox ?^[29][30]
• Povaha Páni! signál: Byla tato jedinečná událost skutečným signálem a pokud ano, jaký byl její původ?^[31]

Reference

Viz také

• Seznamy nevyřešených problémů
• Seznam nevyřešených problémů ve fyzice