Malgrat els molts descobriments que ha fet l'astronomia, els múltiples i sofisticats sistemes d'observació i recaptació de dades i la gran capacitat computacional per analitzar-les, encara hi ha preguntes bàsiques sobre l'Univers que els científics no han pogut resoldre. La revista Science n'ha fet una tria en què han participat estudiosos de tot el món.
Aquesta tria passa per totes les escales de l'Univers, des del Sistema Solar fins a altres galàxies. Molts dels científics consultats per la prestigiosa revista creuen que no arribaran a veure la resposta per a aquestes preguntes.
Què és l'energia fosca?
L'Univers va néixer fa 13.700 milions d'anys amb una gran explosió. Continua en expansió i, de fet, s'està accelerant. Per què? Els científics ho expliquen per la influència de l'energia fosca però no està acceptat del tot. Sobre la taula hi ha tres hipòtesis més. Podria ser una propietat de l'espai buit en si mateix. També podria tractar-se del que s'ha anomenat una cinquena essència de l'Univers. No es descarta que l'energia fosca sigui una il·lusió creada pels científics per donar sentit al que no acaben d'entendre del tot.
Com exploten les estrelles?
Les estrelles tenen una vida glamurosa i brillant durant milions d'anys. El que les manté lluents és el reactor que hi ha al seu interior i que s'alimenta d'hidrogen que es fusiona amb heli. Quan l'hidrogen s'acaba s'apaga i es donen diferents transformacions de l'estrella segons com sigui de massiva. El resultat de l'explosió pot donar lloc a diferents tipus de supernoves. El reactor s'enfonsa, al centre es forma una estrella de neutrons i les ones de xoc fan que surtin disparades a l'exterior capes que provoquen que la supernova brilli fins i tot més que la galàxia on és. Si quan passa hi ha una estrella a prop, pot ser que una atregui la matèria de l'altra. Ara bé, si la massa de l'estrella que s'apaga és com la de 20 o 25 sols, aleshores pot donar lloc a un forat negre. El que els científics encara no coneixen prou bé és el procés que porta a la seva formació.
Com es va reionitzar l'Univers?
Hi ha un gran buit de coneixement sobre els orígens de l'espai. Uns 400.000 anys després del Big Bang, els protons i els electrons es van refredar prou, van viatjar per l'Univers durant centenars de milions d'anys per recombinar-se amb altres partícules i formar una sopa de partícules. És en aquest estat en què es troba la majoria de la matèria de l'Univers, en forma de plasma ionitzat.
Quin és l'origen dels raigs còsmics?
Als anys 30, els científics ja van detectar partícules minúscules que acumulaven la mateixa energia que una pilota de beisbol que anés a 100 quilòmetres per hora. Més tard, els científics van trobar que arriben fins a la Terra en forma d'un tipus de radiació anomenada raigs còsmics i que tenen diferents intensitats d'energia, algunes de les quals les més fortes de l'Univers. N'hi ha que creuen que provenen de les supernoves, i n'hi ha que diuen que són partícules remanents del Big Bang. El 2016 hi ha previst un experiment a l'Estació Espacial Internacional per entendre'ls millor. Però encara avui continua sent un enigma d'on vénen i quin paper tenen.
Per què el Sistema Solar és tan divers i desigual?
Hi ha planetes grans, petits, rocosos, gasosos, freds i alguns envoltats per altres astres. Els astrònoms tenen encara moltes incògnites sobre els vuit planetes que giren al voltant del Sol. Per exemple, Mercuri, Venus, la Terra i Mart són rocosos, amb nuclis metàl·lics. Però són completament diferents. La Terra té vida. Venus té una atmosfera molt densa i Mart és un desert. La distància del Sol i algunes troballes sobre la seva formació expliquen algunes de les diferències entre els planetes. Però no totes.
Per què la corona solar és tan calenta?
L'atmosfera del sol assoleix temperatures que van dels 500.000 graus fins als 6 milions. Se saben moltes coses de l'astre rei, però es desconeix el mecanisme que transporta i fa oscil·lar aquesta escalfor. Se sap que a l'interior del sol hi ha molta energia que emergeix a la superfície. Aquesta energia la transporten els camps magnètics. Però com es dissipa la calor des de la superfície i de manera tan abrupta? La NASA té previst al desembre llançar a l'espai un nou telescopi solar anomenat Interface Regio Imaging Spectrograph (IRIS) i l'Agència Europea de l'Espai té previst llançar el 2012 el Solar Orbiter per estudiar pols del Sol.
Quina és la temperatura de la matèria fosca?
Només el 4,6% de l'Univers està format per matèria comuna. La resta són àtoms i partícules, tres quartes parts energia fosca, i el que s'anomena matèria fosca. Els científics encara no saben exactament què és però es manifesta pel seu efecte gravitatori, una força de gravetat extra que s'ha observat en algunes galàxies. S'ha estudiat, per exemple, en galàxies nanes i una de les grans preguntes és si és tan freda com assumeix la teoria que la introdueix en els seus càlculs o si potser és més calenta.
On són els àtoms perduts?
Entre el que encara es desconeix hi ha la matèria bariònica, formada sobretot per protons i neutrons i un tipus de partícules anomenades barions. Es creu que ocupa un 5% del cosmos. Els cosmòlegs han fet càlculs sobre els barions que hi ha des de l'origen de l'Univers fins ara. I han arribat a la conclusió que cada cop n'hi ha menys, com si s'estiguessin esvaint. S'ha calculat que a les galàxies hi ha un 10% de matèria bariònica. D'aquesta matèria, un 10% es troba en forma de gas intergalàctic i un 30% s'acumula en bosses de gas fred a l'espai. Tot això suma un 50%. On és l'altra meitat? Els físics sospiten que és en forma de plasma.
