Was ist die größte unbeantwortete Frage in der Astrophysik?

Answer 1

Die größte Frage in der Astrophysik (d. h. abgesehen von den eher kosmologischen Fragen) ist, was zum Teufel ist dunkle Materie?

Basierend auf unseren aktuellen Simulationen und Beobachtungen wissen wir viel über dunkle Materie, wo sie sich befindet, wie schwer sie ist und wie sich ihre Verteilung im Laufe der Zeit verändert haben muss, um beispielsweise die Galaxienbildung in dem Muster zu erreichen, wie wir sie heute beobachten .

In den meisten Bereichen wird es (im wissenschaftlichen Sinne) einfach als selbstverständlich angesehen, dass es dunkle Materie gibt (obwohl es natürlich stattdessen Gruppen gibt, die an modifizierten Gravitationstheorien arbeiten), weil wir einfach so viele Informationen darüber haben.

Abgesehen natürlich davon, was es tatsächlich ist (und selbst wenn es wirklich real ist).

Während diese Frage offen bleibt, wird praktisch jedem Artikel, der über galaktische Dynamik, Formationsmodelle oder jeden Artikel, der sich mit Dingen auf der Skala von Galaxien befasst, veröffentlicht, ein ungeschriebenes „Natürlich unterliegt diese Schlussfolgerung drastischen Änderungen in Bezug auf die Strömung“ angehängt Status des Dunkle-Materie-Modells“.

Dies wirkt sich auch auf andere kleinere Maßstäbe aus – Studien zu Akkretionsscheiben und Schwarzen Löchern basieren auf der Allgemeinen Relativitätstheorie, aber wenn dunkle Materie nicht real ist, dann ist GR ein unvollständiges Modell und diese Felder müssten ebenfalls neu angepasst werden, und und so weiter und so fort.

Die Antwort auf diese Frage könnte möglicherweise einen enormen Dominoeffekt auf alle seit etwa den 1960er Jahren verfassten Arbeiten haben. Das ist eine sehr aufregende (wenn auch etwas entmutigende) Aussicht!

Weitere offene Fragen in der Astrophysik wären:

• Was ist der Mechanismus der relativistischen Jetbildung?
• Wir wissen, dass sie von der Polachse einiger Akkretionsscheiben Schwarzer Löcher stammen, aber der genaue Mechanismus ihrer Entstehung (und warum einige, andere jedoch nicht) ist nicht genau verstanden
• Was verursacht schnelle Funkausbrüche?
• Vorübergehende Phänomene, die nur Millisekunden dauern, wir haben Dutzende Ideen darüber, was sie sein könnten , aber keine Ahnung, wie wir sie voneinander unterscheiden können
• Wie entstanden supermassereiche Schwarze Löcher im frühen Universum?
• Wir können viele Quasare in großer Entfernung (= weit zurück in der Zeit) sehen, die um ein Vielfaches größer sind, als sie nach unserem Verständnis ihrer Entstehung zu diesem Zeitpunkt sein sollten.
• Woher kommen ultrahochenergetische kosmische Strahlen?
• Wir haben mehrere Teilchenschauer beobachtet, die von Teilchen mit Energien verursacht wurden, die weitaus größer sind, als jede Theorie vorhersagt (das Oh-My-God-Teilchen hatte die kinetische Energie eines Baseballs, der sich mit 58 Meilen pro Stunde in einem einzelnen Proton bewegt!)
• Was ist der Supernovae-Mechanismus?
• Wie genau verändert sich ein Stern in seinen letzten Tagen, damit er eine Supernova bilden kann?

Dies ist nur ein kurzer Überblick über einige der bekannteren offenen astrophysikalischen Fragen.

Natürlich gibt es zwischen diesen Problemen leicht fließende Grenzen:

• Ich klassifiziere die Dunkle Materie aufgrund ihrer Auswirkungen auf die Modellierung galaktischer Systeme als astrophysikalisches Problem, andere würden sie jedoch der Kosmologie zuordnen
• Sie haben Fragen wie „Gibt es da draußen intelligentes Leben?“, was zwar in derselben Region wie die Astrophysik liegt, aber derzeit keine astrophysikalische Frage ist (neue Teleskope könnten das jedoch ändern).

Aber dies sollte als allgemeiner Überblick über das Fachgebiet dienen!

Answer 2

Diese größte Frage in der Astrophysik ist, wie groß das Universum werden muss, damit es zu einem hypothetischen Big Rip kommt.

Abgesehen von „Humor“ wie diesem ist es tatsächlich eine der wichtigeren Fragen. Es scheint ziemlich klar zu sein, dass sich das Universum ausdehnt und dass sich die Expansion beschleunigt – der Nobelpreis für Physik wurde 2011 für Arbeiten auf diesem Gebiet verliehen darin wird es nicht mehr möglich sein, zu interagieren?

Weitere heiße Themen sind die Natur der Dunklen Materie und Dunklen Energie, die Vereinheitlichung der Gravitationstheorie mit anderen Kräften und die Vereinbarkeit zahlreicher Fragen im Zusammenhang mit der Quantenmechanik und der Relativitätstheorie. Exoplaneten erregen heutzutage großes Interesse. Ich für meinen Teil würde vor Dingen wie „Die größte Frage“ warnen, die nach einem Beliebtheitswettbewerb riechen. Ich arbeite selbst in einem relativ unbeliebten Bereich der Astrophysik (statistische Methoden, insbesondere in der Zeitreihenanalyse, und halte veränderliche Sterne für einen guten Ort, um diese Methoden zu entwickeln), aber wir sind immer noch der Meinung, dass dies große Fragen sind. Ich gehe davon aus, dass für die meisten Astrophysiker die größte Frage die ist, die sie noch nicht lösen können.