Quelle est la plus grande question sans réponse en astrophysique ?

Answer 1

La plus grande question en astrophysique (c'est-à-dire en ignorant les questions plus cosmologiques) est de savoir qu'est-ce que la matière noire ?

Sur la base de nos simulations et observations actuelles, nous en savons beaucoup sur la matière noire, où elle se trouve, quel est son poids et comment ses distributions ont dû changer avec le temps afin d'obtenir, par exemple, la formation des galaxies selon le modèle dans lequel nous l'observons aujourd'hui. .

Dans la plupart des domaines, il est simplement tenu pour acquis (au sens scientifique) que la matière noire existe (bien qu’il existe bien sûr des groupes qui travaillent sur des théories de gravité modifiées), parce que nous avons tout simplement tellement d’informations à son sujet.

En dehors bien sûr de ce que c’est réellement (et même si c’est vraiment réel).

Bien que cette question reste ouverte, pratiquement tous les articles publiés sur la dynamique galactique, les modèles de formation ou tout article traitant de choses à l'échelle des galaxies sont accompagnés d'une mention non écrite : « bien sûr, cette conclusion est sujette à des changements drastiques par rapport à l'actuel. statut du modèle de matière noire ».

Cela a également un effet sur d'autres échelles plus petites : les études sur les disques d'accrétion et les trous noirs sont basées sur la relativité générale, mais si la matière noire n'est pas réelle, alors GR est un modèle incomplet et ces champs devraient également être réajustés, et etc., etc.

La réponse à cette question pourrait potentiellement avoir d’énormes répercussions sur tous les articles rédigés depuis les années 1960 environ. C'est une perspective très excitante (bien qu'un peu intimidante) !

D'autres questions ouvertes en astrophysique incluraient :

• Quel est le mécanisme de formation relativiste des jets ?
• Nous savons qu'ils proviennent de l'axe polaire de certains disques d'accrétion de trous noirs, mais le mécanisme exact de leur formation (et pourquoi certains mais pas d'autres) n'est pas bien compris.
• Quelles sont les causes des sursauts radio rapides ?
• Phénomènes transitoires ne durant que quelques millisecondes. Nous avons des dizaines d'idées sur ce qu'ils pourraient être, mais aucune idée sur comment les distinguer.
• Comment les trous noirs supermassifs se sont-ils formés au début de l’univers ?
• Nous pouvons voir de nombreux quasars à grande distance (= très loin dans le temps), qui sont plusieurs fois plus grands qu'ils ne devraient l'être à ce moment-là, compte tenu de notre compréhension de la façon dont ils se forment.
• D’où viennent les rayons cosmiques à ultra haute énergie ?
• Nous avons observé plusieurs pluies de particules provoquées par des particules dont l'énergie était bien supérieure à ce que prédit toute théorie (la particule Oh-My-God avait l'énergie cinétique d'une balle de baseball se déplaçant à 58 mph dans un seul proton !)
• Qu'est-ce que le mécanisme des Supernovae ?
• Comment exactement une étoile change-t-elle au cours de ses derniers jours pour lui permettre de former une supernova ?

Il ne s’agit là que d’un rapide aperçu de certaines des questions astrophysiques ouvertes les plus célèbres.

Il y a bien sûr des lignes légèrement floues entre ces problèmes :

• Je classe la matière noire comme un problème astrophysique, en raison de ses impacts sur la modélisation des systèmes galactiques, mais d'autres la mettraient en cosmologie.
• Vous vous posez des questions telles que « Y a-t-il une vie intelligente là-bas », qui, bien que relevant du même domaine que l'astrophysique, n'est pas actuellement une question astrophysique (de nouveaux télescopes pourraient cependant changer cela).

Mais cela devrait servir de tour d’horizon général du domaine !

Answer 2

La plus grande question en astrophysique est de savoir quelle taille l’univers doit atteindre pour qu’un hypothétique Big Rip se produise.

"L'humour" mis à part, c'est en fait l'une des questions les plus importantes. Il semble assez clair que l'univers est en expansion et que son expansion s'accélère - le prix Nobel de physique a été décerné pour des travaux dans ce domaine en 2011. Cela signifie-t-il que le destin ultime de l'univers est qu'il finira par devenir si grand que les choses il ne pourra plus interagir ?

Parmi les autres sujets d'actualité figurent la nature de la matière noire et de l'énergie noire, l'unification de la théorie gravitationnelle avec d'autres forces et la réconciliation d'un certain nombre de questions liées à la mécanique quantique et à la théorie de la relativité. Les exoplanètes suscitent beaucoup d'intérêt ces jours-ci. Pour ma part, je mets en garde contre des choses comme « la plus grande question » qui ressemblent à un concours de popularité. Je travaille moi-même dans un domaine relativement impopulaire de l'astrophysique (les méthodes statistiques, en particulier dans l'analyse des séries chronologiques, et je trouve que les étoiles variables sont un bon endroit pour développer ces méthodes), mais nous pensons toujours que ce sont de grandes questions. Je devrais m'attendre à ce que, pour la plupart des astrophysiciens, la plus grande question soit celle qu'ils ne peuvent pas encore résoudre.