L'ultimo secolo, anche solo l'ultimo decennio, ha visto progressi sorprendenti nella scienza e nella tecnologia, poiché abbiamo acquisito una migliore comprensione del nostro mondo e di come funziona. Ma mentre la scienza ha le risposte alle domande che i nostri antenati non avrebbero mai creduto che avremmo capito, rimangono molte domande enormi che devono ancora ottenere risposte pienamente soddisfacenti.
Questi vanno dal filosofico al pratico, dai misteri totali alle domande a cui siamo vicini a rispondere ma non ci sono del tutto. Continua a leggere per scoprire cosa sono. E per ulteriori enigmi legati allo spazio, dai un'occhiata a 21 misteri sullo spazio che nessuno può spiegare.
1 Com'è iniziata esattamente la vita?
Non fraintendeteci qui: i biologi evoluzionisti hanno una buona idea di come alcuni organismi si siano evoluti in altri, ma non sanno ancora cosa abbia dato il via. Come siamo passati dalla "zuppa primordiale" dei mattoni della vita alla formazione di cellule autoreplicanti?
La teoria principale negli ultimi 50 anni è stata che una scarica elettrica ha portato a reazioni chimiche che hanno creato i primi aminoacidi, ma gli scienziati non sono tutti d'accordo. Alcuni pensano che il fattore causale sia l'azione vulcanica e altri pensano che potrebbero essere stati i meteoriti a portarci la vita.
2 Perché sogniamo?
"Perché?" potrebbe essere la domanda più difficile a cui la scienza deve rispondere. Gli esseri umani certamente sognano, come dimostrato dall'avanzata tecnologia di imaging del cervello, ma a quale scopo serve? Perché i nostri neuroni continuano a sparare anche quando il nostro corpo e la mente cosciente sono a riposo?
Gli scienziati cognitivi teorizzano che la memoria, l'apprendimento e le emozioni possono essere legati alla nostra capacità di sognare, ma finora non hanno trovato collegamenti conclusivi che spieghino i piccoli film strani che il nostro cervello recita per noi mentre dormiamo. E se ti sei sempre chiesto cosa significano quegli strani sogni che continui ad avere, controlla 50 segreti che i tuoi sogni stanno cercando di dirti.
3 Esiste uno schema dietro i numeri primi?
Nel caso in cui ti sei dimenticato dall'ultima lezione di matematica, i numeri primi sono quelli che sono divisibili solo per loro e 1. Gli esempi includono i numeri 3 e 7 e 3.169. Pensa a loro come i mattoni dei numeri, poiché sono irriducibili a fattori minori. Questa proprietà consente loro di fungere da chiavi di crittografia per la sicurezza digitale, ma significa anche che i matematici non sono stati in grado di discernere uno schema per il quale i numeri sono primi, un problema noto come Ipotesi di Riemann.
Contando da 1, puoi avere tre numeri primi di fila, ma poi andare a quaranta o più numeri senza trovare un altro numero primo. Sbloccare questo enigma potrebbe avere conseguenze per una società come la nostra le cui reti di comunicazione sono interamente costruite su numeri. E se non ricordi bene che cos'è un numero primo e vuoi vedere se potresti ancora ottenere un voto di passaggio, controlla 30 domande che dovresti avere l'asso per passare la matematica di 6 ° grado.
4 Qual è la cura per il cancro?
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Purtroppo, non saremo mai in grado di trovare un'unica cura per il cancro perché il termine "cancro" in realtà si applica a un'intera raccolta di malattie codificate nei nostri geni. Proprio come non elimineremo mai tutti i batteri dalla terra, non possiamo creare una pillola o un colpo che curerà tutti i tipi di cancro.
Tuttavia, man mano che continuiamo a migliorare sia nella prevenzione che nel trattamento, capiremo meglio i fattori che sono sotto il nostro controllo e impareremo come evitarli. Per saperne di più su ciò che il cancro fa al corpo, dai un'occhiata a 23 segnali di avvertimento sul cancro che si nascondono in bella vista.
5 Possiamo viaggiare nel tempo?
Ovviamente, viaggiamo tutti avanti nel tempo in modo regolare, e la teoria della relatività speciale di Einstein prevede che il tempo può essere compresso in modo tale che una persona che va abbastanza veloce sia in grado di viaggiare lontano nel futuro. Usando concetti come i wormhole, alcuni fisici hanno persino suggerito che potrebbe essere possibile visitare il passato. Ma se così fosse, le persone del futuro non sarebbero in grado di vivere tra noi oggi?
Non lo sappiamo e queste ipotesi non sono verificabili oggi in condizioni note. Man mano che espandiamo la nostra capacità di vedere e viaggiare nello spazio, potremmo imparare di più e capire meglio cosa è possibile.
6 Il nostro universo è l'unico?
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Simile al viaggio nel tempo, il viaggio interdimensionale è un altro amato concetto di fantascienza che sembra offrire un potenziale illimitato. Esistono davvero universi paralleli là fuori, che coesistono con i nostri? L'interpretazione "molti mondi" della fisica quantistica lo pensa certamente.
Secondo questa teoria, tutte le possibili storie e futuri sono reali. La realtà è come un albero con infiniti rami e possiamo solo percorrerne uno. Purtroppo, sembra altamente improbabile che possiamo creare una macchina che ci trasporterà nell'universo di, per esempio, parlare di banane.
7 Che cos'è esattamente la coscienza?
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Il concetto di coscienza esiste nell'area grigia in cui la scienza incontra la filosofia. Qual è questa qualità che tu e io abbiamo che ci rende consapevoli di noi stessi, che ci permette di pensare, sperare e creare?
Se potessimo far passare una corrente elettrica attraverso un cervello disincarnato in modo tale che sembrasse funzionare proprio come il cervello nella testa di una persona vivente, potremmo dire che anche il cervello è cosciente? Il fatto che non sembra esserci alcun modo universale per rilevare o misurare la coscienza è ciò che la rende così frustrantemente sfuggente. Non riusciamo a capire esattamente ciò che ci permette di capire il mondo. E per alcune verità sorprendenti che conosciamo, vedi questi 100 fatti straordinari su tutto.
8 Dov'è tutta l'antimateria?
L'antimateria è un concetto difficile da cui avvolgere la testa: è fatto di atomi con le opposte cariche elettriche della materia corrispondente. Ogni volta che gli scienziati sono stati in grado di creare (minuscole) quantità di antimateria in un laboratorio, creano anche la stessa quantità di materia e le due sostanze si annullano rapidamente a vicenda in un'esplosione di energia.
La cosa così sconcertante di questi esperimenti è che gli scienziati li eseguono nel tentativo di comprendere il Big Bang, che si ritiene abbia creato tutta la materia nell'universo. Tuttavia, se creare materia significa creare allo stesso tempo una uguale quantità di antimateria, perché il nostro universo - pieno di materia così com'è - esiste affatto? Dov'è finita tutta quell'antimateria e perché non ha cancellato la questione?
9 Perché l'universo è così pesante?
Quando gli astrofisici si siedono per calcolare un'ampia formula per descrivere il modo in cui l'universo si comporta, possono fare un lavoro ragionevolmente accurato… se assumono che ci sia un'enorme quantità di massa là fuori che non possiamo ancora rilevare.
Questa roba invisibile, o "materia oscura", rappresenta circa il 95% della massa nell'universo, eppure non sappiamo cosa sia, dove sia o perché non possiamo osservarla. Gli astronomi hanno persino trovato prove di "energia oscura" che sta spingendo l'universo ad espandersi.
10 Possiamo creare energia allo stesso modo del sole?
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Non tutti i misteri della scienza sono astratti quanto la materia oscura; alcuni sono pratici come trovare un modo per produrre elettricità. Poiché sappiamo che i combustibili fossili sono limitati, dobbiamo trovare un modo rinnovabile e pulito per produrre energia.
Sappiamo come le stelle lo fanno - dividendosi o fondendo molecole insieme - ma non abbiamo ancora trovato un modo per riprodurlo in sicurezza su scala umana. Se riusciamo a trovare un modo per creare energia suddividendo l'acqua in idrogeno e ossigeno, potremmo aver trovato il santo graal delle energie rinnovabili.
11 Come viviamo con i batteri?
Lo sviluppo di antibiotici è probabilmente la scoperta più significativa nella medicina moderna, poiché non solo cura direttamente alcune malattie, ma rende anche le lesioni e gli interventi chirurgici infinitamente più sopravvivibili.
Tuttavia, l'uso eccessivo di antibiotici ha fatto evolvere alcuni batteri in forme che i nostri farmaci non possono battere. Come superare questo problema senza entrare in una specie di corsa agli armamenti con germi o uccidere i batteri buoni di cui abbiamo bisogno per vivere richiederà uno studio continuo del DNA batterico. Sorprendentemente, stiamo ancora scoprendo nuovi batteri in luoghi inesplorati come il profondo fondo oceanico.
12 L'oceano è la vera frontiera finale?
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Parlando del profondo oceano, i biologi marini stimano che abbiamo esplorato solo circa il 5% del fondo del mare. In molti punti, il pavimento è così profondo e l'acqua sopra di esso così pesante che dobbiamo inviare sonde senza pilota per catturare immagini e campioni per consentirci di studiare.
Gli organismi che abbiamo trovato finora sono, in termini scientifici, semplicemente strani. Ci sono vermi tubolari che vivono su prese d'aria di zolfo e pesci con teste trasparenti e una sostanza che potrebbe aiutare a curare il morbo di Alzheimer. Cos'altro non abbiamo ancora trovato? Scopri cos'altro non sai sull'oceano e scopri 30 fatti sugli oceani del mondo che ti lasceranno a bocca aperta.
13 Dobbiamo morire?
Viviamo già vite molto più lunghe e più sane rispetto ai nostri antenati, quindi esiste un limite a quanto tempo la scienza può prolungare una vita umana? Naturalmente, ritardare la morte e prevenirla del tutto sono due cose molto diverse, ma la nostra crescente comprensione dell'invecchiamento, delle malattie e del nostro DNA sta spingendo il limite superiore della nostra durata di vita. Gli scienziati hanno già trovato il modo di invertire l'invecchiamento nelle singole cellule, ma sono ancora molto lontani dal tradurre quella ricerca in una procedura medica utilizzabile.
14 Quanto possono essere veloci e piccoli i computer?
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Confrontare i computer delle dimensioni di una scheda perforata degli anni '60 con i telefoni che ora abbiamo in tasca è quasi comico. Per i programmatori di 50 anni fa, uno smartphone sembrerebbe la fantascienza più stravagante. Questa tendenza continuerà? I computer diventeranno infinitamente più piccoli e più potenti?
Sebbene i transistor diventino più veloci man mano che si restringono, ci stiamo avvicinando al limite necessario per trasferire l'elettricità. Tuttavia, se gli scienziati informatici sono in grado di creare chip in grado di comunicare mediante energia luminosa anziché energia elettrica, tale limite svanirà.
15 Accadrà l'intelligenza artificiale?
Certo, ora abbiamo macchine che potrebbero essere appropriatamente chiamate "robot": fanno cose come costruire le nostre macchine e confezionare le nostre caramelle. Tuttavia, quando la maggior parte delle persone parla di robot, si riferiscono a macchine con intelligenza artificiale.
In modo divertente, gli scienziati hanno affermato che la tecnologia dell'intelligenza artificiale è probabilmente circa 15-20 anni in futuro dagli anni '60. Un problema è come definire il successo: simula il comportamento umano o migliora le capacità umane come il riconoscimento di schemi? Introduci il soggetto spinoso della coscienza e ci sono ancora più domande che risposte quando si tratta di AI simile all'uomo. Per scoprire cosa dicono gli altri esperti che non vedremo, controlla 20 tecnologie a lungo predette che non succederanno mai.
16 Quanto sarà grande la popolazione?
A partire dal 1987, c'erano 5 miliardi di esseri umani sul pianeta. Abbiamo superato i 6 miliardi nel 1999 e i 7 miliardi nel 2011, e le migliori stime ci indicano che abbiamo superato gli 8 miliardi entro il 2023. Quindi… c'è un limite?
La maggior parte degli scienziati ritiene che esista, ma differiscono per quanto riguarda il limite e la velocità con cui lo raggiungeremo. Si prevede che risorse inadeguate rallenteranno la crescita della popolazione dopo il 2037, ma che aspetto avrà esattamente il dibattito. Cibo, acqua pulita e carburante sono fattori limitanti, quindi quanto può essere grande il nostro pianeta per un periodo di tempo prolungato? Se vuoi sapere a cosa dovremmo prepararci, dai un'occhiata a 30 cose che gli scienziati dicono che accadranno se la popolazione continua ad espandersi.
17 Sapremo mai tutto?
Questa domanda arriva al cuore del metodo scientifico: osservare un fenomeno, creare un modello o una narrazione che descriva il fenomeno e usare quel modello per fare previsioni. Tuttavia, la scienza degli ultimi secoli ha superato ciò che possiamo osservare ad occhio nudo, quindi le nuove scoperte si sono basate su una tecnologia sempre più complicata. Gli strumenti che abbiamo sono imperfetti e quindi limitati, quindi quanto possiamo davvero sapere? Potremmo non essere mai in grado di creare un modello che descriva tutto, ma quanto possiamo avvicinarci?
18 Quanto è grande l'universo?
Al momento, possiamo usare telescopi di vario genere per "vedere" circa 46, 5 miliardi di anni luce in ogni direzione. Tuttavia, nessuno scienziato pensa che l'universo smetta di esistere alla distanza che non possiamo più osservare. Quanto lontano, quindi, si estende?
Se l'universo è piatto, teoricamente potrebbe essere infinito. Se ha qualche curva, tuttavia, anche una più piccola di quanto i nostri strumenti possano rilevare, potrebbe essere la forma di una sfera e quindi limitata. Man mano che la nostra tecnologia migliora, saremo probabilmente in grado di vedere più lontano, ma potremmo non sapere mai con certezza dove finirà.
19 Cosa è successo prima del Big Bang?
Mentre la parola "botto" fa venire in mente un'esplosione, il Big Bang è meglio descritto come il momento in cui lo spazio stesso ha iniziato ad espandersi e la fisica come la conosciamo è iniziata. Il problema è che abbiamo bisogno della fisica stessa per descrivere l'universo, quindi chiedere com'era l'universo prima della fisica è come chiedere cosa si trova a sud del Polo Sud.
È possibile che la meccanica quantistica possa descrivere l'universo prima del Big Bang, ma non sappiamo con certezza che quelle leggi erano in vigore prima delle leggi della fisica.
20 Possiamo scaricare i nostri cervelli nei computer?
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Questa è una domanda per la quale gli scienziati sperano di avere una risposta nei prossimi decenni. Con l'aumentare della velocità e della complessità dei computer, ci stiamo avvicinando al giorno in cui la tecnologia artificiale può approssimare il potere del cervello umano.
Naturalmente, ci sono alcuni ostacoli significativi: i supercomputer non possono eseguire più calcoli simultanei e la quantità di memoria necessaria per la corretta velocità di elaborazione sarebbe enorme. Inoltre, mentre la nostra capacità di mappare il cervello fino alla sinapsi è migliorata, siamo ancora lontani anni dalla possibilità di copiare e incollare una mente umana.
21 Quanto può essere intelligente una persona?
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Prima che chiunque possa rispondere a questa domanda, devono accontentarsi di una definizione di intelligenza. È semplicemente un QI? Memoria? La capacità di svolgere più compiti complessi contemporaneamente? La capacità di creare?
Se scegli il QI, dal momento che offre una metrica tangibile, tieni presente che si tratta di un metodo di confronto, quindi il QI "possibile" più elevato è alto solo come l'essere umano più intelligente del mondo. Inoltre, ricorda che i QI possono cambiare e possono essere influenzati da fattori culturali. Forse la domanda che dovremmo porre invece è: "Cosa significa essere intelligenti?"
22 Saremo mai in grado di prevedere gli arresti economici?
Anche l'economia è una scienza, anche se le sue previsioni devono ancora rivelarsi preziose su una scala macro. Sulla scia della crisi finanziaria del 2008, molte persone hanno chiesto: "Come mai nessuno l'ha visto arrivare?"
La verità, ovviamente, è che alcuni economisti lo hanno fatto, ma quelle persone non sono necessariamente dei geni rari sul campo: i loro dati e modelli di predizione sono appena stati corretti in questo caso.
L'economia comprende così tante variabili, sia matematiche che psicologiche, che è difficile indovinare cosa faranno interi sistemi finanziari come è indovinare tutte le scelte che una singola persona farà nella loro vita. I nostri calcoli possono migliorare man mano che accumuliamo più dati, ma l'intersezione delle limitazioni scientifiche con l'imprevedibilità umana probabilmente significa che non avremo mai un modello per l'economia come facciamo, diciamo, per la replicazione di una cellula.
23 Cosa ci rende umani?
Sappiamo istintivamente se un organismo o una macchina è umana o no. Animali come pappagalli e delfini potrebbero avere qualcosa che si avvicina all'intelligenza umana, ma pochi sostengono che da soli li rendono umani. Né le persone direbbero che gli scimpanzé, i nostri parenti più stretti con i quali condividiamo il 96% del nostro materiale genetico, siano totalmente equivalenti alle persone.
Dov'è la linea di demarcazione? Lo sapremmo se lo vedessimo? La persona è possibile al di fuori dell'Homo sapiens sapiens ? Non abbiamo test definitivi che possano dare una risposta sì o no.
24 È natura o educazione?
Solo perché questa domanda è vecchia non significa che non sia ancora pertinente. Comprendiamo la genetica meglio di quanto abbiamo mai fatto, ma quanto di chi siamo proviene dal nostro DNA e quanto proviene dall'ambiente in cui siamo cresciuti?
Considerazioni etiche limitano gli scienziati in termini di sperimentazione — sarebbe impensabilmente crudele allevare un bambino in una scatola senza interazione di alcun tipo — quindi probabilmente non lo sapremo mai con certezza. Tuttavia, come sempre, c'è un merito nella comprensione il più possibile.
25 Esiste una teoria unificata della fisica?
La fisica che probabilmente conosci, almeno in termini molto elementari, è quella che impari al liceo: massa, velocità, gravità, ecc. Einstein portò questo ramo della fisica all'estremo e usò la relatività generale per descrivere entrambi gli spazi E tempo. Tuttavia, quando provi a descrivere il comportamento delle particelle subatomiche più piccole, hai bisogno della meccanica quantistica.
Il problema sorge quando si tenta di utilizzare la meccanica quantistica per descrivere le galassie o la relatività generale per descrivere gli atomi; ciò che osserviamo non coincide con quello che quelle teorie dicono che dovrebbe accadere. Quando i fisici menzionano una "teoria unificata", è di questo che parlano: un modo per collegare la relatività generale alla meccanica quantistica che ha senso per entrambi. Per consigli e suggerimenti su come vivere una vita felice, dai un'occhiata a Come essere felici, secondo Albert Einstein.
26 Cosa succede dentro un buco nero?
I buchi neri sono il punto d'incontro tra relatività generale e meccanica quantistica. Quando una stella massiccia muore, collassa su se stessa, diventando così piccola e densa da formare una singolarità. La gravità intorno a qualcosa di così pesante è così forte che nemmeno la luce può sfuggire, dando il nome ai buchi neri.
La relatività generale descrive ciò che possiamo osservare dei buchi neri, ma per capire cosa succede all'interno dei loro orizzonti di eventi, probabilmente abbiamo bisogno della meccanica quantistica. Sfortunatamente, dal momento che non possiamo ancora "tradurre" questi concetti tra i due tipi di fisica, è difficile persino formare una solida teoria di ciò che non possiamo ancora rilevare.
27 Siamo soli nell'universo?
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"Lo spazio è grande", ha scritto il romanziere Douglas Adams. "Davvero grande. Semplicemente non crederai a quanto sia enorme, enormemente sbalorditivo."
Come possiamo davvero dire che non c'è altra vita là fuori quando ne abbiamo esplorato solo la minima parte? Sappiamo che alcuni altri pianeti o lune contengono ossigeno e acqua liquida. Abbiamo persino sentito alcuni segnali dalle profondità dello spazio profondo che gli scienziati non sono stati in grado di spiegare.
Finora, non abbiamo mai trovato prove definitive della vita, nemmeno di organismi monocellulari, che si sviluppano ovunque tranne che sulla terra, ma sarebbe l'apice di arroganza dichiarare che significa che non lo faremo mai. Se vuoi conoscere le folli vite di coloro che esplorano lo spazio, dai un'occhiata a 27 Insane Things che gli astronauti devono fare.
