Il significato della vita e altre 27 importanti domande senza risposta nella scienza

L'ultimo secolo, solo l'ultimo decennio, ha visto anche sorprendenti salti in avanti 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 per le 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 ci siamo avvicinati alla risposta ma non ci sono del tutto. Continua a leggere per scoprire cosa sono. E per saperne di più su più enigmi legati allo spazio, dai un'occhiata a 21 misteri sullo spazio nessuno può spiegare.

1 Come è iniziata esattamente la vita?

Non fraintenderci qui i biologi evolutivi hanno una buona idea di come alcuni organismi si siano evoluti negli altri, ma ancora non sanno cosa abbia dato il via a tutto. Come abbiamo ottenuto la "zuppa primordiale" dei mattoni della vita alla formazione di cellule autoreplicanti?

La teoria principale degli 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 stata un'azione vulcanica e altri pensano che potrebbero essere stati i meteoriti che ci hanno portato la vita. 

2 Perché sogniamo?

"Perché?"Potrebbe essere la domanda più difficile per la scienza. Gli umani certamente sognano, come evidenziato dalla tecnologia avanzata di imaging cerebrale, ma che 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 legate alla nostra capacità di sognare, ma finora non hanno trovato collegamenti conclusivi che spieghino i piccoli film strani che il nostro cervello gioca per noi mentre dormiamo. E se ti sei sempre chiesto cosa quegli strani sogni che continui ad avere significato, dai un'occhiata a 50 segreti che i tuoi sogni stanno cercando di dirti.

3 c'è un modello dietro i primi numeri?

Nel caso in cui tu abbia dimenticato dalla tua ultima lezione di matematica, i numeri primi sono quelli che sono divisibili solo da soli e 1. Gli esempi includono i numeri 3 e 7 e 3.169. Pensa a loro come ai mattoni dei numeri, poiché non sono reducibili a fattori più piccoli. Questa proprietà li consente di servire da chiavi di crittografia per la sicurezza digitale, ma significa anche che i matematici non sono stati in grado di discernere un modello per il quale i numeri sono primi, un problema noto come ipotesi di Riemann.

Contatura da 1, puoi avere tre numeri primi di fila, ma poi fare quaranta o più numeri senza trovare un altro primo. Sbloccare questo puzzle potrebbe avere conseguenze per una società come la nostra le cui reti di comunicazione sono interamente costruite su numeri. E se non ricordi del tutto cosa sia un numero primo e vuoi vedere se potresti ancora ottenere un voto di passaggio, dai un'occhiata a 30 domande che avresti bisogno di ACE per passare la matematica del 6 ° grado.

4 Qual è la cura per il cancro?

Purtroppo, non saremo mai in grado di trovare una singola cura per il cancro perché il termine "cancro" si applica effettivamente a un'intera raccolta di malattie che sono codificate nei nostri geni. Proprio come non cancelleremo 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, comprenderemo 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 per il cancro che si nascondono in bella vista.

5 Possiamo viaggiare nel tempo?

Ovviamente, viaggiamo tutti in avanti nel tempo in modo regolare, e la teoria di Einstein sulla relatività speciale pone che il tempo possa essere compresso in modo tale che una persona che va abbastanza veloce potrebbe essere in grado di viaggiare lontano nel futuro. Usando concetti come wormhole, alcuni fisici hanno persino suggerito che potrebbe essere possibile visitare il passato. Ma se fosse così, le persone del futuro non sarebbero in grado di vivere tra noi oggi?

Non lo sappiamo, e queste ipotesi non sono testabili in condizioni note oggi. Mentre espandiamo la nostra capacità di vedere e viaggiare nello spazio, potremmo imparare di più e capire meglio cosa è possibile.

6 è il nostro universo l'unico?

Simile al viaggio nel tempo, il viaggio interdimensionale è un altro amato concetto di fantascienza che sembra offrire un potenziale illimitato. Ci sono in effetti universi paralleli là fuori, coesistere con i nostri? L'interpretazione dei "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 rami infiniti e possiamo viaggiare solo uno giù. Purtroppo, sembra altamente improbabile che possiamo creare una macchina che ci trasporterà nell'universo di, ad esempio, di parlare di banane.

7 Cos'è esattamente la coscienza?

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 consente di pensare, sperare e creare? AE0FCC31AE342FD3A1346EBB1F342FCB

Se potessimo eseguire 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 lo rende così frustrante. Non riusciamo a capire proprio la cosa che ci consente di comprendere il mondo. E per alcune verità sorprendenti che conosciamo, vedi questi 100 fantastici fatti su tutto. 

8 Dov'è tutto l'antimateria?

L'antimateria è un concetto difficile per avvolgere la testa, ma è fatto di atomi con le cariche elettriche opposte della questione corrispondente. Ogni volta che gli scienziati sono stati in grado di creare (piccoli) quantità di antimateria in un laboratorio, creano anche la stessa quantità di materia e le due sostanze si annullano rapidamente in uno scoppio di energia.

Ciò che è così sconcertante di questi esperimenti è che gli scienziati li eseguono nel tentativo di capire il Big Bang, che si pensa abbia creato tutta la questione nell'universo. Tuttavia, se la creazione di materia significa creare una quantità uguale di antimateria allo stesso tempo, perché il nostro universo è pieno di materia in quanto è affatto esista? Dove sono andati tutto quell'antimateria e perché non ha annullato 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 si comporta l'universo, possono fare un lavoro ragionevolmente accurato ... se presumono 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 Messa nell'universo, eppure non sappiamo cosa sia, dove si trova o perché non possiamo osservarlo. Gli astronomi hanno persino incontrato l'evidenza di "energia oscura" che sta spingendo l'universo ad espandersi.

10 Possiamo creare energia allo stesso modo del sole?

Non tutti i misteri della scienza sono astratti come la materia oscura; Alcuni sono pratici come trovare un modo per produrre elettricità. Dato che sappiamo che i combustibili fossili sono limitati, dobbiamo trovare un modo rinnovabile e pulito per produrre energia.

Sappiamo come le stelle lo fanno a pezzi o fondendo insieme molecole, ma dobbiamo ancora trovare un modo per riprodurlo in sicurezza su scala umana. Se riusciamo a trovare un modo per creare energia dividendo l'acqua in idrogeno e ossigeno, potremmo aver trovato il santo graal di energia rinnovabile.

11 Come viviamo con i batteri?

Lo sviluppo di antibiotici è probabilmente la scoperta più significativa nella medicina moderna, poiché non solo cura alcune malattie direttamente, ma rende anche lesioni e interventi chirurgici infinitamente più sopravvissuti.

Tuttavia, l'uso eccessivo di antibiotici ha fatto evolversi alcuni batteri in forme che i nostri farmaci non possono battere. Il modo in cui superamo questo problema senza entrare in una sorta di corsa agli armamenti con germi o uccidere i batteri buoni che dobbiamo vivere richiederà uno studio continuo del DNA batterico. Sorprendentemente, stiamo ancora scoprendo nuovi batteri in luoghi inesplorati come il profondo fondo dell'oceano.

12 è l'oceano la vera frontiera finale?

A proposito dell'oceano profondo, i biologi marini stimano che abbiamo esplorato solo circa il 5% del fondo del mare. In molti luoghi, 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 studiare.

Gli organismi che abbiamo trovato finora sono, in termini scientifici, semplicemente strani. Ci sono vermi tuboli che vivono su prese d'aria di zolfo e pesci con teste trasparenti e una sostanza che potrebbe aiutare a trattare la malattia di Alzheimer. Cos'altro non abbiamo ancora trovato? Guarda cos'altro non sai dell'oceano e dai un'occhiata a 30 fatti sugli oceani del mondo che ti faranno saltare in aria.

13 Dobbiamo morire?

Viviamo già molto più a lungo e più sani di quanto non siano fatti i nostri antenati, quindi c'è un limite a quanto tempo la scienza può estendere 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 della 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 i computer veloci e piccoli?

Confrontare i computer delle schede perforate delle dimensioni di una stanza degli anni '60 con i telefoni che ora portiamo nelle nostre tasche 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 riducono, ci stiamo avvicinando al limite necessario per trasferire l'elettricità. Tuttavia, se gli informatici possono creare chip che comunicano per energia luminosa anziché energia elettrica, quel limite svanirà.

15 Accade l'intelligenza artificiale?

Certo, ora abbiamo macchine che potrebbero essere appropriatamente chiamate "robot": fanno cose come costruire le nostre auto 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 AI è probabilmente circa 15-20 anni in futuro dagli anni '60. Un problema è come definire il successo, è simulare il comportamento umano o migliorare le abilità umane come il riconoscimento dei modelli? Porta il spinoso argomento di coscienza e ci sono ancora più domande che risposte quando si tratta di AI simile all'uomo. Per scoprire cosa altro Cose che gli esperti dicono.

16 Quanto sarà grande la popolazione?

Dal 1987, c'erano 5 miliardi di esseri umani sul pianeta. Abbiamo superato 6 miliardi nel 1999 e 7 miliardi nel 2011 e le migliori stime ci mostrano che passano 8 miliardi entro il 2023. Quindi ... c'è un limite?

La maggior parte degli scienziati dà che ci sia, ma differiscono quando si tratta di ciò che è questo limite e quanto presto lo raggiungeremo. Si prevede che le risorse inadeguate rallenti la crescita della popolazione dopo il 2037, ma come sarà esattamente il dibattito. Cibo, acqua pulita e carburante sono fattori limitanti, quindi quanto una popolazione può sostenere il nostro pianeta per qualsiasi periodo di tempo sostenuto? Se vuoi sapere a cosa dovremmo prepararci, dai un'occhiata a 30 cose che gli scienziati dicono che accadrà se la popolazione continua a espandersi.

17 Sapremo mai tutto?

Questa domanda arriva al cuore del metodo scientifico: osservare un fenomeno, creare un modello o una narrazione che descrive il fenomeno e usando quel modello per fare previsioni. Tuttavia, la scienza degli ultimi secoli ha superato ciò che possiamo osservare ad occhio nudo, quindi 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 mai essere in grado di creare un modello che descriva tutto, ma quanto possiamo ottenere?

18 Quanto è grande l'universo?

In questo 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 non possiamo più osservarlo. Fino a che punto, quindi, si estende?

Se l'universo è piatto, potrebbe essere teoricamente infinito. Se ha qualche curva, tuttavia, anche uno più piccolo di quanto i nostri strumenti possono rilevare, potrebbe essere la forma di una sfera e quindi limitato. Man mano che la nostra tecnologia migliora, probabilmente saremo in grado di vedere più lontano, ma potremmo mai sapere con certezza dove finisce.

19 Cosa è successo prima del Big Bang?

Mentre la parola "bang" ricorda un'esplosione, il big bang è meglio descritto come il momento in cui lo spazio stesso ha iniziato ad espandersi e la fisica come sappiamo che è iniziato. Il problema è che abbiamo bisogno di fisica stessa per descrivere l'universo, quindi chiedere com'era l'universo prima che la fisica sia come chiedere a cosa c'è a sud del Polo Sud.

È possibile che i meccanici quantistici possano descrivere l'universo prima del Big Bang, ma non sappiamo con certezza che quelle leggi fossero in atto davanti alle leggi della fisica.

20 Possiamo scaricare il nostro cervello nei computer?

Questa è una domanda per la quale gli scienziati sperano di avere una risposta nei prossimi decenni. Man mano che i computer aumentano di velocità e complessità, 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 verso la sinapsi è migliorata, siamo ancora lontani da poter copiare e incollare una mente umana.

21 Come può essere intelligente una persona?

Prima che qualcuno possa rispondere a questa domanda, devono accontentarsi di una definizione di intelligenza. È semplicemente QI? Memoria? La capacità di svolgere diversi compiti allo stesso tempo? La capacità di creare?

Se scegli il QI, poiché offre una metrica tangibile, tieni presente che è un metodo per il confronto, quindi il QI "possibile" più alto è solo alto quanto l'attuale umano più intelligente del mondo. Inoltre, ricorda che il QI può cambiare e può essere influenzato 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 scala macro. Sulla scia della crisi finanziaria del 2008, molte persone hanno chiesto: "Come ha visto nessuno in arrivo?"  

La verità, ovviamente, è che alcuni economisti lo hanno fatto, ma quelle persone non sono necessariamente geni rari sul campo, i loro dati e i modelli per la previsione sono appena stati giusti in questo caso.

L'economia comprende così tante variabili, sia matematiche che psicologiche, che è difficile indovinare cosa farà 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 accumuiamo 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, per esempio, la replica di una cellula.

23 Cosa ci rende umani?

Sappiamo istintivamente se un organismo o una macchina è umano o no. Animali come pappagalli e delfini potrebbero avere qualcosa che si avvicina all'intelligenza umana, ma pochi direbbero che da soli li rendono umani. Né la gente direbbe che gli scimpanzé, i nostri parenti più vicini con i quali condividiamo il 96% del nostro materiale genetico, sono totalmente equivalenti alle persone.

Dov'è la linea di divisione? Lo sapremmo se lo vedessimo? La personalità è possibile al di fuori di Homo sapiens sapiens? Non abbiamo test definitivi che possano dare una risposta sì o no.

24 è la natura o il nutrimento?

Solo perché questa domanda è vecchia non significa che non sia ancora rilevante. Comprendiamo la genetica meglio di quanto abbiamo mai fatto, ma quanto di chi siamo viene dal nostro DNA e quanto viene dall'ambiente in cui siamo stati cresciuti?

Le considerazioni etiche limitano gli scienziati in termini di sperimentazione: sarebbe impensabilmente crudele allevare un bambino in una scatola senza alcuna interazione di alcun tipo, quindi probabilmente non lo sapremo mai con certezza. Tuttavia, come sempre, c'è merito nel capire il più possibile.

25 Esiste una teoria unificata della fisica?

La fisica con cui probabilmente hai familiarità, almeno in termini molto basilari, è quella che impari nella massa del liceo, velocità, gravità, ecc. Einstein ha portato questo ramo della fisica all'estremo e ha usato la relatività generale per descrivere sia lo spazio che il tempo. Tuttavia, quando si tenta di descrivere il modo in cui si comportano le particelle subatomiche molto più piccole, hai bisogno di meccanica quantistica.

Il problema arriva quando si tenta di utilizzare la meccanica quantistica per descrivere le galassie o la relatività generale per descrivere gli atomi; Ciò che osserviamo non corrisponde a ciò che dicono quelle teorie dovrebbero accadere. Quando i fisici menzionano una "teoria unificata", questo è ciò di cui stanno parlando, un modo per collegare la relatività generale alla meccanica quantistica che ha senso per entrambi. Per consigli e trucchi su come vivere una vita felice, dai un'occhiata a come essere felici, secondo Albert Einstein.

26 Cosa succede all'interno di un buco nero?

I buchi neri sono dove si incontrano la relatività generale e la meccanica quantistica. Quando una stella enorme muore, collassa su se stesso, diventando così piccolo e denso che forma una singolarità. La gravità intorno a qualcosa che pesante è così forte che nemmeno la luce può scappare, dando al loro nome 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 di 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?

"Lo spazio è grande", ha scritto il romanziere Douglas Adams. "Veramente grande. Semplicemente non crederai quanto sia ampiamente, strabiliante."  

Come possiamo veramente dire che non c'è altra vita là fuori quando abbiamo esplorato la più piccola frazione di esso? Sappiamo che alcuni altri pianeti o lune contengono ossigeno e acqua liquida. Abbiamo persino sentito alcuni segnali dalle chiavi dello spazio profondo che gli scienziati non sono stati in grado di spiegare.

Finora, non abbiamo incontrato alcuna prova definitiva di organismi single a celle singole che sviluppano ovunque tranne la Terra, ma sarebbe l'altezza dell'arroganza dichiarare che significa che non lo faremo mai. Se vuoi conoscere le vite folli di coloro che esplorano lo spazio, dai un'occhiata a 27 cose folli che gli astronauti devono fare.

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