Lista de problemas no resueltos en astronomía - List of unsolved problems in astronomy

Este artículo es una lista de problemas notables sin resolver en astronomía . Algunos de estos problemas no resueltos en astronomía son teóricos, lo que significa que las teorías existentes parecen incapaces de explicar un determinado fenómeno observado o resultado experimental. Los otros son experimentales, lo que significa que existe una dificultad para crear un experimento para probar una teoría propuesta o investigar un fenómeno con mayor detalle. Algunos se refieren a hechos puntuales, sucesos inusuales que no se han repetido y cuyas causas, por lo tanto, siguen sin estar claras.

Astronomía planetaria

Exoplanetario

• ¿Qué tan inusual es nuestro Sistema Solar ? Algunos sistemas planetarios observados contienen Supertierras y Júpiter calientes que orbitan muy cerca de sus estrellas (incluso más cerca que Mercurio). Los sistemas con planetas similares a Júpiter en órbitas similares a Júpiter parecen ser raros. ¿Es por nuestra falta de datos, dada la dificultad de observar exoplanetas? ¿O puede explicarse por la hipótesis del gran rumbo ?
• Evolución de los sistemas planetarios : ¿Cómo forma la acreción los sistemas planetarios?

Sistema solar

• Evolución de los sistemas planetarios :
  • ¿Cómo forma la acreción los sistemas planetarios?
  • ¿De dónde vino el agua de la Tierra ?
• Cuerpos en órbita y rotación:
  • ¿Hay planetas más allá de Neptuno ?
  • ¿Cuál es la explicación de las órbitas alargadas de un grupo de objetos del cinturón de Kuiper ?
  • Tasa de rotación de Saturno :
    • ¿Por qué la magnetosfera de Saturno gira a una velocidad cercana a la que giran las nubes del planeta?
    • ¿Cuál es la verdadera tasa de rotación del interior profundo de Saturno?
• Geomorfología satelital :
  • ¿Cuál es el origen de la cadena de altas montañas que sigue de cerca el ecuador de la luna de Jápeto de Saturno ?
    • ¿Es el remanente del joven Jápeto caliente y de rápida rotación?
    • ¿Es el resultado de material (ya sea de los anillos de Saturno o de su propio anillo) que con el tiempo se acumuló en la superficie?

Astronomía y astrofísica estelar

• Ciclo solar :
  • ¿Cómo genera el Sol su campo magnético a gran escala que se invierte periódicamente?
  • ¿Cómo otras estrellas de tipo solar generan sus campos magnéticos y cuáles son las similitudes y diferencias entre los ciclos de actividad estelar y el del Sol?
  • ¿Qué causó el Mínimo de Maunder y otros grandes mínimos, y cómo se recupera el ciclo solar de un estado mínimo?
• Problema de calentamiento coronal :
  • ¿Por qué la corona del Sol (capa de atmósfera) es mucho más caliente que la superficie del Sol?
  • ¿Por qué el efecto de reconexión magnética es muchos órdenes de magnitud más rápido de lo que predicen los modelos estándar?
• Predicción del clima espacial :
  • ¿Cómo produce el Sol campos magnéticos fuertes que apuntan hacia el sur en las eyecciones de masa coronal solar que conducen a tormentas geomagnéticas ? ¿Cómo podemos predecir las supertormentas solares y geomagnéticas?
• ¿Cuál es el origen del espectro de masas estelares? Es decir, ¿por qué los astrónomos observan la misma distribución de masas estelares, la función de masa inicial  , aparentemente independientemente de las condiciones iniciales?
• Supernova : ¿Cuál es el mecanismo exacto por el cual la implosión de una estrella moribunda se convierte en explosión?
• p-núcleos : ¿Qué proceso astrofísico es responsable de la nucleogénesis de estos raros isótopos?
• Ráfagas de radio rápidas (FRB): ¿Qué causa estos pulsos de radio transitorios de galaxias distantes, que duran solo unos pocos milisegundos cada uno? ¿Por qué algunos FRB se repiten a intervalos impredecibles, pero la mayoría no? Se han propuesto decenas de modelos, pero ninguno ha sido ampliamente aceptado.
• La partícula Oh-My-God y otros rayos cósmicos de energía ultra alta : ¿Qué procesos físicos crean rayos cósmicos cuya energía excede el límite de GZK ?
• Naturaleza de KIC 8462852 , comúnmente conocida como Estrella de Tabby: ¿Cuál es el origen de los inusuales cambios de luminosidad de esta estrella?

Astronomía y astrofísica galáctica

Curva de rotación de una galaxia espiral típica: predicha ( A ) y observada ( B ). ¿Se puede atribuir la discrepancia entre las curvas a la materia oscura?

• Problema de rotación de galaxias : ¿Es la materia oscura responsable de las diferencias en la velocidad observada y teórica de las estrellas que giran alrededor del centro de las galaxias, o es algo más?
• Relación edad-metalicidad en el disco galáctico: ¿Existe una relación universal edad-metalicidad (AMR) en el disco galáctico (tanto las partes "delgadas" como las "gruesas" del disco)? Aunque en el disco local (principalmente delgado) de la Vía Láctea no hay evidencia de una AMR fuerte, se ha utilizado una muestra de 229 estrellas de disco "gruesas" cercanas para investigar la existencia de una relación edad-metalicidad en el disco grueso galáctico , e indican que existe una relación edad-metalicidad presente en el disco grueso. Las edades estelares de la astrosismología confirman la falta de una fuerte relación edad-metalicidad en el disco galáctico.
• Fuentes de rayos X ultraluminosos (ULX): ¿Qué alimentan las fuentes de rayos X que no están asociadas con núcleos galácticos activos pero que exceden el límite de Eddington de una estrella de neutrones o un agujero negro estelar ? ¿Se deben a agujeros negros de masa intermedia ? Algunos ULX son periódicos, lo que sugiere una emisión no isotrópica de una estrella de neutrones. ¿Esto se aplica a todos los ULX? ¿Cómo podría formarse un sistema así y permanecer estable?
• ¿Cuál es el origen del Exceso de GeV del Centro Galáctico ?
• La crisis infrarroja / TeV: falta de atenuación de rayos gamma muy energéticos de fuentes extragalácticas.

Agujeros negros

• Singularidades gravitacionales : ¿ la relatividad general se descompone en el interior de un agujero negro debido a efectos cuánticos , torsión u otros fenómenos?
• Teorema sin pelo :
  • ¿Tienen los agujeros negros una estructura interna?
    • Si es así, ¿cómo se podría investigar la estructura interna?
• Agujeros negros supermasivos :
  • ¿Cuál es el origen de la relación M-sigma entre la masa del agujero negro supermasivo y la dispersión de la velocidad de las galaxias?
  • ¿Los cuásares más distantes hicieron crecer sus agujeros negros supermasivos hasta 10 ¹⁰ masas solares tan temprano en la historia del universo?
• Paradoja de la información de los agujeros negros y radiación de los agujeros negros :
  • ¿Los agujeros negros producen radiación térmica, como se esperaba en términos teóricos?
    • Si es así, y los agujeros negros pueden evaporarse, ¿qué sucede con la información almacenada en ellos (dado que la mecánica cuántica no prevé la destrucción de la información)? ¿O la radiación se detiene en algún momento dejando restos de un agujero negro?
• Cortafuegos : ¿Existe un cortafuegos alrededor de un agujero negro?
• Problema final de parsec : los agujeros negros supermasivos parecen haberse fusionado, y se ha observado lo que parece ser un par en este rango intermedio, en PKS 1302-102 . Sin embargo, la teoría predice que cuando los agujeros negros supermasivos alcancen una separación de aproximadamente un parsec, se necesitarían miles de millones de años para orbitar lo suficientemente cerca para fusionarse, más que la edad del universo.

Cosmología

Distribución estimada de materia oscura y energía oscura en el universo

• Materia oscura :
  • ¿Cuál es la identidad de la materia oscura?
  • ¿Es la materia oscura una partícula ?
  • ¿Es la materia oscura la supercompañera más ligera (LSP)? ₠
  • ¿Los fenómenos atribuidos a la materia oscura no apuntan a alguna forma de materia, sino a una extensión de la gravedad ?
• Energía oscura :
  • ¿Cuál es la causa de la expansión acelerada observada ( fase de De Sitter ) del universo?
  • ¿Por qué la densidad de energía del componente de energía oscura es de la misma magnitud que la densidad de la materia en la actualidad cuando las dos evolucionan de manera bastante diferente con el tiempo?
    • ¿Podría ser simplemente que estamos observando exactamente en el momento adecuado ?
  • ¿Es la energía oscura una constante cosmológica pura o son aplicables modelos de quintaesencia como la energía fantasma ?
• Asimetría bariónica : ¿Por qué hay mucha más materia que antimateria en el universo observable ?
• Problema cosmológico constante :
  • ¿Por qué la energía del punto cero del vacío no causa una gran constante cosmológica ?
    • ¿Qué lo anula?
• Tamaño y forma del universo :
  • El diámetro del universo observable es de aproximadamente 93 mil millones de años luz, pero ¿cuál es el tamaño de todo el universo?
  • ¿Cuál es la variedad 3 del espacio como móvil , es decir, de una sección espacial como móvil del universo, informalmente llamada la "forma" del universo?
    • Actualmente no se conocen ni la curvatura ni la topología, aunque se sabe que la curvatura es "cercana" a cero en escalas observables. La hipótesis de la inflación cósmica sugiere que la forma del universo puede ser inconmensurable, pero, desde 2003, Jean-Pierre Luminet , et al., Y otros grupos han sugerido que la forma del universo puede ser el espacio dodecaédrico de Poincaré . ¿Es la forma inconmensurable? el espacio de Poincaré; u otro 3-múltiple?
• Inflación cósmica :
  • ¿Es correcta la teoría de la inflación cósmica en el universo primitivo?
    • Y, si es así, ¿cuáles son los detalles de esta época?
  • ¿Cuál es el hipotético campo escalar inflatón que dio lugar a esta inflación cósmica?
  • Si la inflación ocurrió en un punto, ¿es autosostenible a través de la inflación de las fluctuaciones de la mecánica cuántica y , por lo tanto, continúa en algún lugar extremadamente distante?
• Problema de horizonte :
  • ¿Por qué el universo distante es tan homogéneo cuando la teoría del Big Bang parece predecir anisotropías medibles del cielo nocturno más grandes que las observadas?
    • La inflación cosmológica se acepta generalmente como la solución, pero ¿son más apropiadas otras posibles explicaciones, como una velocidad variable de la luz ?
• Tensión de Hubble : si ΛCDM es correcto, ¿por qué las mediciones de la constante de Hubble no convergen?
• Eje del mal : algunas características grandes del cielo de microondas a distancias de más de 13 mil millones de años luz parecen estar alineadas tanto con el movimiento como con la orientación del sistema solar. ¿Se debe esto a errores sistemáticos en el procesamiento, contaminación de los resultados por efectos locales o una violación inexplicable del principio copernicano ?
• por qué hay algo en vez de nada? , origen y futuro del universo :
  • ¿Cómo surgieron las condiciones para que existiera algo?
  • ¿Se dirige el universo hacia un Big Freeze , un Big Rip , un Big Crunch o un Big Bounce , o es parte de un modelo cíclico infinitamente recurrente ?

Vida extraterrestre

• ¿Hay otra vida en el Universo ? Especialmente;
  • hay otra vida inteligente?
    • Si es así, ¿cuál es la explicación de la paradoja de Fermi ?
• ¡Naturaleza de Wow! señal :
  • ¿Fue este evento singular una señal real?
    • si es así, ¿cuál fue su origen?

Ver también

• Listas de problemas no resueltos
• Lista de problemas de física sin resolver

Referencias