5 معمای بزرگ علم!

1. درمان سرطان چیست؟ طبق اطلاعات منتشرشده در وب‌سایت WebMD، در سال ۲۰۲۱، سرطان موجب مرگ بیش از ده میلیون نفر در سراسر جهان شد. با وجود تقریبا دو قرن، پژوهش و بودجه اختصاص داده‌شده به پژوهش‌های سرطان، هنوز درمانی برای این بیماری کشف نشده و بعید است درمانی کامل برای کل سرطان‌ها پیدا شود. یکی از دلایل اصلی که چرا درمانی برای سرطان وجود ندارد، این است که سرطان فقط یک بیماری نیست. بیش از ۲۰۰ نوع سرطان وجود دارد که بر قسمت‌های مختلف بدن تاثیر می‌گذارند و به روش‌های مختلفی بروز می‌کنند. علاوه‌براین، حتی سلول‌های سرطانی درون یک تومور نیز می‌توانند جهش‌های متفاوتی داشته باشند. بدتر از آن، سلول‌های سرطان در فرار از سیستم ایمنی بسیار ماهر هستند، به همین دلیل برخی از سلول‌های سرطانی می‌توانند از درمان جان سالم به در ببرند و به سایر قسمت‌های بدن سرایت کنند. البته تشخیص سرطان لزوما پایان کار نیست. گزینه‌های درمانی متعددی وجود دارد و نرخ بقای جهانی در چند دهه اخیر به میزان زیادی بهبود یافته است. علاوه‌براین، کارشناسان می‌گویند تمرکز بر پیشگیری از سرطان نسبت به تلاش برای درمان آن، نتایج بهتری به همراه دارد. با‌این‌حال، درنهایت تنها راهی که یک بیماری سرطانی می‌تواند بگوید درمان شده است، این است که علائم ناپدید شوند و هرگز برای بقیه عمر ظاهر نشود.

2. چرا ماشین آنتیکیترا بسیار جلوتر از زمان خود بود؟ تصور کنید درحال کاوش کشتی شکسته‌ای باستانی هستید و به ماشینی برمی‌خورید که بسیار جلوتر از زمان خود به‌نظر می‌رسد. این دقیقا همان چیزی است که غواصان بیش از صد سال پیش، وقتی درحال جستجوی بقایای کشتی باری رومی در نزدیکی آنتیکیترا یونان بودند، تجربه کردند. دستگاه آنتیکیترا چندین سوال را ایجاد کرد: این دستگاه به چه منظوری ساخته شده بود؟ چگونه دانشمندان باستان چیزی را ساختند که بسیاری آن را اولین کامپیوتر آنالوگ می‌نامند؟ چرا دستگاه آنتیکیترا آن قدر از زمان خود جلو بود و چرا نمونه‌های بیشتری از آن را پیدا نکرده‌ایم؟ در طول سال‌ها، پژوهشگران توانسته‌اند تاحدودی مشخص کنند عملکرد اصلی دستگاه چه بوده است. کارشناسان پس از مطالعه‌ی ۸۲ قطعه‌ی دستگاه به این نتیجه رسیدند که این مکانیسم چرخ‌دنده‌ای که دارای قطعاتی از برنز بود، احتمالا برای نقشه‌برداری و ردیابی رویدادها و اجرام کیهانی (خصوصا سیاره‌ها، خورشید و ماه) در آسمان شب استفاده می‌شد. با توجه به پیچیدگی دستگاه، دانشمندان حدس می‌زنند نمونه‌های اولیه یا حتی دستگاه‌های مشابه آن باید وجود داشته باشد. اما تا‌به‌حال چیزی شبیه آن را پیدا نکرده‌ایم. همان‌طور که آدام ووجیک، دانشمند مواد به گاردین گفت: «اگر یونانیان باستانی فناوری ساخت ماشین آنتیکیترا را داشتند، چرا از این فناوری برای ساخت ماشین‌های دیگری مانند ساعت استفاده نکردند؟»

3. ماده تاریک و انرژی تاریک دقیقاً چه هستند؟ ممکن است با اصطلاح ماده تاریک و انرژی تاریک آشنا باشید که در این زمینه، تاریک به معنای بد و شیطانی نیست، بلکه به این معنا است که نمی‌توانیم آن‌ها را ببینیم. بیش از دو سوم همه چیز انرژی تاریک است، درحالی‌که ماده تاریک کمی بیش از یک چهارم جهان را تشکیل می‌دهد. مشکل تلاش برای مطالعه ماده تاریک و انرژی تاریک این است که تشخیص اینکه آن‌ها دقیقا چه چیزی نیستند، بسیار راحت‌تر از تشخیص این موضوع است که آن‌ها چه چیزی هستند. ماده تاریک ماده‌ای معمولی یا مشاهده‌پذیر نیست و پادماده هم نیست، زیرا همان آثار تشعشعی را که در زمان نابودی ماده-پادماه مشاهده می‌کنیم، ایجاد نمی‌کند. درک ما از نحوه عملکرد نور این موضوع را رد می‌کند که سیاه‌چاله‌های بزرگ ماده تاریک هستند. با‌این‌حال، تاثیرات ظاهری ماده تاریک بر کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی، پژوهشگران را مطمئن کرده است که قطعا چیزی به نام ماده تاریک وجود دارد. از سوی دیگر، انرژی تاریک هم ازنظر ترکیب اسرارآمیز است و هم اندازه‌گیری مستقیم آن غیرممکن است. البته این امر پژوهشگران را از استفاده از تلسکوپ‌های پرقدرت برای یافتن و مطالعه آن باز نداشته است.

4. درون سیاه‌چاله چه اتفاقی می‌افتد؟ سیاهچاله‌ها در داستان‌های علمی‌تخیلی و فرهنگ عامه معمولا به شکل دروازه‌های میان ابعادی یا ساختارهای مارپیچی فضایی که همه چیز را می‌بلعند، به تصویر کشیده می‌شوند. اما اگر به نحوی درون آن گرفتار شوید، چه اتفاقی می‌افتد؟ هر دو تفسیر ممکن است. اگر اولی باشد، پاسخ از تئوری کرم‌چاله پیروی می‌کند که توسط فیزیکدانان آلبرت انیشتین و ناتان روزن در سال ۱۹۳۵ براساس ایده سفیدچاله از فیزیکدان دیگری به نام لودویگ فلام، مطرح شده است. سیاه‌چاله‌ها و سفیدچاله‌ها که توسط پل‌های اینشتین–روزِن به هم متصل می‌شوند، ازنظر تئوری می‌توانند به‌عنوان میان‌برهای کیهانی برای سفر بین‌ستاره‌ای عمل کنند. متأسفانه، احتمال دیگر محتمل‌تر به‌نظر می‌رسد: ورود به سیاه‌چاله‌ای با جرم ستاره‌ای یا سیاه‌چاله‌ای که توسط مرگ گرانشی ستاره ایجاد شده است، موجب می‌شود کل بدن شما کشیده (اثر اسپاگتی) شود که مشخصا وحشتناک است. نتیجه‌ی کمتر خشونت‌آمیز (اما همچنان آزاردهنده) در صورتی رخ می‌دهد که به نحوی خود را درون سیاه‌چاله‌ای عظیم بیابید: می‌توانید بیرون را ببینید، اما دیدن و نجات از خارج از افق رویداد غیرممکن است. تا زمانی که کسی واقعا نتواند آزمایش مناسبی انجام دهد (و زنده بماند تا نتایج را بگوید)، هر پاسخی به این سوال که درون سیاه‌چاله چه اتفاقی می‌افتد، صرفا براساس حدس‌های مبتنی‌بر اطلاعات خواهد بود.

5. آیا درنهایت همه چیز به پایان می‌رسد؟ اگر چنین است، چه زمانی؟ متون دینی به‌طور گسترده به پایان جهان پرداخته‌اند و رویکردی نبوی‌تر و تقریبا سینمایی برای توصیف آخرالزمان اتخاذ کرده‌اند. دانشمندان نیز سه سناریوی بسیار متفاوت ارائه کرده‌اند. اولین مورد در این فهرست، مِه رُمب یا بیگ کرانچ است: انبساط مداوم جهان به این معنا است که درنهایت ماده کافی درون آن وجود خواهد داشت که نه تنها رشد آن را متوقف کند، بلکه خودش نیز عقب‌نشینی کند. برای تشریح این موضوع، تصور کنید نوار لاستیکی را تا حد نهایت بکشید و سپس هر دو انتهای آن اجازه دهید تا به شکل اولیه خود برگردد. تئوری دوم، یعنی «انجماد بزرگ» تصور می‌کند جهان در طول تریلیون‌ها سال چگونه خواهد بود. در ابتدا فاصله بین کهکشان‌ها به قدری زیاد می‌شود که دیدن آن‌ها غیرممکن خواهد بود و دیگر ستاره‌ای تشکیل نخواهد شد. تا زمانی که آخرین سیاه‌چاله‌های کلان جرم، تبخیر شوند، تمام انرژی در سراسر کیهان به طور یکنواخت توزیع می‌شود و کل جهان در تاریکی و سرما فرو می‌رود. درنهایت، طرفداران شکاف بزرگ (بیگ‌ریپ) بر این باورند که جهان تا زمانی که انرژی تاریک از نیروی گرانش فراتر رود، به انبساط خود ادامه خواهد داد. درنتیجه، ستارگان، سیاره‌ها و حتی سیاه‌چاله‌ها متلاشی می‌شوند. در پایان این نابودی جهانی، تنها چیزی که باقی می‌ماند، ذرات گسسته و منفرد خواهد بود.