1900年にオックスフォードで、有名な物理学者ケルビン卿は、英国科学振興協会に次の言葉で呼びかけました。「物理学には新しい発見はありません」
彼は正しいと思いますか？ 次の世紀は物理学を完全に変えました。 非常に多くの理論的および実験的発見が、宇宙における私たちの場所の理解を変えました。 そして次の50年で？
今世紀が違うと期待しないでください。 宇宙にはまだ発見されていない謎の海があり、新しい技術は私たちがさらに多くの問題を解決するのに役立ちます。
XNUMXつ目は、私たちの存在の基礎に関するものです。
物理学は、ビッグバンが私たちでできている物質と反物質と呼ばれるものを同量生産したと予測しています。
ほとんどの物質粒子は反物質双子を持っています。 それは同じですが、反対の電荷を持ちます。 物質と反物質が出会うとき、それらは互いに打ち消し合い、それらのすべてのエネルギーは光に変換されます。
しかし、私たちが観測する宇宙は、ほぼすべてが物質で構成されています。 それで、すべての反物質はどこに行きましたか？
大型ハドロン衝突型加速器（LHC） 彼は私たちにいくつかの興味深いアイデアを提供しました。 想像を絶する速度で陽子を衝突させ、重い粒子と反物質を作り、軽い粒子に分解します。 これらの多くはこれまで見られたことはありませんでした。
LHCは、物質と反物質がわずかに異なる速度で減衰することを示しています。 これは、外見にもかかわらず、自然に完全な対称性が決してない理由を説明します。
問題は、前世紀の物理実験と比較すると、LHC は依然としてテニスラケットで卓球をしているようなものであるということです。陽子はより小さな粒子で構成されているため、陽子が衝突すると「破片」が生成され、あらゆる場所に「発射」され、新しい粒子の検出がはるかに困難になります。このため、それらの特性の測定は複雑であり、多数の計算エラーが発生する現実以上のリスクが伴います。要約すると、なぜこれほど多くの反物質が消滅したのかはわかっていません。
XNUMX つの新しい科学施設は、今後数十年のシナリオを完全に変えるでしょう。 その中でも主なものは、 フューチャーサーキュラーコライダー（FCC） -ジュネーブを囲む100 kmのトンネル：現在のLHC（27 km）をルートのストップとして使用します。 陽子の代わりに、電子とその反粒子である陽電子が、LHCが到達できるよりもはるかに速い速度で衝突します。
陽子とは異なり、電子と陽電子は不可分です。したがって、観測しているものを正確に知ることができます。
また、衝突のエネルギーを変化させて、特定の反物質粒子を生成し、その特性（特にそれらがどのように分解するか）をより正確に測定できるようになります。
まったく新しい物理学
今後50年間にわたるこれらの調査により、まったく新しい物理学が明らかになる可能性があります。
85つの可能性は、反物質の消失が暗黒物質の存在に関連している可能性があることです。これは、これまで検出不能な粒子であり、宇宙の質量のなんとXNUMX％を占めています。
反物質の欠如と暗黒物質の蔓延はおそらくビッグバンの間に存在する条件によるので、これらの実験は私たちの存在の起源を直接調査するでしょう。
次の発見が私たちの生活を変えると予測することは不可能です。 前回、より強力な拡大鏡を通して世界を見たときに、素粒子と量子力学を発見しました。今日のコンピューティング、医学、エネルギー生産に革命をもたらす発見です。
誰が聞いていますか？
宇宙規模で発見することも同様に重要であるのは、私たちが宇宙に一人でいるのかどうかという昔からの問題です。 火星で液体の水が最近発見されたにもかかわらず、微生物の生命の証拠はまだありません。 Mars 2020もこれを教えてくれます。
他の星系での惑星の生命の探索はまだ実を結んでいませんが、その運用への差し迫った参入 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、2021年に打ち上げられ、今後50年間で居住可能な太陽系外惑星を検出する方法に革命をもたらします。
ジェームズウェッブ宇宙望遠鏡は、 コロナグラフ 望遠鏡に入る星の光を検出します。 これは、目の前に手を置いて太陽光の眩しさを防ぐのと同じように機能します。 この技術により、望遠鏡は、通常は周回する星の明るい輝きに覆われている小さな惑星を直接観察できるようになります。
ジェームズウェッブ望遠鏡は、新しい惑星を検出できるだけでなく、生命を維持できるかどうかを判断することもできます。 星からの光が惑星の大気に到達すると、一部の波長が吸収され、反射スペクトルにギャップが残ります。 バーコードのように、これらのギャップは、惑星の大気を構成する原子と分子のサインを提供します。
望遠鏡はこれらの「足跡」を読み取って、惑星の大気に生命に必要な条件があるかどうかを検出することができます。
今後50年間で、他の惑星に何が、または誰が住んでいる可能性があるかを判断するために、将来の星間宇宙ミッションの目標を設定する可能性があります。
ヨーロッパは私たちに「より近い」です。 木星の月は、私たちの太陽系の生命を司る場所として特定されています。 その低温（-220°C）にも関わらず、木星からの重力が水を表面の下に流し、水が凍結するのを防ぎます。 これにより、微生物や水生生物が住むことができるようになります。
エウロパクリッパーと呼ばれる新しい使命 2025年に予想される水中の海の存在を確認し、後続のミッションに適した着陸地点を特定します。 また、惑星の氷の表面から発射された液体の水の噴流を観察して、有機分子が存在するかどうかを確認します。
つまり、それが私たちの存在の最小構成要素であろうと、広大な空間であろうと、宇宙には依然として一連の謎が残っています。
