Kozmologiju, proučavanje svemira, muče brojni neriješeni problemi. Povijesno gledano, ovi neriješeni problemi potaknuli su novi razvoj u fizici koji je revolucionirao ovo polje, ali u posljednjih pola stoljeća kozmolozi su otkrivali nove probleme i pružali manje odgovarajućih rješenja. Pronalaženje rješenja za ove probleme može zahtijevati radikalno novo razmišljanje i više tolerancije prema zapošljavanju doktora znanosti koji su skloni slijediti vlastite ideje, a ne samo slijediti ideje starijih znanstvenika.
Jedan od najuočljivijih problema u kozmologiji je kozmološka konstanta, koja upravlja širenjem svemira, također poznata kao tamna energija. Znatan dio, oko 60% mase-energije u svemiru je u obliku tajanstvene energije koja ubrzano rastavlja kozmos. Što je to energija i odakle dolazi? Kozmolozi nemaju pravu ideju.
Iako je dobio sličan naziv, postoji još jedan problem u kozmologiji, takozvana tamna tvar, koja zapravo nije povezana s tamnom energijom, osim ako uključuje stvari koje ne razumijemo. Oko 90% mase u svemiru je u naizgled nevidljivom obliku materije koju nazivamo tamnom materijom. Ta se tamna tvar može mjeriti samo gravitacijskim privlačenjem koje ima na objekte oko sebe, a sve galaksije koje promatramo sadrže velike njezine oreole, koje se često protežu stotinama tisuća svjetlosnih godina izvan ruba svjetleće materije. Je li ta tamna tvar stvarna materija, kao što su masivne čestice sa slabom interakcijom (WIMP), ili je možda samo promatrački artefakt uzrokovan neispravnom teorijom gravitacije? Svakom kozmologu koji to shvati praktički bi bila zajamčena Nobelova nagrada, no nitko nije uspio.
Još jedna misterija je zašto u svemiru ima mnogo više materije od antimaterije. Prema fizikalnim teorijama, ovi oblici materije su u biti ekvivalentni, ali konvencionalna materija je uočena u mnogo većoj količini od antimaterije. Je li u ranom svemiru postojao vrlo velik broj oba tipa i oni su se uglavnom međusobno uništavali kako bi napustili današnju materiju? Ili je od početka bilo puno konvencionalnije stvari? Ako ste kozmolog, ovo je vrsta stvari koja vas drži budnim noću.
Neki od odgovora na gornja pitanja mogu biti izvedeni iz antropskog principa – ideja da su promatrane vrijednosti bile mnogo drugačije, svemir bi bio neprijateljski raspoložen prema životu i stoga ne bi bilo kozmologa koji bi postavljali ova pitanja. Ali drugi vide antropsko načelo kao izostanak, jer nudi zgodno objašnjenje za praktički sve što želimo. Postoje brojni drugi neriješeni problemi u kozmologiji, koji se odnose na stvaranje mase za neutrine, pitanje entropije u dalekoj prošlosti i stanja u svemiru neposredno nakon Velikog praska. Ako želite saznati više, pročitajte knjigu cijenjenog kozmologa na tu temu.