Тайны квантового мира: О парадоксальности пространства и времени

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Аннигиляция — процесс, при котором частица и ее античастица, сталкиваясь, взаимно уничтожают друг друга.

Античастица — у каждой частицы материи есть соответствующая античастица. При соударении частицы и античастицы происходит их аннигиляция, в результате которой выделяется энергия и рождаются другие частицы.

Апейрон — понятие древнегреческой науки для обозначения беспредельной, неопределенной, бескачественной материи, находящейся в вечном движении. Все бесконечное многообразие вещей, все миры возникли путем выделения из апейрона противоположностей и их борьбы.

Атом — наименьшая частица обычного вещества. Атом состоит из крошечного ядра (составленного из протонов и нейтронов) и обращающихся вокруг него электронов.

Белый карлик — стабильная холодная звезда, находящаяся в равновесии благодаря тому, что в силу принципа исключения Паули между электронами действуют силы отталкивания.

Большой взрыв — космический катаклизм пространства и времени, в результате которого возникла Вселенная.

Большой хлопок — сингулярность в конечной точке существования Вселенной.

Вес — сила, с которой на тело действует гравитационное поле. Вес тела пропорционален массе тела, но не совпадает с ней.

Виртуальная частица — в квантовой механике — частица, которую невозможно зарегистрировать непосредственно, но существование которой подтверждается эффектами, поддающимися измерению.

Гамма-излучение — электромагнитное излучение с очень малой длиной волны, испускаемое при радиоактивном распаде или при соударениях элементарных частиц.

Горизонт событий — граница черной дыры.

Гравитационное взаимодействие — самое слабое из четырех фундаментальных взаимодействий, обладающее большим радиусом действия. В гравитационном взаимодействии участвуют все частицы материи.

Длина волны — расстояние между двумя соседними гребнями волны или между двумя ее соседними впадинами.

Закон сохранения энергии — закон науки, согласно которому энергия (или ее массовый эквивалент) не может ни создаваться, ни уничтожаться.

Квант — минимальная порция, которой измеряется испускание или поглощение волн.

Квантовая механика — теория, разработанная на основе квантово-механического принципа Планка и принципа неопределенности Гейзенберга.

Квантово-механический принцип Планка (закон излучения Планка) — состоит в том, что свет (или любые другие классические волны) может испускаться или поглощаться только дискретными порциями — квантами — с энергией, пропорциональной их частоте.

Кварк — элементарная (заряженная) частица, участвующая в сильном взаимодействии. Протоны и нейтроны состоят каждый из трех кварков.

Координаты — числа, определяющие положение точки в пространстве и во времени.

Корпускулярно-волновой дуализм — лежащее в основе квантовой механики представление о том, что не существует различия между частицами и волнами, частицы могут иногда вести себя как волны, а волны — как частицы.

Космогония — раздел астрономии, изучающий происхождение и развитие планет и Солнечной системы в целом, звезд, галактик и т. д.

Космологическая постоянная — математическая вспомогательная величина, введенная Эйнштейном для того, чтобы пространство-время приобрело тенденцию к расширению.

Космологический постулат — утверждение об однородности и изотропности Вселенной: во Вселенной нет каких-либо выделенных точек и направлений, то есть все точки и направления равноправны.

Космология — наука, занимающаяся изучением Вселенной как целого. Красное смещение — покраснение света, испускаемого удаляющимися от нас космическими объектами, в результате эффекта Доплера.

Магнитное поле — поле, создающее магнитные силы. Сейчас магнитное поле и электрическое поле объединяются в электромагнитное поле.

Масса — количество вещества, содержащееся в теле. Мера инерции тела или степень его сопротивления ускорению.

Материя — объективная реальность, существующая вне и независимо от человеческого сознания. В естествознании — вещество, из которого состоят физические тела природы.

Нейтрино — легчайшая элементарная частица вещества, участвующая только в слабых и гравитационных взаимодействиях.

Нейтрон — незаряженная частица, очень близкая по свойствам к протону. Нейтроны составляют более половины частиц, входящих в состав большинства атомных ядер.

Нейтронная звезда — холодная звезда, существующая вследствие отталкивания нейтронов, обусловленного принципом Паули.

Общая теория относительности — созданная Эйнштейном теория, в основе которой лежит предположение о том, что законы науки должны быть одинаковы для всех наблюдателей независимо от того, как движутся эти наблюдатели. В ОТО существование гравитационного взаимодействия объясняется искривлением четырехмерного пространства-времени.

Первичная черная дыра — черная дыра, возникшая на очень ранней стадии развития Вселенной.

Позитрон — античастица (положительно заряженная) электрона.

Поле — нечто существующее во всех точках пространства и времени, в отличие от частицы, которая существует только в одной точке в каждый момент времени.

Предел Чандрасекара — максимально возможная масса стабильной холодной звезды, выше которой звезда должна сколлапсировать в черную дыру.

Принцип исключения Паули — две одинаковые частицы со спином ½не могут (в пределах, которые даются принципом неопределенности) обладать одновременно и одинаковыми положениями в пространстве, и разными скоростями.

Пространственное измерение — любое из трех пространственно-подобных измерений пространства-времени, то есть любое измерение, кроме временного.

Пространство-время — четырехмерное пространство, точки которого отвечают событиям.

Протон — положительно заряженная частица. Протоны образуют примерно половину всех частиц, входящих в состав ядер большинства атомов.

Радиоактивность — самопроизвольное превращение одного атомного ядра в другое.

Световая секунда (световой год) — расстояние, проходимое светом за одну секунду (за один год).

Световой конус — поверхность в пространстве-времени, которая ограничивает возможные направления световых лучей, проходящих через данное событие.

Сильное взаимодействие — самое сильное и самое короткодействующее из четырех фундаментальных взаимодействий. Благодаря сильному взаимодействию кварки удерживаются внутри протонов и нейтронов, а протоны и нейтроны, собравшись вместе, образуют атомные ядра.

Сингулярность (космологическая) — некоторая точка пространства-времени, из которой родилась наша Вселенная 13,7 миллиарда лет назад. Современная наука пока еще не может понять физические свойства сингулярного состояния пространства-времени, поскольку в нем кривизна его и плотность стремятся к бесконечности. Похожими свойствами должно обладать пространство-время и в условном центре гравитационных коллапсаров — черных дыр застывших звезд.

Слабое взаимодействие — второе по слабости из четырех известных взаимодействий. Обладает очень коротким радиусом действия. В слабом взаимодействии принимают участие все частицы материи, но в нем не участвуют частицы — переносчики взаимодействия.

Спектр — расщепление волны (например, электромагнитной) на частотные компоненты.

Специальная теория относительности — теория Эйнштейна, отправная точка которой состоит в том, что законы науки должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скоростей.

Спин — внутреннее свойство частицы, связанное с ее вращением вокруг собственной оси.

Стационарное состояние — состояние, не изменяющееся со временем: вращающийся с постоянной скоростью шар находится в стационарном состоянии, потому что, несмотря на вращение, в каждый момент он выглядит одинаково.

Теория великого объединения — теория, объединяющая электромагнитные, сильные и слабые взаимодействия.

Ускоритель частиц — устройство, которое с помощью электромагнитов дает возможность ускорять движущиеся заряженные частицы, постоянно увеличивая их энергию.

Фаза — для волны — положение точки в цикле в определенный момент времени: мера того, находится ли точка на гребне, во впадине или где-нибудь в промежутке.

Фон микроволнового излучения — излучение, возникшее при свечении горячей ранней Вселенной (называется реликтовым). Оно сейчас испытывает такое сильное красное смещение, что регистрируется не в виде света, а в виде волн микроволнового диапазона (радиоволны с сантиметровыми длинами волн).

Фотон — квант электромагнитного излучения (света).

Черная дыра — область пространства-времени, из которой ничто, даже свет, не может выбраться наружу, потому что в ней чрезвычайно сильно действие гравитации.

Электрический заряд — свойство частицы, благодаря которому она отталкивает (или притягивает) другие частицы, имеющие заряд того же (или противоположного) знака.

Электромагнитное взаимодействие — взаимодействие, которое возникает между частицами, обладающими электрическим зарядом. Второе по силе из четырех фундаментальных взаимодействий.

Электрон — частица, обладающая отрицательным электрическим зарядом и обращающаяся в атоме вокруг ядра.

Элементарная частица — частица, которая считается неделимой.

Энергия теории великого объединения — энергия, выше которой электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия предположительно должны стать неразличимыми.

Эффект Доплера — изменение частоты волн при движении их источника и наблюдателя друг относительно друга.

Ядерный синтез — процесс соударения двух ядер и последующего их слияния в одно более тяжелое ядро.