Глоссарий

Абсолютная температурная шкала (или шкала Кельвина). Температура измеряется в градусах, обозначенных символом К, по шкале, согласно которой вода замерзает на отметке 273,16 К и кипит на отметке 373,16 К; 0 К — абсолютный нуль, самая холодная из теоретически достижимых температур.

Азот. Химический элемент, состоящий из атомов, в ядрах которых содержится по семь протонов; его разные изотопы могут насчитывать шесть, семь, восемь, девять или десять нейтронов. У большинства атомов азота семь нейтронов.

Аккреционный диск. Материал, окружающий массивный объект (как правило, черную дыру), который вращается вокруг этого объекта и постепенно притягивается все ближе к нему по спирали.

Аккреция. Прирост вещества, за счет которого масса объекта увеличивается.

Аминокислота. Один из классов относительно малых молекул, в каждую из которых входит от 13 до 27 атомов углерода, азота, водорода, кислорода и серы. Аминокислоты могут образовывать цепочки, которые становятся молекулами белка.

Антиматерия. Комплементарная (взаимодополняющая) форма вещества (материи), состоящая из античастиц идентичной массы, но с электрическим зарядом, противоположным заряду частиц, которые они дополняют.

Античастица. Комплементарная частица антиматерии, дополняющая частицу обычного вещества.

Аппарат «Кассини-Гюйгенс». Автоматический космический аппарат (орбитальная станция), запущенный с Земли в 1997 году, который в июле 2004 года достиг Сатурна, после чего искусственный спутник «Кассини» изучил Сатурн и его луны и отправил автоматическую станцию «Гюйгенс» на поверхность Титана, крупнейшего спутника Сатурна.

Археи. Представители одного из трех доменов живых организмов, которые считаются наиболее древними формами жизни на Земле. Все археи являются одноклеточными и термофильными (то есть способны жить и размножаться при температурах выше 50–70 градусов по Цельсию).

Астероид. Один из объектов, состоящих в основном из камня каменно-металлического сплава и вращающихся вокруг Солнца — преимущественно в промежутке между орбитами Марса и Юпитера; диапазон размеров астероидов — от 1000 км до 100 м в диаметре. Подобные астероидам объекты, но существенно меньшего размера называются метеороидами.

Астроном. Тот, кто изучает Вселенную. Этот термин был более распространен в прошлом, до того, как был получены спектры излучения космических объектов.

Астрофизик. Тот, кто изучает Вселенную, используя полноценный арсенал инструментов, опирающихся на законы физики. Более предпочтительный в наши дни термин.

Атом. Самая маленькая и неделимая структурная единица химического элемента, состоящая из ядра, в составе которого находятся один более протонов и нуль более нейтронов; вокруг ядра атома вращается столько же электронов, сколько в этом ядре протонов. Это число и определяет химические характеристики атома.

Ауторепродукция. Процесс, при котором «родительская» молекула ДНК делится на две отдельные нити, каждая из которых образует собой «дочернюю» молекулу, идентичную по характеристикам родительской.

АЯГ. Астрономическое сокращение для галактики с активным ядром («активное ядро галактики»), которое скромно описывает галактики, чей центральный регион светится в тысячи, миллионы даже миллиарды раз ярче центральных регионов типичных галактик. В целом, АЯГи сравнимы с квазарами, но их, как правило, обнаруживают на более близком от нас расстоянии, а значит, наблюдают в более поздний период существования по сравнению с квазарами.

Бактерия. Один из трех доменов жизни на Земле (ранее известный как прокариоты) — одноклеточный организм без четко определенного ядра для хранения внутри него генетического материала.

Белок. Длинная молекула, в состав которой входит не менее одной цепочки аминокислот.

Белый карлик. Ядро звезды, синтезировавшее из гелия ядра углерода и потому состоящее из углеродных ядер и электронов, сжатое до небольшого размера (не больше Земли) и исключительно плотное (примерно в один миллион раз плотнее воды).

Большое Магелланово Облако. Более крупная из двух неправильных галактик, являющихся спутниками Млечного Пути.

Большой взрыв. Научное описание происхождения Вселенной, которое основано на гипотезе о том, что существование Вселенной началось со взрыва около 14 миллиардов лет назад, вследствие которого образовалось пространство и вещество. Сегодня Вселенная продолжает расширяться во всех направлениях в результате этого взрыва.

Взаимодействие (воздействие). В широком смысле некое действие, вследствие которого происходит некое физическое изменение; влияние, которое, как правило, ускоряет объект в том направлении, в котором к заданному объекту применено такое воздействие.

Вид. Совокупность особенных типов организмов, каждый из которых обладает сходными анатомическими характеристиками и может быть скрещен с другими.

Видимый свет. Фотоны, чьи частоты и длины волн соответствуют тем, что человек может видеть невооруженным глазом; находится между инфракрасным и ультрафиолетовым излучением.

Вирус. Комплекс нуклеиновых кислот и молекул протеина, который может воспроизводиться только внутри «принимающей» клетки другого организма.

Внутренние планеты. Планеты Солнечной системы Меркурий, Венера, Земля и Марс, каждая из которых отличается малым размером, высокой плотностью и каменистой структурой, в отличие от планет-гигантов.

Водород. Самый легкий и самый распространенный элемент в мире, в ядре которого содержится один протон и несколько нейтронов — нуль, один два.

Вращение. Движение, совершаемое одним объектом вокруг другого; так, Земля вращается вокруг Солнца. Вращение не следует путать с обращением.

Вселенная. Обычно подразумевает «все, что существует», хотя, согласно ряду современных теорий, то, что мы называем Вселенной, может оказаться лишь частью Метавселенной или Мультивселенной.

Галактика. Большая группа звезд, от нескольких миллионов до сотен миллиардов, которые удерживаются в одном скоплении за счет взаимного гравитационного воздействия звезд друг на друга; как правило, содержит в себе не только звезды, но и существенные запасы газа и пыли.

Галактика Андромеды. Ближайшая к Млечному Пути крупная спиральная галактика, расположенная примерно в 2,4 миллиона световых лет от нашей родной галактики.

Галактический кластер. Большая группа галактик в сопровождении газа и пыли с неизмеримо большим количеством темной материи; удерживается вместе за счет взаимного гравитационного притяжения материала, из которого сформирован галактический кластер.

Гало. Самые внешние регионы галактики, занимающие гораздо больший объем, чем сама видимая галактика; большая часть темной материи галактики расположена как раз в ее гало.

Гамма-излучение. Тип электромагнитного излучения, обладающий самыми высокими показателями энергии и частоты, а также самой короткой длиной волны.

Гелий. Второй по легкости и по распространенности в мире химический элемент, ядра которого состоят из двух протонов и одного двух нейтронов. Звезды получают энергию с помощью синтеза ядер гелия из ядер водорода.

Ген. Звено хромосомы, которое с помощью генетического кода задает образование конкретной цепочки аминокислот.

Генетический код. Набор «букв» в молекулах ДНК и РНК, каждая из которых относится к конкретной аминокислоте и состоит из последовательных молекул — например, тех, что образуют собой поперечные связи между двумя нитями спиралеобразных молекул ДНК.

Геном. Полный комплект генов организма.

Герц. Единица частоты, которая соответствует одной вибрации в секунду.

Горизонт событий. Название с поэтической ноткой, данное радиусу черной дыры: то расстояние от центра черной дыры, которое определяет «границу невозврата» — ведь при пересечении этой «линии горизонта» по направлению к черной дыре уже ничто не сможет противостоять ее гравитационному воздействию и повернуть обратно. Горизонтом событий можно также назвать «внешний край» черной дыры.

Гравитационная линза. Объект, оказывающий на идущие мимо лучи света достаточное гравитационное взаимодействие для того, чтобы преломить их; зачастую гравитационная линза фокусирует лучи в одном направлении, создавая более яркое изображение, которое наблюдатель не смог бы увидеть в естественных условиях.

Гравитационное излучение. Излучение, непохожее на электромагнитное излучение, если не считать того, что оно также перемещается со скоростью света; такое излучение образуется в больших объемах в случае, когда два крупных массивных объекта движутся друг мимо друга на высокой скорости.

Гравитация (гравитационное взаимодействие, гравитационное воздействие). Одно из четырех фундаментальных взаимодействий, обладающее эффектом притяжения; сила такого взаимодействия между двумя объектами изменяется пропорционально к произведению масс двух объектов, поделенному на квадрат расстояния между двумя их центральными точками.

Двойная спираль. Базовая структурная форма молекул ДНК.

Динамика. Наука, изучающая влияние воздействия на то, как между собой взаимодействуют объекты. В контексте движения объектов в Солнечной системе и Вселенной часто используется термин «небесная механика».

Длина волны. Расстояние между двумя последовательными гребнями волны; для фотонов — расстояние, которое проходит фотон за одно свое колебание.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Длинная сложная молекула, состоящая из двух взаимосвязанных спиральных нитей, соединенных друг с другом с помощью тысяч поперечных связок из маленьких молекул. Когда молекулы ДНК делятся и размножаются, они делятся вдоль, разрывая поперечные связи из маленьких молекул, что соединяют две длинные нити. Каждая половина молекулы затем образует себе «вторую половинку» из обнаруженных в своем окружении молекул, превращаясь в точную копию исходной молекулы.

Долгота. Земная координата, определяющая в градусах положение точек на поверхности Земли с точки зрения их направления от произвольно выбранного нулевого меридиана — воображаемой линии, проходящей по поверхности Земли с севера на юг сквозь Гринвичскую лабораторию в Англии. Диапазон долготы составляет по 1800 к западу и к востоку от Гринвича, в общей сложности охватывая все 3600 земной поверхности.

Доплеровское смещение. Незначительное изменение в частоте, длине и энергии волн излучения, вызванное эффектом Доплера.

Европа. Один из четырех крупных спутников Юпитера, известный своей льдистой поверхностью, под которой, предположительно, расположен океан.

Естественный отбор. Неравномерность успехов в размножении среди организмов одного вида, основным движущим фактором которой является эволюция жизни на Земле.

Жизнь. Свойство вещества, характеризующееся умением воспроизводиться и эволюционировать.

Закон Хаббла. Обобщение расширения Вселенной по состоянию на сегодняшний день, выраженное простым уравнением: скорости удаления далеких галактик равны расстоянию до этих галактик от Млечного Пути, умноженному на постоянную Хаббла.

Затмение. Частичное или полное перекрытие одним небесным объектом другого в глазах наблюдателя, при котором один объект оказывается частично или полностью скрыт другим объектом.

Звезда. Газовая масса, которая за счет собственного тяготения удерживается в цельной форме; в ее центре протекают процессы ядерного синтеза, преобразующие энергию массы в кинетическую энергию, которая нагревает всю звезду, вызывая свечение ее поверхности.

Звездный кластер. Группа звезд, родившихся в одно и то же время и в одном и том же месте, способная оставаться группой на протяжении миллиардов лет за счет взаимного гравитационного притяжения этих звезд друг к другу.

Излучение. Упрощенное название электромагнитного излучения. Радиоактивное излучение также называют радиацией.

Изначальная сингулярность. Момент, в который началось расширение Вселенной, также известный как Большой взрыв.

Изотопы. Ядра конкретного химического элемента, каждый из которых содержит исходное количество протонов, но разное количество нейтронов.

Инфракрасное излучение. Электромагнитное излучение, состоящее из фотонов, чьи волны умеренно длиннее, а частоты умеренно ниже, чем у фотонов видимого света.

Ион. Атом, потерявший один или более из своих электронов.

Ионизация. Процесс преобразования атома в ион путем выведения из атома одного или более из его электронов.

Катализатор. Субстанция, которая увеличивает скорость ряда реакций между атомами или молекулами и при этом не расходуется в процессе этих реакций.

Квазар. От англ. quasi-stellar radio source (квазизвездный источник радиоизлучения) — объект, внешне очень напоминающий звезду; однако его спектра характерно основательное красное смещение, что означает, что этот объект находится на огромном расстоянии от Млечного Пути.

Квантовая механика. Описание поведения частиц в их мельчайших масштабах, включающее в себя структуру атомов и их взаимодействие с другими атомами и протонами, а также поведение атомных ядер.

Килогерц. Единица частоты, описывающая 1000 вибраций (или колебаний) в секунду.

Килограмм. Единица массы в метрической системе мер, равная 1000 граммам.

Километр. Единица длины в метрической системе мер, равная 1000 метрам и приблизительно 0,62 мили.

Кинетическая энергия. Энергия, которой объект обладает за счет своего движения, измеряемая как произведение половины массы объекта и квадрата скорости этого объекта. Соответственно, более массивный объект — например, грузовик — обладает большей кинетической энергией, чем, скажем, велосипед, даже если они движутся с одинаковой скоростью.

Кислород. Химический элемент, ядра которого содержат в себе по восемь протонов, чьи изотопы могут содержать семь, восемь, девять, десять, одиннадцать двенадцать нейтронов в ядре. В большинстве ядер кислорода восемь нейтронов — в соответствии с количеством протонов.

Клетка. Структурная и функциональная единица, которая присутствует во всех формах жизни на Земле.

Комета. Фрагмент первичного материала Солнечной системы, который также иногда называют «грязным снежком», состоящий изо льда, камня, пыли и замороженного углекислого газа (так называемого сухого льда).

Корабль «Вояджер». Два разных космических корабля NASA, названные «Вояджер-1» и «Вояджер-2», были отправлены с Земли в 1978 году и несколько лет спустя прошли мимо Юпитера и Сатурна; «Вояджер-2» направился далее в сторону Урана (1986 год) и Нептуна (1989 год).

Коричневый карлик. Объект, состав которого сродни составу звезды, но чья масса слишком низкая того, чтобы он мог превратиться в полноценную звезду за счет запуска ядерного синтеза в своем ядре.

Космический аппарат «Галилей». Отправленный NASA в сторону Юпитера в 1990 году научно-исследовательский космический аппарат, прибывший туда в 1995 году, выпустивший зонд в атмосферу Юпитера и проведший следующие несколько лет на орбите планеты, фотографируя ее саму и ее спутники.

Космический телескоп Хаббла. Отправленный в космос в 1991 году исследовательский телескоп, который обеспечил нас фотографиями видимого света, исходящего от целого ряда астрономических объектов. Это стало возможным благодаря том что результаты наблюдения телескопа за космосом не подвержены различным искажающим эффектам в атмосфере Земли.

Космолог. Астрофизик, который специализируется на изучении происхождения Вселенной и ее масштабной структуры.

Космологическая постоянная. Постоянная, добавленная Альбертом Эйнштейном в его уравнение, которое описывает общее поведение Вселенной и то количество энергии — сегодня мы называем ее темной энергией, — что содержится в каждом кубическом сантиметре пустого на первый взгляд пространства.

Космология. Наука, изучающая Вселенную в целом, в том числе ее структуру и эволюцию.

Космос. Все, что существует на свете; синоним Вселенной.

Красное смещение. Переход на более низкие частоты и более значительные длины волн в излучаемом объектом спектре, как правило вызванный эффектом Доплера.

Красный гигант (звезда). Звезда, которая прошла все основные этапы своей эволюции и чье ядро начало сжиматься, в то время как внешние слои, наоборот, расширяются. Процесс сжатия провоцирует ускорение ядерного синтеза в центре звезды, из-за чего светимость звезды тоже возрастает, а энергия откладывается во внешних ее слоях; в результате звезда постепенно увеличивается в размере.

Логарифмическая шкала. Способ нанесения на график данных, который позволяет уместить огромные значения на одном листе бумаги. Если по-научному, то логарифмическая шкала возрастает экспоненциально (то есть 1, 10, 100, 1000, 10 000…), а не арифметически (то есть 1, 2, 3, 4, 5…).

Локальная группа. Название двух с лишним десятков галактик в непосредственной близости от галактики Млечный Путь. В локальную группу входят Большое и Малое Магеллановы Облака и галактика Андромеда.

Малое Магелланово Облако. Менее крупная из двух неправильных галактик, являющихся спутниками нашего Млечного Пути.

Масса. Мера материального содержимого объекта (которую не следует путать с весом), измеряющая величину гравитационного воздействия на объект. Для объектов, расположенных у поверхности Земли, разница между их массой и весом прямо пропорциональна.

Массовое исчезновение (видов). Событие в истории жизни на Земле, в некоторых случаях вызванное каким-то значительным внешним воздействием, в ходе которого значительная доля всех живых организмов вымирает за короткий с точки зрения геологии промежуток времени.

Мегагерц. Единица частоты, равная 1 миллиону вибраций или колебаний в секунду.

Межзвездная пыль. Твердые частицы пыли в миллионы атомов каждая, предположительно выброшенные в межзвездное пространство из высокоразреженных атмосфер красных гигантов.

Межзвездное облако. Регион межзвездного пространства, отличающийся гораздо большей плотностью, чем средние ее показатели, как правило, в несколько десятков световых лет диаметром. Плотность вещества в таком облаке составляет от десяти атомов до миллионов молекул на кубический сантиметр.

Межзвездный газ. Газ, находящийся в галактике и не являющийся частью какой-либо звезды.

Метаболизм (обмен веществ). Суммарное отражение всех химических процессов в организме, выраженное в скорости, с которой этот организм потребляет энергию. Животному с высоким метаболизмом (обменом веществ) нужно чаще потреблять энергию (то есть еду), чтобы поддерживать свою жизнедеятельность.

Метеор. Светящаяся полоска света, рождающаяся вследствие нагревания метеороида, пересекающего атмосферу Земли.

Метеороид. Объект из камня и/или металла, меньше астероида по размеру, движущийся по орбите вокруг Солнца; является частью останков материала, из которого сформировалась Солнечная система.

Метеорит. Метеороид, который успешно пересек земную атмосферу.

Метеорный дождь. Большое количество метеоров, которое светится в одной конкретной точке неба, — результат пересечения Землей орбит большого количества метеороидов за короткий промежуток времени.

Метр. Фундаментальная единица длины в метрической системе мер, равная приблизительно 39,37 дюйма.

Млечный Путь. Галактика, в которую входит Солнце и еще около 300 миллиардов других звезд, межзвездные газ и пыль, а также огромное количество темной материи.

Модель. Умственная конструкция, зачастую созданная с помощью карандаша с бумагой, а иногда и с помощью мощных компьютеров, которая представляет собой упрощенную версию реальности и позволяет ученым выделять и изучать наиболее важные процессы, характерные для конкретной ситуации явления.

Модифицированная ньютоновская динамика (MOND). Альтернативная версия теории гравитации, предложенная израильским физиком Мордехаем Мильгромом.

Молекула. Стабильное формирование из двух или более атомов.

Мутация. Изменение в ДНК организма, которое могут унаследовать потомки этого организма.

Нейтрино. Элементарная частица, не обладающая электрическим зарядом, чья масса значительно ниже массы электрона; нейтрино создается поглощается во время реакций с участием элементарных частиц на основании слабого взаимодействия.

Нейтрон. Элементарная частица, не обладающая электрическим зарядом; один из двух базовых компонентов атомного ядра.

Нейтронная звезда. Крошечные останки (менее 20 миль в диаметре) ядра взорвавшейся сверхновой звезды, состоящие практически полностью из нейтронов и настолько плотные, что их вещество, по сути, словно две тысячи океанических лайнеров сжатых до объема один кубический дюйм пространства.

Неправильная галактика. Галактика нетипичной формы, то есть не спиральная (похожая на диск) и не эллиптическая.

Неуправляемый парниковый эффект. Парниковый эффект, усиливающийся вследствие нагревания поверхности планеты, что ведет к увеличению объема испаряемой жидкости, что, в свою очередь, вызывает парниковый эффект.

НЛО (неопознанный летающий объект). Объекты, замеченные в земном небе, природы которых на данный момент нет однозначного объяснения, что является либо признаком основательного невежества ученого сообщества, либо основательного невежества тех, кто их наблюдает.

Нуклеиновая кислота. ДНК или РНК.

Нуклеотид. Одна из поперечных молекул-связок в ДНК и РНК. Четыре нуклеотида ДНК — это аденин, цитозин, гуанин и тимин; в РНК урацил играет ту же роль, что тимин в ДНК.

Обитаемая зона. Регион, окружающий звезду, в пределах которого звезда за счет своего тепла может поддерживать один растворитель более в состоянии жидкости. Имеет образную форму сферической оболочки на определенном расстоянии от звезды, обладающей внутренней и внешней границами.

Облако Оорта. Миллиарды триллионы комет, вращающихся вокруг Солнца, которые образовались тогда, когда протосолнце начало сжиматься; почти все они вращаются на орбитах в тысячи и десятки тысяч раз больше орбиты Земли.

Облако пыли. Облако пыли в межзвездном пространстве, температура внутри которого достаточно низкая того, чтобы в нем из атомов могли формироваться молекулы, которые затем, в свою очередь, соединяются и образуют частицы твердой пыли, состоящие из многих миллионов атомов каждая.

Обращение. Кручение объекта вокруг своей собственной оси. Например, Земля совершает полный оборот вокруг своей оси за 23 часа 56 минут. Не путать с вращением.

Общая теория относительности. Представленная в 1915 году Альбертом Эйнштейном и ставшая естественным дополнением к специальной теории относительности в области ускорения объектов, эта современная теория гравитации успешно объясняет результаты многих экспериментов, которые нельзя было ранее объяснить с помощью закона всемирного тяготения Ньютона. Базовая предпосылка теории заключается в «принципе эквивалентности», согласно которому человек, находящийся, к примеру, внутри космического корабля, не может определить, ускоряется ли данный корабль в пространстве же статичен внутри гравитационного поля, вызывающего аналогичное ускорение. Из этого простого, но очень важного принципа вырисовывается совершенно новое и более глубокое понимание природы гравитации. Согласно Эйнштейну, гравитация не является взаимодействием (или воздействием) в традиционном смысле. Гравитация — это искажение пространства, вызванное наличием в нем массы. Движение объекта целиком определяется его скоростью и имеющейся степенью кривизны пространства. Как бы парадоксально это ни звучало, общая теория относительности объясняет все аспекты поведения всех когда-либо исследованных систем гравитации; она прогнозирует огромное множество еще более парадоксальных (на первый взгляд) явлений, которые одно за другим находят подтверждение в условиях контролируемых экспериментов. Например, Эйнштейн предсказал, что мощное гравитационное поле искажает в своих окрестностях пространство и заметно преломляет свет. Позднее было доказано, что звездный свет, проходящий мимо края Солнца (что мы можем наблюдать во время солнечного затмения), смещается с предполагаемой своей позиции в пространстве ровно на ту величину, которую предсказал в свое время Эйнштейн. Самое великое, пожалуй, применение общей теории относительности — это описание нашей с вами расширяющейся Вселенной, в которой все пространство искривлено за счет суммарной гравитации сотен миллиардов галактик. Еще одно важное и в данный момент неподтвержденное предположение — существование «гравитонов»: частиц, которые несут в себе гравитационное взаимодействие и сообщают друг другу о резких изменениях в условиях гравитационного поля, к примеру являющихся результатом взрыва сверхновой звезды.

Озон (O₃). Молекулы, состоящие из трех атомов кислорода, которые расположены в верхних слоях атмосферы Земли и выступают своего рода щитом, защищающим ее поверхность от ультрафиолетового излучения.

Окаменелость. Остаток или след, сохранившийся после древнего организма.

Окисление. Соединение (как процесс) с атомами кислорода, типично ассоциирующееся с ржавлением (коррозией) металлов при длительном воздействии на них кислорода, содержащегося в атмосфере Земли.

Организм. Живой объект.

Органическое соединение. Химическое соединение на основе атомов углерода в роли важного структурного элемента; по сути — молекулы на основе углерода. Обладает свойствами, связанными с жизнью.

Относительность. Общий термин, предназначенный описания специальной и общей теорий относительности Эйнштейна.

Отсоединение. Эпоха в истории образования Вселенной, когда у фотонов впервые стало не хватать энергии взаимодействовать с атомами, из-за чего первые атомы смогли сформироваться и не распасться вследствие столкновений с фотонами.

Падающая звезда. Популярное название метеора.

Панспермия. Гипотеза о том, что жизнь из одной локальной среды может быть перенесена на другую, например с одной планеты Солнечной системы на другую; также называется космическим межзвездным осеменением.

Парниковый эффект. Удержание инфракрасного излучения в атмосфере планеты, из-за чего повышается температура ее поверхности и ближайших к ней газовых слоев.

Первичная атмосфера. Исходная атмосфера планеты.

Перехват. Техника попыток обнаружения существующей внеземной цивилизации с помощью перехвата радиосигналов, которые используются этой цивилизацией для внутренних коммуникационных целей.

Планета. Объект, вращающийся вокруг другой звезды, который сам не является звездой и обладает размерами не менее размера Плутона; Плутон считается либо самой маленькой планетой Солнечной системы, либо одним из самых крупных объектов пояса Койпера, который слишком мал для того, чтобы считаться планетой.

Планета-гигант (гигантская планета). Планета, по размеру и составу похожая на Юпитер, Сатурн, Уран или Нептун, состоящая из твердого ядра из камня и льда и окружающих его широких слоев газа — в первую очередь, из водорода и гелия; масса такой планеты составляет не менее дюжины масс Земли и может превосходить ее даже в сотни раз.

Планетезималь. Объект намного меньше планеты по размеру, который способен вырасти до размеров и статуса планеты за счет многочисленных взаимных столкновений с другими объектами.

Постоянная Хаббла. Математическая постоянная, которую можно встретить в законе Хаббла: она объединяет удаленность от нас галактик с их скоростью удаления от нас.

Пояс Койпера. Материал, вращающийся вокруг Солнца на расстоянии от 40 астрономических единиц (примерное расположение Плутона) до нескольких сотен, где астрономическая единица равняется расстоянию от Солнца до Земли. Пояс представлен преимущественно останками протопланетного диска Солнца. Плутон является одним из самых крупных объектов пояса Койпера.

Приливы. Неровности, деформирующие объект вследствие гравитационного воздействия расположенного рядом другого объекта; они появляются из-за того, что этот объект оказывает разное по силе гравитационное воздействие на разные части деформируемого объекта, потому что эти части находятся на разном расстоянии от источника гравитации.

Программа SETI. Программа поиска внеземных цивилизаций (от англ. Search for Extraterrestrial Intelligence).

Прокариот. Член одного из трех доменов жизни — одноклеточный организм, чей генетический материал хранится внутри всей клетки, а не ее четко ограниченного ядра.

Пространство-время. Математическое сочетание пространства и времени, которое рассматривает время как одну из координат со всеми правами и привилегиями, полагающимися пространству. С помощью специальной теории относительности было доказано, что самое точное описание природы достигается с использованием системы пространства-времени. Собственно, концепция требует, чтобы всем событиям были присвоены координаты не только в пространстве, но и во времени.

Протозвезда. Звезда в процессе формирования из большого облака газа и пыли, сжимающаяся под воздействием все возрастающего собственного тяготения.

Протон. Элементарная частица с одной единицей положительного электрического заряда, которая есть в ядре каждого атома. Число протонов в ядре атома определяет элементную суть этого атома. Например, если у химического элемента один протон, значит, это водород; два протона — гелий; а если протонов 92 — это уран.

Протон-протонный цикл. Совокупность трех реакций ядерного синтеза, с помощью которых большинство звезд синтезируют ядра гелия из протонов, преобразуя энергию массы в кинетическую энергию.

Протопланета. Планета на последних стадиях своего формирования.

Протопланетный диск. Диск газа и пыли, окружающий звезду в процессе ее образования, внутри которого и из которого могут образоваться отдельные планеты.

Пульсар. Объект, выделяющий с регулярными интервалами времени пульсоподобные дозы фотонов радиоизлучения (а зачастую также фотонов, обладающих еще большей энергией) в результате стремительного вращения нейтронной звезды, который создает излучение за счет того, что заряженные частицы ускоряются в мощном магнитном поле такой нейтронной звезды.

Радиоактивный распад. Процесс спонтанного преобразования определенных типов атомных ядер в другие типы атомных ядер.

Радиоизлучение. Фотоны с самой большой длиной волны и самыми низкими частотами.

Радиус черной дыры. Расстояние величиной 3М километров для любого объекта массой М, выраженной в единицах, равных массе Солнца; также называется горизонтом событий черной дыры.

Разрешение. Свойство собирающего свет прибора — к примеру, камеры, телескопа или микроскопа — улавливать подробности объекта. Разрешение всегда улучшается с использованием больших зеркал или линз, однако подобное улучшение может быть нейтрализовано атмосферными искажениями, ведущими к потере резкости изображения.

Растворитель. Жидкость, способная растворить в себе другую субстанцию; жидкость, внутри которой могут плавать и взаимодействовать атомы и молекулы.

Расщепление. Разделение более крупных атомных ядер на два более ядра меньшего размера. Расщепление любых ядер крупнее железа сопровождается выделением энергии. Такое расщепление (оно также называется атомным расщеплением) — источник энергии во всех современных ядерных заводах.

Реликтовое излучение. Океан фотонов, образовавшийся во Вселенной вскоре после Большого взрыва, который до сих пор наполняет Вселенную. Его текущая температура составляет 2,73 К.

Рентгеновское излучение. Фотоны с частотами выше, чем у ультрафиолетового излучения, но ниже, чем у гамма-излучения.

РНК (рибонуклеиновая кислота). Крупная сложная молекула, состоящая из тех же типов молекул, что и ДНК, которая отвечает за ряд очень важных процессов в живых клетках, включая передачу генетической информации, заложенной в ДНК, к местам образования белков.

Сверхмассивная черная дыра. Черная дыра, масса которой в несколько сотен раз больше массы Солнца.

Сверхновая звезда. Звезда, которая взрывается по окончании своего жизненного цикла, исчерпав свои возможности ядерного синтеза; в течение нескольких недель после взрыва она сияет так ярко (обладает столь высокой светимостью), что по объему выделяемой энергии сопоставима с полноценной самостоятельной галактикой. Сверхновые звезды производят и распространяют в межзвездном пространстве химические элементы, по весу превышающие водород и гелий.

Свет (видимый свет). Электромагнитное излучение, состоящее из фотонов, чьи частоты и длины волн попадают в пределы одноименного диапазона, расположенного между инфракрасным и ультрафиолетовым излучением.

Светимость. Суммарное количество энергии, выделяемой в секунду объектом в форме любого электромагнитного излучения.

Световой год. Расстояние, которое свет или электромагнитное излучение любой другой формы проходит за один год, равное примерно 10 триллионам километров или 6 триллионам миль.

Сильное взаимодействие. Одно из четырех базовых взаимодействий, всегда притягательное, которое возникает между нуклонами (протонами и нейтронами) и удерживает их друг рядом с другом внутри атомного ядра, но только в том случае, если они оказываются друг от друга на расстоянии не более 10^-13 см.

Синее смещение. Смещение излучения в сторону более высоких частот и волн менее короткой длины, вызываемое, как правило, эффектом Доплера.

Синтез. Образование более крупных ядер из более мелких. Когда в синтезе участвуют ядра меньше железа, выделяется энергия. Ядерный синтез — основной источник энергии мирового ядерного оружия и для всех звезд Вселенной. Также называется термоядерным синтезом.

Скептицизм. Вопрошающее или сомневающееся состояние ума, которое лежит в основе научных исследований нашей Вселенной.

Скорость покидания. Для снаряда космического корабля скорость покидания — это минимальная скорость, необходимая того, чтобы, отправленный прочь с поверхности изначального объекта, он никогда не вернулся на нее, несмотря на гравитационное воздействие этого объекта.

Слабое взаимодействие. Одно из четырех базовых взаимодействий, вступающее в силу только между элементарными частицами на расстоянии не больше 10^-13 см друг от друга и отвечающее за распад некоторых элементарным частиц на другие частицы. Недавние исследования показали, что слабое взаимодействие и электромагнитное взаимодействие представляют собой разные аспекты единого электрослабого взаимодействия.

Собственное тяготение. Гравитационное воздействие каждой отдельной части объекта на все остальные его части.

Созвездие. Локальная группа звезд, наблюдаемая с Земли, получившая название в честь животного, планеты, научного инструмента мифологического персонажа, которая изредка даже отражает своим названием фактическое очертание этой группы звезд. Всего в небе 88 созвездий.

Соединение (химическое соединение). Один из синонимов слова «молекула».

Солнечная система. Солнце и все объекты, что вращаются вокруг него, включая планеты, их спутники, астероиды, метеороиды, кометы и межпланетную пыль.

Солнечный ветер. Частицы, отброшенные от Солнца, в основном протоны и электроны, которые постоянно исходят потоками из внешних слоев Солнца; когда они делают это в особенно больших количествах, мы называем такое явление солнечной вспышкой или солнечным факелом.

Спектр. Распределение фотонов согласно их частотам или длинам волн, как правило представленное в виде графика, указывающего соответствующее количество фотонов для каждой конкретной частоты и длины волны.

Специальная теория относительности. Впервые представленная Альбертом Эйнштейном в 1905 году данная теория предлагает обновленный: свод понятий о пространстве, времени и движении. Теория основана на двух принципах относительности: (1) скорость света постоянна для всех и каждого независимо от методики и системы мер, в которой вы ее измеряете, и (2) законы физики одинаковы для каждого описываемого объекта или явления, статического или движущегося с постоянной скоростью. Позднее теория была дополнена описанием ситуаций, в которых присутствует ускорение, — так родилась общая теория относительности. Так сложилось, что два указанных Эйнштейном принципа относительности доказали свою состоятельность в каждом когда-либо проведенном эксперименте. Эйнштейн довел принципы относительности до ряда логических заключений и предсказал множество необычных концепций, включая следующие:

♦ Абсолютно одновременных явлений не существует. Одновременные для одного наблюдателя события могут быть отделены во времени для другого.

♦ Чем быстрее вы перемещаетесь, тем медленнее ваше продвижение во времени относительно кого-то, кто наблюдает за вами.

♦ Чем быстрее вы перемещаетесь, тем массивнее становитесь, поэтому двигатели вашего космического корабля теряют эффективность по мере набора вами скорости.

♦ Чем быстрее вы перемещаетесь, тем короче становится ваш космический корабль; все укорачивается в направлении движения.

♦ При достижении скорости света время останавливается, ваша длина составляет нуль, а ваша масса бесконечна. Осознав абсурдность подобного ограничения, Эйнштейн заключил, что достигнуть скорости света невозможно.

Эксперименты, разработанные для тестирования теорий Эйнштейна, подтвердили актуальность всех вышеуказанных прогнозов. Прекрасным примером служат частицы с периодом полураспада. По истечении предсказуемого отрезка времени половина из них, предположительно, должна распасться и превратиться в другие частицы. Когда такие частицы искусственным образом ускоряются практически до скорости света (в специальных ускорителях), их период полураспада вырастает ровно настолько, насколько в свое время предсказывал Эйнштейн. Чем быстрее они движутся, тем труднее становится дальнейшее их ускорение, что подразумевает, что их массы вследствие ускорения действительно вырастают.

Спиральная галактика. Галактика, представляющая собой сильно уплощенный диск звезд, газа и пыли, внутри которого визуально выделяются спиральные ответвления (ветви).

Спиральная галактика с перемычкой. Спиральная галактика, в которой распределение звезд и газа в ее центральных регионах имеет вытянутую, сходную с перемычкой форму.

Спиральные ответвления (ветви). Спиралеобразные структуры внутри диска спиральной галактики, очертания которых обозначены самыми молодыми, раскаленными звездами с наибольшей светимостью и облаками газа и пыли, из которых эти звезды недавно образовались.

Спутник. Относительно малый объект, вращающийся вокруг гораздо более крупного и массивного; если быть точнее, оба объекта в такой системе вращаются вокруг единого для них центра массы по орбитам, чьи размеры обратно пропорциональны массам этих объектов.

Спутник COBE (COsmic Background Explorer). Отправленный в космос в 1989 году спутник, который наблюдал за реликтовым излучением и первым обнаружил некоторую неравномерность в распределении этого излучения, идущего с разных направлений.

Спутник WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Запущенный в 2001 году спутник, предназначенный для исследования реликтового излучения. с гораздо большей точностью, чем его предшественник, спутник COBE, смог обеспечить.

Сублимация. Переход из твердого состояния в газообразное или из газообразного в твердое, минуя жидкое.

Субмиллиметровое излучение. Электромагнитное излучение, чьи частоты и длины волн лежат между аналогичными показателями инфракрасного и радиоизлучения.

Сухой лед. Замороженный углекислый газ (CO₂).

Сфера. Единственное сплошное тело, у которого все до единой точки на поверхности равноудалены от центра этого тела.

Тектоника плит. Медленное движение плит земной коры или коры других подобных планет.

Астрономы разработали разные телескопы и детекторы для каждого отдельного сегмента спектра. Некоторые сегменты спектра не достигают поверхности Земли. Так, чтобы разглядеть гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, которое исходит от многих космических объектов, такие телескопы должны быть выведены на орбиту, расположенную выше тех слоев земной атмосферы, что поглощает данные типы излучения. Дизайн и принцип работы телескопов могут различаться, но все они одинаковы с точки зрения следующих трех принципов: (1) они собирают фотоны (2) они фокусируют фотоны и (3) они записывают данные об этих фотонах с помощью каких-либо детекторов.

Телескоп JWST (James Webb Space Telescope). Космический телескоп, начало работы которого запланировано на второе десятилетие XI века; ему предстоит превзойти по своим возможностям телескоп Хаббла за счет более крупного зеркала и более продвинутого оборудования.

Темная материя. Материя неизвестной формы, которая не выделяет электромагнитного излучения; ее существование было обнаружено по тому гравитационному воздействию, которое она оказывает на видимое вещество. Считается, что на долю темной материи приходится большая часть всего вещества во Вселенной.

Темная энергия. Энергия, которую невозможно увидеть обнаружить с помощью прямых методов измерения; ее количество зависит от размера космологической постоянной, и она провоцирует расширение пространства.

Температура. Мера средней кинетической энергии произвольного движения внутри заданной группы частиц. Согласно абсолютной температурной шкале Кельвина температура газа прямо пропорциональна средней кинетической энергии частиц этого газа.

Температурная шкала Кельвина (абсолютная шкала). Температурная шкала, названная в честь лорда Кельвина (Уильям Томсон, 1824–1907 годы) и разработанная в середине XIX века: согласно этой шкале самая низкая из возможных температур составляет О градусов. Температурные интервалы на этой шкале (обозначаемые К) соответствуют интервалам температурной шкалы Цельсия, поэтому по шкале Кельвина вода замерзает на уровне 273,16 градуса и кипит при 373,16 градуса.

Температурная шкала Цельсия. Температурная шкала, названная в честь шведского астронома Андерса Цельсия (1701–1744), который представил ее миру в 1742 году; согласно этой шкале вода замерзает при температуре 0 градусов и кипит при температуре 100 градусов.

Температурная шкала Фаренгейта. Шкала температур, названная в честь урожденного немецкого физика Габриэля Даниэля Фаренгейта (1686–1736), который представил ее в 1724 году; согласно этой шкале вода замерзает при температуре 32 градуса и кипит при 212 градусах.

Тепловая энергия. Энергия, образующаяся внутри объекта (твердого, жидкого или газообразного) за счет его атомных молекулярных вибраций. Средняя кинетическая энергия этих вибраций и представляет собой температуру.

Термофил (термофильный организм). Организм, который успешно живет и развивается в высокотемпературной среде, включая температуру, почти равную точке кипения воды.

Термоядерный синтез. Альтернативное название ядерного синтеза, отдельно подчеркивающее необходимые него высокие температуры («термо»); иногда также называется сплавлением.

Туманность. Диффузная масса газа и пыли, как правило освещенная изнутри молодыми звездами с высокой светимостью, которые недавно образовались из этого материала.

Углевод. Молекула, состоящая только из атомов углерода, водорода и кислорода; нередко атомов водорода в ней в два раза больше, чем атомов кислорода.

Углекислый газ. Молекулы двуокиси углерода (CO), в составе каждой из которых — один атом углерода и два атома кислорода.

Углерод. Химический элемент, состоящий из атомов, в ядрах которых по шесть протонов; его разные изотопы содержат в себе по шесть, семь или восемь нейтронов.

Ультрафиолетовое излучение. Фотоны с частотами и длинами волн, расположенные по этим двум показателям между видимым светом и рентгеновским излучением.

Ускорение. Изменение в скорости движения объекта или в его направлении (или и то и другое).

Формула Дрейка. Уравнение, впервые полученное американским астрономом Фрэнком Дрейком, которое отражает приблизительное количество цивилизаций с навыками межзвездного сообщения, существующих во Вселенной в данный любой другой заданный момент времени.

Фотон. Элементарная частица без массы и электрического заряда, способная переносить энергию. Потоки фотонов образуют собой электромагнитное излучение и перемещаются в пространстве со скоростью света, преодолевая 299 792 км в секунду.

Фотосинтез. Использование энергии видимого света или ультрафиолетовых фотонов с целью образования углеводных молекул из углекислого газа и воды. В некоторых организмах сульфид водорода (H₂S), он же сероводород, играет ту же роль, что вода (H₂O) в большинстве фотосинтетических реакций, протекающих на Земле.

Хромосома. Одна молекула ДНК, которая наряду с белками связана с этой молекулой и хранит генетическую информацию в субъединицах, называемых генами, а также может передавать эту информацию во время размножения клеток.

Цивилизация. В рамках программы поиска внеземного разума SETI представляет собой группу существ с возможностью межзвездного сообщения не менее низкого уровня, чем у нас на Земле.

Частота. Частота фотонов — это количество их колебаний или вибраций в секунду.

Черная дыра. Объект со столь громадным гравитационным воздействием, что ничто — выключая свет — не может покинуть его окрестности, находясь в рамках определенного расстояния от центра черной дыры; это расстояние называется радиусом черной дыры.

Широта. Земная координата, определяющая в градусах положение точек на поверхности Земли с точки зрения их направления от экватора (нуль градусов) к Северному полюсу (900 северной широты) к Южному полюсу (900 южной широты).

Эволюция. В биологии — непрекращающийся результат естественного отбора, который при определенных условиях заставляет группы похожих организмов, называемых видами, меняться с течением времени таким образом, чтобы их потомки основательно отличались от них по структуре и внешнему облику. В общем и целом любое постепенное изменение формы или состояния объекта можно считать эволюцией.

Экзопланета. Планета, которая вращается вокруг любой звезды, не являющейся Солнцем.

Экзосолнечный. Лежащий за пределами Солнечной системы. Созвучно с термином «экзобиология», который обозначает науку, изучающую формы жизни за пределами Земли.

Экстремофил. Организм, успешно развивающийся в условиях высоких температур, в среднем от 70 до 100 градусов по шкале Цельсия.

Эксцентриситет. Значение уровня вытянутости эллипса, равное отношению расстояния от центра эллипса до его фокуса к длине большой полуоси.

Электрический заряд. Врожденное свойство элементарных частиц, которое может приобретать положительное, отрицательное или нулевое значение; противоположные электрические заряды притягиваются, в то время как одинаковые электрические заряды отталкивают друг друга под воздействием электромагнитного взаимодействия.

Электромагнитное взаимодействие. Одно из четырех фундаментальных типов взаимодействий в природе, образующееся между частицами с электрическим зарядом и падающее пропорционально квадрату расстояния между двумя такими частицами. Недавние исследования показали, что это и слабое взаимодействие являются разными аспектами единого электрослабого взаимодействия.

Электромагнитное излучение. Потоки фотонов, которые уносят энергию прочь от источника такого фотонного излучения.

Электрон. Элементарная частица с одним отрицательным электрическим зарядом, которая вращается вокруг ядра атома.

Электрослабое взаимодействие. Объединенные электромагнитное и слабое взаимодействия, аспекты которых отличаются друг от друга при низких уровнях энергии, но объединяются при воздействии с участием огромных объемов энергии — например, как в первые моменты существования Вселенной.

Элементарная частица. Фундаментальная природная частица, как правило неделимая. Протоны и нейтроны обычно называют элементарными частицами, хотя каждый из них, в свою очередь, все же состоит из трех субчастиц — кварков.

Элементы (химические элементы). Базовые составляющие компоненты вещества, отличающиеся друг от друга количеством протонов в атомных ядрах. Все обычное вещество во Вселенной состоит из 92 элементов диапазоном от самого малого атома — водорода (один протон в ядре) — до самого крупного из встречающихся в естественных условиях — урана (92 протона в ядре). Элементы тяжелее урана были получены искусственным путем в лабораториях.

Эллипс. Закрытая кривая, для которой справедливо, что сумма расстояний от любой точки на этой кривой до двух фиксированных точек внутри полученной фигуры (называемых фокусами) одинакова.

Эллиптическая галактика. Галактика с эллиптическим распределением звезд, в которой почти нет межзвездного газа ее форма в двухмерной проекции напоминает эллипс.

Энергия. Способность производить работу; в физике под «работой» подразумевается количество силы, воздействующей на заданном расстоянии.

Энергия движения. См. «Кинетическая энергия».

Энергия массы. Выраженный в виде энергии эквивалент заданного количества массы, равный произведению массы на квадрат скорости света.

Энзим. Тип молекулы — белка РНК, — который служит площадкой для взаимодействия молекул, становясь в том числе катализатором для ряда определенных молекулярных реакций.

Эукариот. Одно — многоклеточный организм, который хранит свой генетический материал в каждой из своих клеток внутри защищенного мембраной ядра.

Эукариоты. Один из трех доменов существующих в природе организмов.

Эффект Доплера. Изменение в частоте, длине волн и энергии, которое можно наблюдать в фотонном излучении, идущем от источника, обладающего относительной скоростью приближения удаления вдоль луча зрения наблюдателя по направлению к этому источнику. Эти изменения в частоте и длине волн представляют собой общее явление, которое происходит с любым типом волнового движения. Они не зависят от того, что именно является источником движения — наблюдатель или наблюдаемый источник излучения; роль играет только движение этого источника относительно луча зрения наблюдателя.

Ядерный синтез. Соединение двух ядер под влиянием сильного взаимодействия, возможное только в том случае, если эти ядра окажутся на расстоянии друг от друга, сопоставимом с размером протона (10–13 см).

Ядро. (1) центральная область атома, состоящая из одного более протонов и нуля или более нейтронов; (2) область внутри клетки эукариота, которая содержит ее генетический материал — в форме хромосом; (3) центральный регион галактики.