Глоссарий

COBE (Cosmic Background Explorer) – спутник НАСА, космическая обсерватория для исследования космического микроволнового фонового излучения.

LIGO (The Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) – лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория с двумя детекторами-близнецами, установленными в Хэнфорде (штат Вашингтон) и в Ливингстоне (штат Луизиана); в 2016 году они впервые обнаружили гравитационные волны.

Антиматерия – вещество, состоящее из античастиц. Каждая частица имеет свою античастицу с такой же массой, но с противоположным электрическим зарядом. У протона есть отрицательно заряженный антипротон; у электрона есть положительно заряженный антиэлектрон или позитрон. (Хотя у нейтронов нет электронного заряда, у составляющих его кварков он есть. Поэтому нейтрон также имеет свою античастицу, состоящую из антикварков, – антинейтрон.)

Бозон – элементарная частица с целым значением спина, которая является переносчиком взаимодействий в природе.

Горизонт событий – граница вокруг черной дыры, из-под которой ничто не может вырваться.

Гравитационная волна – рябь в пространстве-времени, предсказанная общей теорией относительности; ее существование окончательно доказано в 2015 году.

Гравитация – самое слабое из четырех фундаментальных взаимодействий и единственное, до сих пор не объясненное квантовой теорией. Доминирует на больших космических масштабах и возле больших масс, таких как планеты и звезды.

Гравитон – гипотетическая частица, переносчик гравитационного взаимодействия в квантовой теории.

Излучение Хокинга – излучение, которое гипотетически должны испускать черные дыры вследствие квантовых эффектов вблизи горизонта событий.

Инфляция – идея о стремительном расширении Вселенной сразу после Большого взрыва. Теория инфляции объясняет некоторые характерные особенности Вселенной, в частности, почему она такая ровная и гладкая.

Квантовая механика – законы, объясняющие поведение частиц на атомном и субатомном уровне, где частицы движутся как волны, могут находиться в нескольких состояниях одновременно и иметь общие состояния, соединяющие их во времени и пространстве.

Кварки – строительные кирпичики материи, которые, соединяясь, образуют сложные частицы, называемые адронами, самыми стабильными из которых являются протоны и нейтроны.

Классическая физика – наука, которая предшествовала квантовой механике и теории относительности (например, законы движения Исаака Ньютона).

Космический микроволновый фон (КМФ, реликтовое излучение) – излучение, появившееся через 380 000 лет после Большого взрыва, когда космос охладился до температур, при которых сформировались атомы, благодаря чему фотоны смогли свободно распространяться. Это самый древний свет во Вселенной, открытый в 1964 году.

Космологическая постоянная – плотность энергии, имманентно присущая пространству, создающая силу отталкивания в общей теории относительности Эйнштейна.

Космологический принцип – утверждение, что Вселенная более или менее однородна, независимо от того, где вы находитесь или в каком направлении смотрите.

Красное смещение – сдвиг длины волны в сторону красного конца спектра. Он может быть вызван удалением объекта (доплеровское смещение) или на космических расстояниях расширением пространства-времени, которое растягивает проходящий через него свет. Чем больше расширяется пространство, через которое прошел свет, тем больше степень красного смещения, поэтому удаленные объекты кажутся краснее.

Кротовая нора – «туннель», ведущий из одной области пространства-времени в другую.

М-теория – современная разновидность теории струн, в которой материя предполагается состоящей не из точечных частиц, а из колеблющихся струн и мембран во Вселенной с одиннадцатью измерениями пространства-времени. Эти струны и мембраны колеблются различными способами, образуя различные элементарные частицы.

Мультивселенная – гипотетическое множество вселенных. Существуют различные типы мультивселенных. Инфляционная вселенная, например, возникает вследствие экспоненциального расширения пространства-времени; предполагается, что далеко за пределами наблюдаемой Вселенной в ней существует бессчетное множество других «пузырьковых вселенных», недоступных для нас. Одна из интерпретаций квантовой механики предполагает существование несметного количества вселенных, параллельных нашей собственной Вселенной, при взаимодействии которых возникают квантовые явления.

Нейтронная звезда – остатки взорвавшейся звезды, настолько плотные, что атомные ядра дробятся от столкновений друг с другом и разрушаются, оставляя своеобразный бульон, в котором доминируют нейтроны или, возможно, даже свободные кварки.

Общая теория относительности – теория, объединяющая идеи специальной теории относительности и принцип эквивалентности в теорию гравитации. Тела изгибают пространство-время, притягивая к себе другие объекты. Разработана Эйнштейном в 1915 году.

Петлевая квантовая гравитация – одна из попыток создать квантовую теорию гравитации, в которой пространство-время сформировано из крошечных петель.

Принцип эквивалентности – идея о том, что эффекты гравитационных полей неотличимы от эффектов ускоренного движения.

Пространство-время – физическая модель, в которой Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное, и все четыре измерения органически связаны в единое целое.

Специальная теория относительности – теория, согласно которой движение, положение и время относительны, а скорость света постоянна. Была создана Эйнштейна в 1905 году.

Стандартная модель физики элементарных частиц – теоретическая конструкция, описывающая три из четырех типов фундаментальных взаимодействий. Рассматривает взаимодействия бозонов, переносчиков взаимодействий, с образующими материю фермионами.

Суперсимметрия – расширенная версия стандартной модели взаимодействия частиц и сил. Предполагает, что для каждого образующего материю фермиона в стандартной модели существует переносчик соответствующего взаимодействия – бозон, и наоборот.

Темная материя – таинственная форма материи, которая включает примерно 27 % всей материи Вселенной и намного превышает массу обычной материи. Она служит своеобразным гравитационным клеем при образовании звезд и галактик.

Темная энергия – теоретическая форма энергии, преобладающая в космосе, которая составляет примерно 68 % всего его содержимого и заставляет Вселенную расширяться со всевозрастающей скоростью.

Теория Большого взрыва – теория, которая на сегодняшний момент лучше всего объясняет причину расширения пространства: все, что мы сейчас видим, произошло в результате взрыва сверхгорячей микроскопической области 13,8 миллиарда лет назад.

Теория всего – всеобъемлющая, хотя и находящаяся пока в процессе формирования физическая теория, которая должна объединить квантовую механику и общую теорию относительности и объяснить все взаимодействия природы на основе общих принципов.

Теория струн – теория, утверждающая, что все частицы возникают вследствие колебаний более фундаментальных основ природы – струн.

Фермион – элементарная частица с полуцелым значением спина, например электрон или протон.

Фотон – частица света или другого электромагнитного излучения.

Черная дыра – объект, обладающий сильным гравитационным полем, который поглощает все вокруг себя, включая свет, оказавшийся поблизости. Черные дыры могут быть разных размеров, от сверхмассивных дыр, таящихся в центрах большинства галактик, до черных дыр звездных масс, которые образуются при коллапсе выгоревших ядер больших звезд.

Энтропия – степень беспорядка системы.