Стивен Вайнберг - Первые три минуты
Но если и нет утешения в плодах нашего исследования, есть, по крайней мере, какое-то утешение в самом исследовании. Мужчины и женщины не склонны убаюкивать себя сказками о богах и великанах или замыкаться мыслями в повседневных делах; они строят телескопы, спутники и ускорители и нескончаемые часы сидят за своими столами, осмысливая собранные данные. Попытка понять Вселенную — одна из очень немногих вещей, которые чуть приподнимают человеческую жизнь над уровнем фарса и придают ей черты высокой трагедии.
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
А
Абсолютная светимость. Полная энергия, излучаемая любым астрономическим телом за единицу времени.
Адрон. Любая частица, принимающая участие в сильных взаимодействиях. Адроны делятся на барионы (такие, как нейтрон и протон), которые подчиняются принципу исключения Паули, и мезоны, которые не подчиняются этому принципу.
Ангстрем (единица длины). Одна стомиллионная доля сантиметра (10-8 см). Обозначается А. Типичные атомные размеры составляют несколько ангстрем, типичные длины волн видимого света — несколько тысяч ангстрем.
Античастица. Частица с теми же массой и спином, как и другая частица, но с равными по величине и противоположными по знаку электрическим зарядом, барионным числом, лептонным числом и т. п. Для каждой частицы имеется соответствующая античастица, за исключением нескольких чисто нейтральных частиц вроде фотона и π°-мезона, которые сами являются своими античастицами. Антинейтрино есть античастица для нейтрино; антипротон есть античастица для протона и т. д. Антивещество состоит из антипротонов, антинейтронов и антиэлектронов, или позитронов.
Асимптотическая свобода. Свойство ряда полевых теорий сильных взаимодействий, заключающееся в том, что силы становятся все более слабыми на малых расстояниях.
Б
Барионы. Класс сильновзаимодействующих частиц, включающий нейтроны, протоны и нестабильные адроны, известные как гипероны. Барионное число есть полное число, имеющихся в системе, барионов минус полное число антибарионов.
В
Водород. Легчайший и самый распространенный химический элемент. Ядро обычного водорода состоит из одного протона. Существуют также два более тяжелых изотопа — дейтерий и тритий. Атомы любого типа водорода состоят из ядра и одного электрона; в положительно заряженных ионах водорода электрон отсутствует.
Видимая светимость. Полная энергия, принимаемая от любого астрономического тела за единицу времени на единицу площади поверхности.
Г
Галактика. Большое связанное силами тяготения скопление звезд, содержащее до 1012 солнечных масс. Нашу галактику иногда называют Галактикой. Обычно галактики классифицируют в соответствии с формой и делят на эллиптические, спиральные, спиральные с перемычкой и иррегулярные.
Гелий. Второй (в таблице Менделеева) легчайший и второй по распространенности химический элемент. Существуют два стабильных изотопа гелия, ядро 4Не содержит два протона и два нейтрона, а ядро 3Не содержит два протона и один нейтрон. Атомы гелия имеют вокруг ядра два электрона.
Гидроксила ион. Ион ОН-, образованный из атома кислорода, атома водорода и одного лишнего электрона.
Голубое смещение. Смещение спектральных линий в сторону более коротких длин волн, вызванное эффектом Доплера для приближающегося источника.
Горизонт. В космологии — это такое расстояние, что никакой световой сигнал, испущенный с большего расстояния, не мог еще успеть достичь нас. Если Вселенная имеет конечный возраст, тогда расстояние до горизонта порядка возраста, умноженного на скорость света.
Гравитационные волны. Волны гравитационного поля, аналогичные световым волнам в электромагнитном поле. Гравитационные волны распространяются с той же скоростью 299 792 км/с, что и световые волны. Нет общепризнанного экспериментального свидетельства существования гравитационных волн, но их существование требуется общей теорией относительности и не вызывает серьезных сомнений. Квант гравитационного излучения, аналогичный фотону, называется гравитоном.
Д
Девы скопление. Гигантское скопление более 1000 галактик в созвездии Девы. Это скопление удаляется от нас со скоростью около 1000 км/с и, как считается, находится на расстоянии в 60 миллионов световых лет.
Дейтерий. Тяжелый изотоп водорода 2Н. Ядро дейтерия, называемое дейтоном, состоит из одного протона и одного нейтрона.
Джинса масса. Минимальная масса, для которой гравитационное притяжение может преодолеть внутреннее давление и образовать гравитационно-связанную систему. Обозначается МD.
Диаграммы Фейнмана. Диаграммы, символически изображающие различные вклады в вероятности реакций между элементарными частицами.
Длина волны. Для любого типа волн расстояние между волновыми гребнями. Для электромагнитных волн длина волны может быть определена как расстояние между точками, в которых любая компонента вектора электрического или магнитного поля достигает максимального значения. Обозначается λ.
Доплера эффект. Изменение частоты любого сигнала, вызванное относительным движением источника и приемника.
З
Закон Рэлея — Джинса. Простое соотношение между плотностью энергии (в единичном интервале длин волн) и длиной волны, справедливое в длинноволновом пределе планковского распределения. В этом пределе плотность энергии обратно пропорциональна четвертой степени длины волны[56].
Закон сохранения. Закон, утверждающий, что полное значение какой-то величины не меняется в любой реакции.
Закон Стефана — Больцмана. Пропорциональность плотности энергии излучения черного тела четвертой степени температуры.
Закон Хаббла. Соотношение пропорциональности между скоростью удаления умеренно далеких галактик и расстоянием до них. Постоянная Хаббла есть отношение скорости к расстоянию в этом соотношении; она обозначается Н или Н0.
И
Излучение черного тела. Излучение с той же плотностью энергии в каждом интервале длин волн, как и у излучения, испускаемого полностью поглощающим нагретым телом. Излучение в любом состоянии теплового равновесия является излучением черного тела.
Изотропия. Предполагаемое свойство Вселенной, заключающееся в том, что для типичного наблюдателя она выглядит одинаково во всех направлениях.
Инфракрасное излучение. Электромагнитные волны с длинами волн между 0,0001 и 0,01 см (от десяти тысяч до одного миллиона ангстрем), промежуточные между видимым светом и микроволновым излучением. Тела при комнатной температуре излучают главным образом в инфракрасном диапазоне.
К
Калибровочные теории. Класс теории поля, интенсивно изучаемых в настоящее время в качестве возможных теорий слабых, электромагнитных и сильных взаимодействий. Такие теории инвариантны относительно преобразований симметрии, действие которых меняется от точки к точке в пространстве — времени. Термин «калибровочная» происходит от обычного английского слова, означающего «мера», но используется главным образом по историческим причинам.
Квазизвездные объекты. Класс астрономических объектов, имеющих вид звезд и очень малые угловые размеры, но обладающих большим красным смещением. Иногда, если они являются сильными радиоисточниками, называются квазизвездными источниками (квазарами). Их истинная природа неизвестна.
Квантовая механика. Фундаментальная физическая теория, развитая в 20-е годы как замена классической механики. В квантовой механике волны и частицы представляют собой два аспекта одной и той же сущности, лежащей в их основе. Частица, связанная данной волной, есть квант этой волны. Кроме того, состояния связанных систем, вроде атомов или молекул, занимают лишь некоторые определенные уровни энергии; тогда говорят, что энергия квантована.
Кварки. Гипотетические фундаментальные частицы, из которых, по предположению, состоят все адроны. Изолированные кварки никогда не наблюдались, и имеются теоретические основания подозревать, что кварки, хотя они в определенном смысле реальны, никогда не могут наблюдаться как изолированные частицы.
