Тайны квантового мира: О парадоксальности пространства и времени

Рис. 30. Распространение элементов в Метагалактике

По данным наблюдений, Вселенная состоит в основном из водорода (¾ по массе) и гелия (¼); прочие элементы составляют примесь порядка одного процента. Эти данные получены на основе анализа спектров звезд и межзвездного газа и хорошо согласуются с теоретическими моделями астрофизики, описывающими состав и эволюцию звезд. Приведенные выше цифры (¾ и ¼) относятся к начальной фазе данной эволюции, в процессе которой в звездах вырабатываются и другие, в том числе тяжелые элементы. По современным представлениям, в первые минуты своего существования Вселенная прошла «эру нуклеосинтеза», во время которой и образовались водород и гелий в пропорции 3:1, а также ничтожная доля других легких элементов, в частности лития и изотопов водорода — дейтерия и трития. Все прочие, более тяжелые элементы уже гораздо позднее образовались внутри звезд, а в межзвездное пространство попадают при взрывах сверхновых звезд.

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.