Параллельные миры. Об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем космоса - Митио Каку

MACHO (массивные объекты гало галактик)

Темные звезды, планеты, астероиды и т. д., не обнаруживаемые с помощью оптических телескопов и могущие составлять часть темной материи. Последние исследования показывают, что основную массу темной материи составляет небарионное темное вещество, а не MACHO.

WIMP

Слабо взаимодействующая массивная частица. Предполагается, что такие частицы составляют большую часть темной материи во Вселенной. Среди основных кандидатов на роль WIMP – суперпартнеры, предсказанные теорией струн.

Антивещество

Противоположность материи. Существование антиматерии первым предсказал Поль Дирак. Она имеет противоположный обычному веществу заряд, так что антипротоны заряжены отрицательно, а антиэлектроны (позитроны) – положительно. При взаимодействии вещества и антивещества происходит аннигиляция. На настоящий момент наиболее сложным антивеществом, произведенным в лаборатории, является антиводород.

Антигравитация

Противоположна гравитации и является силой не притяжения, а отталкивания. Сегодня мы понимаем, что, вероятно, именно сила антигравитации заставила Вселенную расширяться в начале времен и заставляет ее ускоряться сегодня. Тем не менее эта сила слишком мала, чтобы измерить ее в лабораторных условиях, и потому не имеет никаких практических последствий. Антигравитация сгенерирована отрицательной материей (которая никогда не наблюдалась в природе).

Антропный принцип

Принцип, согласно которому фундаментальные физические константы настроены таким образом, чтобы возможно было существование жизни и разума. Сильный антропный принцип предполагает, что для соответствующей настройки фундаментальных констант необходимы были некие осмысленные действия. Слабый антропный принцип просто утверждает, что фундаментальные константы должны были быть определенным образом настроены, чтобы возможно было возникновение высокоорганизованных разумных существ (иначе нас здесь не было бы), но оставляет открытым вопрос о том, что или кто производил эти настройки. Экспериментальным путем мы обнаруживаем, что константы природы, действительно, должны были быть точно настроены для существования жизни и сознания. Некоторые считают это признаком существования мирового творца. Другие считают, что это признак Мультивселенной.

Барион

Элементарная частица, такая как протон или нейтрон, которая участвует в сильном взаимодействии. Барионная материя, как мы теперь понимаем, составляет лишь малую часть материи во Вселенной и затмевается темной материей.

Белый карлик

Звезда на завершающем этапе жизни, состоящая из тяжелых элементов, таких как кислород, литий, углерод и др. Возникает после того, как красный гигант исчерпает гелиевое топливо и коллапсирует. Как правило, белые карлики бывают размером с Землю и весят не более 1,4 солнечной массы (иначе они коллапсируют).

Бозон

Субатомная частица с целым значением спина: например, фотон или гипотетический гравитон. Бозоны связываются с фермионами посредством суперсимметрии.

Большое охлаждение

Конец Вселенной, когда ее температура приблизится к абсолютному нулю. Большое охлаждение явится, вероятно, окончательным состоянием нашей Вселенной, после того как сумма Ω и Λ достигнет 1,0. Материи и энергии будет недостаточно, чтобы повернуть вспять первоначальное расширение Вселенной, так что она будет расширяться вечно.

Большое сжатие

Окончательный распад Вселенной. Если средняя плотность материи будет превосходить критическую (Ω > 1), то первоначальное расширение сменится сжатием. Температура в момент Большого сжатия поднимется до бесконечности.

Большой адронный коллайдер

Ускоритель частиц для создания энергетических пучков протонов, находящийся в Женеве.

Большой взрыв

Первоначальный взрыв, который создал Вселенную, послав галактики разлетаться во всех направлениях. Это образное выражение, так как никаких галактик тогда еще не было, но расширение пространства началось именно тогда, и современные галактики, образовавшиеся уже в поздней Вселенной, разлетаются друг от друга именно из-за этого расширения. После создания Вселенной температура и плотность материи были очень высоки. Согласно данным космического аппарата WMAP, Большой взрыв произошел 13,7 млрд лет назад. Космическое микроволновое фоновое излучение рассматривается сегодня как остаточное явление Большого взрыва.

Брана

Сокращенное обозначение мембраны. Они могут существовать в любом измерении до 11. Лежат в основе теории струн (М-теории), претендующей на то, чтобы быть теорией всего. Если мы возьмем поперечное сечение 11-мерной мембраны, то получим десять одномерных струн. Соответственно струна – это 1-брана.

Вакуум

Пустое пространство. Но, согласно квантовой теории, пустое пространство кишит виртуальными субатомными частицами, которые существуют лишь доли секунды. Вакуум также используется для описания низшего энергетического состояния системы. Считается, что Вселенная проделала путь из состояния ложного вакуума к нынешнему истинному вакууму. По современным представляениям наш вакуум скорее всего именно ложный, но переход из него в истинный если и произойдет, то очень не скоро даже по космологическим масштабам.

Виртуальные частицы

Частицы, которые стремительно возникают и исчезают в вакууме. При этом они нарушают законы сохранения, но только в течение короткого периода времени, что допустимо согласно принципу неопределенности. В среднем законы сохранения в вакууме действуют. Иногда виртуальные частицы могут становиться реальными, если сообщить вакууму достаточно энергии. В микроскопическом масштабе эти виртуальные частицы могут быть червоточинами и молодыми вселенными.

Волновая функция

Математическое описание волны вероятности, сопровождающей любую частицу. Первым уравнения для волновой функции электрона записал Шрёдингер. В квантовой теории материя состоит из точечных частиц, но вероятность нахождения частицы определяется волновой функцией.

Вселенная де Ситтера

Космологическая модель уравнений Эйнштейна, расширяющаяся в геометрической прогрессии. Главный член уравнения является космологической постоянной, которая создает это экспоненциальное расширение. Считается, что Вселенная находилась в фазе де Ситтера во время инфляции и что она медленно возвращается к фаза де Ситтера в течение последних семи миллиардов лет, создавая ускоряющуюся Вселенную.

Вселенная Фридмана

Наиболее общее космологическое решение уравнений Эйнштейна, основанное на единстве, изотропности и однородности Вселенной. Это динамическое решение, в котором Вселенная может расширяться до Большого охлаждения, сжиматься до коллапса или расширяться бесконечно в зависимости от значений Ω и Λ.