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

Субатомная частица. Идентична электрону, но имеет гораздо большую массу. Принадлежит ко второму поколению частиц в стандартной модели физики элементарных частиц.

Нарушение симметрии

Нарушение симметрии было обнаружено в квантовой теории. Считается, что до Большого взрыва Вселенная пребывала в абсолютной симметрии. С тех пор Вселенная остыла и состарилась, и, следовательно, четыре фундаментальных взаимодействия и их симметрии нарушились.

Нейтрино

Призрачная, почти не имеющая массы субатомная частица. Нейтрино очень слабо взаимодействует с другими частицами и может проникать в свинец на несколько световых лет, никак не влияя на вещество. Излучаются в больших количествах сверхновыми. Количество нейтрино настолько велико, что они нагревают газ вокруг коллапсирующей звезды, отчего происходит взрыв сверхновой.

Нейтрон

Нейтральная субатомная частица, которая наряду с протоном образует ядра атомов.

Нейтронная звезда

Коллапсировавшая звезда, состоящая из сплошной массы нейтронов, обычно около 16–25 км в радиусе. Вращаясь, она излучает энергию, образуя пульсар. Это остаток сверхновой. Если нейтронная звезда достаточно велика и имеет массу около трех солнечных масс, она может сжаться в черную дыру.

Нуклеосинтез

Образование ядер химических элементов тяжелее водорода, начавшееся в процессе Большого взрыва. Таким образом может быть получена относительная распространенность всех элементов, встречающихся в природе. Это одно из трех «доказательств» Большого взрыва. Ядра элементов тяжелее водорода синтезируются также в недрах звезд. Элементы тяжелее железа синтезируются при взрывах сверхновых.

Общая теория относительности

Теория гравитации Эйнштейна. В ней гравитация рассматривается не как сила, а как побочный результат геометрии: кривизна пространства-времени создает иллюзию, будто существует сила притяжения, называемая гравитацией. Теория была проверена экспериментально с точностью выше 99 % и предсказала существование черных дыр и расширяющейся Вселенной.

Односвязное пространство

Пространство, в котором любая петля может быть стянута в точку. Плоское пространство односвязно, а поверхность бублика или портала-червоточины – нет.

Омега (Ω)

Параметр, который измеряет среднюю плотность материи во Вселенной. Если Λ = 0, а Ω < 1, то Вселенная будет расширяться вечно до Большого охлаждения. Если Ω > 1, то материи достаточно, чтобы обратить расширение вспять и прийти к Большому сжатию. Если Ω = 1, то Вселенная – плоская и будет продолжать расширяться вечно.

Отрицательная энергия

Энергия ниже нуля. Вещество обладает положительной энергией, гравитация имеет отрицательную энергию, и обе могут взаимно уничтожаться во многих космологических моделях. Квантовая теория допускает различные виды отрицательной энергии, возникающие из-за эффекта Казимира и иных эффектов, и их можно использовать для стабилизации портала-червоточины. Отрицательная энергия присутствует при создании и стабилизации червоточин.

Парадокс кота Шрёдингера

Парадокс, который спрашивает, может ли кот быть мертв и жив одновременно. Согласно квантовой теории, кот в ящике может быть мертв и жив одновременно, по крайней мере пока мы ведем наблюдение, что звучит абсурдно. Но, согласно квантовой механике, пока производится наблюдение, мы должны учитывать волновые функции кота во всех возможных состояниях (мертв, жив, бегает, спит, ест и т. д.). Существует два основных способа решить парадокс: предположить, что сознание определяет бытие либо что существует бесконечное количество параллельных миров.

Парадокс Ольберса

Этот парадокс формулируется так: почему ночное небо черное? Если Вселенная бесконечна и однородна, то мы должны видеть свет от бесчисленных звезд, а значит, и небо должно быть белым, чего мы не наблюдаем. Этот парадокс объясняется Большим взрывом и конечностью жизни звезд. Большой взрыв установил предел расстояния света звезд, достигающего наших глаз из глубин космоса.

Переменные цефеиды

Звезды, которые изменяют свою яркость с определенной периодичностью и, соответственно, служат стандартными свечами для измерения расстояний в астрономии. Именно переменные цефеиды помогли Эдвину Хабблу вычислить расстояния до галактик.

Поле Хиггса

Поле, которое нарушает симметрию в теории великого объединения, когда происходит преобразование ложного вакуума в абсолютный. Хиггсовские поля являются источником сообщения массы частицам в теории великого объединения, а также могут обуславливать инфляцию. Физики рассчитывают, что Большой адронный коллайдер позволит, наконец, изучить поле Хиггса.

Постоянная Хаббла

Коэффициент пропорциональности скорости красного смещения галактик их расстоянию. Постоянная Хаббла измеряет скорость расширения Вселенной, а величина, обратная постоянной Хаббла, приблизительно соотносится с возрастом Вселенной. Чем меньше постоянная Хаббла, тем старше Вселенная. Спутник WMAP дал для постоянной Хаббла значение 71 км/с на каждый миллион парсек, или 21,8 км/с на миллион световых лет, положив таким образом конец спорам, длившимся не одно десятилетие.

Предел Чандрасекара

1,4 солнечной массы. Если масса белого карлика превышает этот предел, его гравитация становится настолько огромна, что преодолевает силу Ферми и звезда взрывается, образуя сверхновую.

Принцип неопределенности

Принцип, согласно которому нельзя одновременно точно измерить местоположение и скорость частицы. Неопределенность положения частицы, умноженная на неопределенность ее импульса, должна быть больше или равна постоянной Планка, деленной на 2. Принцип неопределенности, являясь наиболее важным компонентом квантовой теории, привносит вероятность во Вселенную.

Проблема горизонта

Загадка, почему Вселенная настолько однородна, независимо от того, откуда мы смотрим. Даже края ночного неба на противоположных сторонах горизонта однородны, что странно, потому что они не могли быть в тепловом контакте в начале времени (так как свет имеет конечную скорость). Это может быть объяснено тем, что Большой взрыв раздул крошечный пузырь, положивший начало нашей Вселенной, до ее нынешнего состояния.

Проблема иерархии

Нежелательное пересечение физики малых энергий и физики планковской энергии в теории великого объединения, делающее их бесполезными. Проблема иерархии может быть решена добавлением суперсимметрии.

Проблема плоскостности Вселенной

Тонкая настройка, необходимая для объяснения плоскостности Вселенной. Для того чтобы Ω была приблизительно равна единице, она должна была быть тонко настроена в момент Большого взрыва. Современные эксперименты показывают, что Вселенная является плоской, а значит, она или подверглась тонкой настройке при Большом взрыве, или, возможно, наполнилась газом, который сделал ее плоской.