На лужайке Эйнштейна. Что такое НИЧТО, и где начинается ВСЕ - Аманда Гефтер

Большой взрыв – предполагаемое рождение Вселенной из очень плотного и горячего состояния, после чего она стала остывать и расширяться. И в самом деле, все на это указывает.

Бритва Оккама – философский критерий, согласно которому из множества эмпирически эквивалентных альтернатив ближе других к истине оказывается обычно простейшая из теорий.

Бытие из бита – выражение Уилера, в котором кратко формулируется его концепция, что существование всякого физического объекта, его бытие, определяется в конечном счете информацией, его описывающей, – «битами».

Виртуальная частица – частица, которая рождается из вакуума в паре с античастицей. Время и энергия связаны соотношением квантовой неопределенности, поэтому чем меньше неопределенность во времени, тем больше неопределенность в энергии. Это означает, что на очень короткий промежуток времени может спонтанно образоваться довольно большое количество энергии, которая в соответствии с формулой E = mc2 обладает также определенной массой. Масса – это значит какая-то частица. Возникнуть такая частица может только в паре, вместе с античастицей, и, так как энергия им одолжена лишь на короткое время, жить им недолго, откуда и название «виртуальные»: они быстро аннигилируют друг с другом и исчезают, если частицу и античастицу не разделит за время их существования горизонт событий. В таком случае виртуальная частица становится реальной – это явление известно как излучение Хокинга.

Волновая функция: в ней закодировано все, что можно знать о квантовом состоянии системы – в частности, распределение вероятностей исходов любых квантовых экспериментов.

Вселенная: «мы должны быть готовы к вопросу о самом значении термина „Вселенная“» (Джон Арчибальд Уилер).

Гильбертово пространство – хорошо математически определенное векторное пространство квантовых состояний.

Глобальное описание – отчет о реальности, учитывающий столько причинных световых конусов, сколько никакой одиночный наблюдатель не мог бы когда-либо увидеть.

Голографический принцип. Вся информация, необходимая для физического описания данной области пространства-времени, может быть закодирована на границе этой области меньшей размерности. Или, что эквивалентно, общая сумма информации, которая может уместиться в заданной области пространства-времени, не превосходит четверти площади ее границы, выраженной в планковских единицах.

Горизонт Риндлера – горизонт событий, возникающий для ускоренного наблюдателя. Пока наблюдатель движется с ускорением, свет из некоторых областей Вселенной никогда не сможет достичь его. В итоге часть Вселенной останется для него темной и причинно недоступной, как черная дыра.

Горизонт событий – поверхность в пространстве-времени, которую не может пересечь световой конус. Горизонты событий делят пространство-время на области, причинно не связанные друг с другом.

Декогеренция – процесс, в результате которого из-за взаимодействия с окружающей средой разрушается суперпозиция квантовых состояний (и связанная с ней интерференционная картина). Он объясняет, почему мы вряд ли когда-нибудь увидим одновременно и мертвого и живого кота.

Деситтеровский горизонт. Деситтеровская вселенная расширяется с ускорением. Свет может проходить не более чем конечное расстояние даже за бесконечное время, потому что в то время как свет проходит любое расстояние, это расстояние само по себе вырастает. Для любого инерциального наблюдателя существуют области Вселенной, свет от которых никогда не сможет его достичь. Горизонт событий, отделяющий доступную часть Вселенной от ее темной части, это и есть деситтеровский горизонт. Он зависит от положения наблюдателя и потому не может быть инвариантным при переходе от одного наблюдателя к другому.

Деситтеровское пространство – пространство-время, описываемое уравнениями общей теории относительности Эйнштейна с положительной космологической константой. Отрицательное внутреннее давление вакуума вызывает ускоренное расширение Вселенной и сокращение плотности вещества в ней. В таком пространстве каждый наблюдатель окружен собственным горизонтом событий, поэтому в нем не может быть двух наблюдателей, которые видели бы одну и ту же вселенную.

Диффеоморфное преобразование – метод, благодаря которому можно совместить две, казалось бы, несовместимые точки зрения путем введения дополнительной силы – например, гравитации. Так, совместить кривую линию с прямой можно, искривив лист бумаги. Это ключевой момент общей теории относительности и пример калибровочного преобразования.

Друг Вигнера – появляется в мысленном эксперименте Эйгена (Юджина) Вигнера, в котором он измеряет состояние атома в лаборатории, редуцируя его квантовую волновую функцию из множества вероятностей к одной реальности. Сам Вигнер в это время находится вне лаборатории, так что с его точки зрения никакой редукции волновой функции не было. Напротив: возникло запутанное состояние суперпозиции волновых функций атома и друга Вигнера. Возникает парадокс: кто прав? был ли коллапс волновой функции?

Дуальность – математически определяемое взаимно однозначное соответствие между двумя радикально различными физическими описаниями.

Зависимый от наблюдателя – так говорят о том, что изменяется при рассмотрении из разных систем отсчета.

Запутанность – разновидность суперпозиции квантовых состояний, при которой две системы описаны с помощью одной волновой функции, так что информация о системе не содержится ни в одной из систем в отдельности, а закодирована в их корреляции, которая сохраняется, несмотря на расстояние, разделяющее системы.

Излучение Унру – облако высокоэнергетических «горячих» частиц, известных также как частицы Риндлера. Они существуют только для ускоренного наблюдателя. Частицы образуются вблизи горизонта Риндлера примерно так же, как хокинговское излучение – вблизи горизонта черной дыры.

Излучение Хокинга – в ситуации, когда имеется горизонт событий, наблюдатели больше не смогут прийти к единому мнению, является ли пространство пустым или заполнено частицами. Эти зависящие от наблюдателя частицы называются излучением Хокинга.

Изоморфизм – взаимно однозначное соответствие. Например, информация, размазанная по поверхности двумерной голограммы, изоморфна трехмерному изображению объекта, закодированному в ней.

Инвариантность – одинаковость. Свойство является инвариантным, если оно не изменяется от одной системы отсчета к другой.

Инерциальный наблюдатель – наблюдатель, движущийся равномерно и прямолинейно. В книге фигурирует под именем Скруд. Оказавшись вблизи черной дыры, проваливается в нее.

Интерференционная картина – статический узор, возникающий при наложении волн. В тех точках, где их фазы совпадают, амплитуды волн складываются и интенсивность максимальна, а в тех точках, где фазы волн противоположны, амплитуды вычитаются и интенсивности минимальны.