Устройство Нашей Вселенной.

С тех пор, как человек стал проявлять интерес к окружающему миру не только с точки зрения основных инстинктов, его понимание природы непрерывно совершенствовалось. Человек узнавал о новых объектах, составляющих мир, в котором мы живем, об их взаимосвязях. Круг знаний постоянно расширялся, но, как заметил еще Пифагор, вместе с тем увеличивалась и область соприкосновения с неведомым. Каждый раз, как только ученым удавалось объяснить какое-либо явление, возникало несколько новых, еще более сложных вопросов. Это напоминало бой былинного богатыря с драконом, у которого после удаления одной головы вырастают три новые, причем еще более неприятные. К счастью, в науке новые головы-вопросы вырастают не на одном и том же месте. Любая теория, которая является не чем иным как ответом на очередной вопрос, и в дальнейшем остается правильной. Постепенно усложняются наши представления о Вселенной, ее устройстве и взаимоотношениях частей, ее составляющих.Долгое время Вселенная рассматривалась как некий контейнер, в который каким-то образом помещены объекты для изучения – частицы, планеты, звезды и т.д. Делом ученых было описание этих объектов и их взаимодействия друг с другом. Первые облачка, бросающие тень на эту идиллическую картину, появились после открытия русского математика и геофизика А. А. Фридмана, обнаружившего, что стационарное состояние Вселенной неустойчиво, и она должна либо расширяться, либо сжиматься. Если, конечно, общая теория относительности Эйнштейна верна. Скорость расширения или сжатия Вселенной оказалась зависящей от средней плотности вещества в ней. Свойства «ящика» зависят от его содержимого? Странно... Дальнейшие исследования привели к выводу о том, что наблюдаемая сейчас область Вселенной около 14 млрд, лет назад имела размер порядка 10~27см или меньше. А это на 19 порядков меньше размера атома. Понятно, что в такой маленькой области не могло существовать все обилие частиц, составляющих звезды. Следовательно, Вселенная и частицы рождались одновременно! И, конечно же, влияли друг на друга.
Сейчас уже ясно, что наша Вселенная — это не «кастрюля с супом», в которой могло находиться любое содержимое, а сложный организм, все части которого, большие и малые, сложнейшим образом переплетены и взаимообусловлены. Поэтому неудивительно, что космология стала тем оселком, на котором оттачиваются наши знания о природе. Ведь здесь важны и свойства элементарных частиц, и общая теория относительности (ОТО), и статистическая физика, причем зачастую все одновременно.
Мы живем в удивительное время: предыдущие поколения не представляли себе всю судьбу Вселенной, возможные варианты ее истории, ее прошлого и будущего. Они изучали только то, что видели в данный момент. Только сейчас становится понятным общий ход эволюции Вселенной, начиная с момента ее рождения и далее в будущее. Конечно, детали, и существенные детали, еще не ясны, но практически все возможные варианты эволюции нашей Вселенной уже названы.

Словарь Терминов:

1. АБСОЛЮТНЫЙ НУЛЬ температуры - самое низкое из всех возможных значений температуры.

2. АДРОН - элементарная частица, участвующая в сильном (ядерном) взаимодействии.

3. АННИГИЛЯЦИЯ — процесс, при котором частица и ее античастица, сталкиваясь, превращаются в другие частицы, преимущественно в фотоны и/или кварки.

4. АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП: Вселенная такова, потому что будь она другой, нас бы не было и некому было бы задавать вопросы о ее свойствах.

5. АККРЕЦИЯ — падение вещества на поверхность космического тела под действием гравитационного притяжения.

6. АТОМ - наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Состоит из тяжелого ядра и электронов вокруг него.

7. БАРИОН - адрон, обладающий полуцелым спином.
БЕЛЫЙ КАРЛИК - маленькая, но очень плотная остывающая звезда.

8. БРАНА — в многомерных пространствах - пространство меньшей размерности по сравнению с основным пространством.

9. БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ — процесс рождения Вселенной 13,7 млрд, лет назад.

10. ВЕЩЕСТВО — вид материи, состоящей из частиц с ненулевой массой покоя.

11. ВИРТУАЛЬНАЯ ЧАСТИЦА - частица любого сорта, рождающаяся на короткое время и уничтожающаяся в том же самом процессе.

12. ВСЕЛЕННАЯ - весь наблюдаемый мир; в более узком смысле — часть мира, доступная изучению астрономическими средствами. Наша (видимая) Вселенная состоит из 10¹¹ галактик и имеет размер 10²⁸ см.

13. ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ — электромагнитное излучение с очень малой длиной волны, λ ≤ 10^-8 см.

14. ГАЛАКТИКА — звездная система, состоящая из миллиардов звезд, обращающихся вокруг общего центра.

15. ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ - самая короткая траектория между двумя точками. В отсутствии гравитации — прямая.

16. ГЛЮОН - частица, переносчик сильного взаимодействия.

17. ГРАВИТАЦИОННЫЙ РАДИУС - радиус воображаемой сферы вокруг черной дыры (так называемой сферы Шварцшильда), отделяющей область, недоступную для внешнего наблюдателя. Г. р. Земли равен приблизительно 9 мм, Солнца - 3 км.

18. ДЖЕТЫ — струи релятивистских частиц, источником которых являются нейтронные звезды или черные дыры.

19. ДЕЙТЕРИЙ — стабильный изотоп водорода с атомной массой, равной 2.

20. ДОИЛЕРА эффект - изменение частоты волн при движении источника и наблюдателя относительно друг друга.

21. ИНФЛЯЦИЯ — сверхбыстрое расширение Вселенной на раннем этапе ее эволюции.

22. КВАНТ - отдельная порция энергии; часто — синоним фотона.

23. КВАЗАРЫ — мощные внегалактические источники электромагнитного излучения. По современным представлениям, активные ядра галактик.

24. КВАРК — элементарная частица с дробным зарядом, участвующая в сильном взаимодействии. Из кварков состоят протоны и нейтроны.

25. КОЛЛАПС — быстрое необратимое сжатие.

26. КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ — вспомогательная величина, введенная Эйнштейном в уравнения ОТО для того, чтобы они имели стационарное решение при описании эволюции пространства-времени.

27. КОСМОЛОГИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ — нестационарность Вселенной, проявляющаяся в том, что расстояние между любыми двумя ее «точками» (например, галактиками) увеличивается по единому закону. Приводит к эффекту «разбегания галактик».

28. КОСМОЛОГИЯ - наука, занимающаяся изучением Вселенной как целого.

29. КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ - увеличение длин волн, испускаемых удаляющимся от наблюдателя источником излучения.

30. ЛЕПТОН — элементарная частица с полуцелым спином, не участвующая в сильном взаимодействии.

31. ЛИНЗИРОВАНИЕ - изменение наблюдаемой формы объекта из-за отклонения лучей света гравитационным полем.

32. МАССА — одна из основных характеристик объекта. Однозначно связана с энергией покоящегося объекта.

33. МЕТАВСЕЛЕННАЯ - гипотетическая совокупность большого числа вселенных.

34. МЮОН — частица, обладающая свойствами электрона и массой в 207 раз больше массы электрона.

35. НЕЙТРИНО — легчайшая электрически нейтральная элементарная частица, участвующая только в слабых и гравитационных взаимодействиях.

36. НЕЙТРОН — электрически нейтральная частица, участвующая в сильных взаимодействиях.

37. НЕЙТРОННАЯ ЗВЕЗДА - конечная стадия эволюции звезд достаточно большой массы (20-40 солнечных масс). Состоит из плотно упакованных ядер тяжелых элементов и нейтронов. При массе порядка солнечной имеет размер всего около 20 км.

38. НУКЛОН - общее название протона и нейтрона.

39. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ - теория гравитации, в основе которой лежит предположение о том, что законы природы одинаковы для всех наблюдателей независимо от того, как движутся эти наблюдатели. В ОТО гравитационное взаимодействие объясняется искривлением четырехмерного пространства-времени.

40. ПОЗИТРОН - положительно заряженная античастица электрона.

41. ПОЛЕ - объект, распределенный по всем точкам пространства.

42. ПРЕДЕЛ ЧАНДРАСЕКАРА — максимально возможная масса (примерно 3 массы Солнца) стабильной холодной звезды, выше которой она должна коллапсировать в черную дыру.

43. ПРИНЦИП ПАУЛИ: два фермиона (частицы с полуцелым спином) не могут обладать одинаковыми квантовыми числами, характеризующими их состояние в замкнутой системе.

44. ПРОТОН — положительно заряженная частица. Как и нейтрон, участвует в сильных взаимодействиях.

45. ПИ-МЕЗОН (ПИОН) — адрон с целым спином и малым временем жизни.

46. РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ - см. Фон микроволнового излучения.

47. СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ - вид взаимодействия, удерживающего кварки внутри протонов и нейтронов, а также обеспечивающего притяжение между протонами и нейтронами.

48. СИНГУЛЯРНОСТЬ — точка пространства-времени, в которой его кривизна становится бесконечной.

49. СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ - обусловливает большинство превращений, связанных с нейтрино. Наиболее распространенный процесс, связанный со слабым взаимодействием - p-распад радиоактивных ядер.

50. СОБЫТИЕ — точка в пространстве-времени, которая определяется положением в пространстве и во времени.

51. СПЕКТР — в широком смысле — совокупность гармонических колебаний, на которые может быть разложено сложное колебание, характеризующее систему или процесс; спектр излучения - зависимость интенсивности излучения от длины волны, как правило, имеющая то или иное графическое представление (кривая, набор линий).

52. СПЕЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ - теория, согласно которой законы должны быть одинаковы для всех свободно движущихся наблюдателей независимо от их скоростей.

53. СПИН — свойство частицы, связанное с ее внутренним моментом импульса.

54. ТЕОРИЯ ВЕЛИКОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ — теория, объединяющая электромагнитные, сильные и слабые взаимодействия.

55. ФОН МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ - электромагнитные волны, распространяющиеся в пространстве и возникшие при разогреве материи во время Большого взрыва. В отечественной литературе принят термин реликтовое излучение.

56. ФОТОН - квант электромагнитного излучения.

57. ФРИДМАНОВСКАЯ МОДЕЛЬ – модель расширяющейся Вселенной.

58. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ – в различных обстоятельствах микрообъекты воспринимаются либо как частицы, либо как волны.

59. ЧЕРНАЯ ДЫРА – область пространства, которую ничто не может покинуть, так как в ней чрезвычайно сильно действие гравитации.

60. ПЕРВИЧНАЯ ЧЕРНАЯ ДЫРА — черная дыра, возникшая на очень ранней стадии развития Вселенной, до появления звезд.

61. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД - свойство частицы, благодаря которому она отталкивает (или притягивает) другие частицы, также имеющие заряд.

62. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – взаимодействие, которое возникает между частицами, обладающими электрическим зарядом.

63. ЭЛЕКТРОН - частица, обладающая отрицательным электрическим зарядом, входит в состав атомов.

64. ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА — в точном значении термина — первичные, далее неразложимые частицы, из которых состоит вся материя. Часто употребляется менее строго - для обозначения мельчайших частиц, не являющихся атомами или атомными ядрами. У теоретиков - частицы, свойства которых постулируются и не могут быть получены из других соображений.

65. ЭНЕРГИЯ ТЕОРИИ ВЕЛИКОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ - энергия, выше которой электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия предположительно должны стать неразличимыми (около 10¹⁶ ГэВ).

66. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРОСЛАБОЙ ТЕОРИИ - энергия (около 100 ГэВ), выше которой исчезают различия между электромагнитными и слабыми взаимодействиями.

67. ЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ - процесс слияния ядер.

68. ЯДРО - центральная, положительно заряженная часть атома, которая состоит только из протонов и нейтронов, удерживаемых в ядре сильным взаимодействием.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: