ГЛОССАРИЙ
ГЛОССАРИЙ
Определения экзотических терминов
абсолютный
Независимый от системы координат, один и тот же в любой системе координат.
абсолютный горизонт событий
Поверхность черной дыры. См. горизонт событий.
абсолютное время
Ньютоновская концепция универсального времени, в которой соблюдается договоренность об одновременности событий и о временных интервалах между двумя любыми событиями.
абсолютное пространство
Ньютоновская концепция трехмерного пространства, в котором мы живем. В этом пространстве имеет смысл понятие абсолютного покоя, а длина объекта не зависит от движения системы отсчета, в которой она измеряется.
абсолютности скорости света принцип
Принцип Эйнштейна, утверждающий, что скорость света является универсальной константой, одинаковой во всех направлениях и во всех инерциальных системах отсчета, независящей от движения этих систем.
адиабатический показатель
То же самое, что и сопротивление сжатию.
аккреционный диск
Диск из газа, который окружает черную дыру или нейтронную звезду. Трение в диске заставляет газ продвигаться внутрь по спирали и аккрецировать на черную дыру или звезду.
антивещество
Форма вещества, которое является «анафемой» для обычного вещества. Каждому типу частиц обычного вещества (например, электрону, протону или нейтрону) соответствует почти идентичная античастица антивещества (позитрон, антипротон или антинейтрон). При встрече частицы вещества с соответствующей античастицей антивещества происходит их аннигиляция.
астроном
Ученый, наблюдающий космические объекты с помощью телескопа,
астрофизик
Физик (как правило, физик-теоретик), который с помощью законов физики пытается понять поведение космических объектов.
астрофизика
Область физики, которая имеет дело с космическими объектами и законами физики, управляющими этими объектами.
атом
Основной строительный «кирпичик» вещества. Каждый атом состоит из ядра с положительным электрическим зарядом и облака, состоящего из электронов с отрицательным зарядом. Электронное облако связано с ядром электрическими силами.
атомная бомба
Бомба, которая черпает энергию взрыва из цепной реакции распада ядер урана-235 или плутония-239.
безволосости гипотеза
Гипотеза, выдвинутая в 1960-х—1970-х годах и подтвержденная в 1970-х—1980-х годах, о том, что все свойства черной дыры полностью определяются ее массой, электрическим зарядом и вращением.
белый карлик
Звезда, окружность которой примерно равна земной, а масса равна массе Солнца; в которой истощились все запасы ядерного топлива и которая постепенно охлаждается. Она удерживается от сжатия ершами своей собственной гравитации за счет давления вырожденного электронного газа.
Блэндфорда — Знаека процесс
Извлечение энергии вращения из вращающейся черной дыры посредством магнитных полей.
болванки (твердотельные антенны)
Гравитационно-волновой детектор, в котором под действием гравитационных волн сжимается и растягивается большая металлическая болванка, и за ее колебаниями следит специальный датчик.
Большой взрыв
Взрыв, который дал начало Вселенной.
Большой хруст
Конечная стадия эволюции Вселенной, когда Вселенная сожмется в одну точку (если предположить, что Вселенную ожидает такой конец).
БХЛ — сингулярность
Сингулярность, вблизи которой приливные силы гравитации хаотически колеблются во времени и в пространстве. Возможно, этот тип сингулярности формируется в центрах черных дыр и в Большом хрусте нашей Вселенной.
вакуум
Область пространства-времени, из которой удалены все частицы, поля и энергия; нельзя удалить только вакуумные флуктуации.
вакуумные флуктуации
Случайные, непредсказуемые, неудаляемые колебания поля (например, электромагнитного или гравитационного), которые вызваны мгновенным обменом энергией между малыми областями пространства, когда соседние области захватывают энергию друг у друга и затем отдают обратно. См. также вакуум и виртуальные частицы.
видимый горизонт событий
Самая удаленная от черной дыры область, где испускаемые фотоны еще втягиваются назад силами гравитации. Видимый горизонт событий совпадает с (абсолютным) горизонтом событий, если черная дыра находится в спокойном состоянии.
виртуальные частицы
Частицы, которые возникают парами с использованием энергии, заимствованной у ближайшей области пространства. В соответствии с законами квантовой механики, эта энергия должна быть быстро возвращена назад, поэтому виртуальные частицы быстро аннигилируют и их невозможно зарегистрировать. Виртуальные частицы, наблюдаемые свободно падающим наблюдателем, представляют собой корпускулярный аспект вакуумных флуктуаций. Виртуальные фотоны и виртуальные гравитоны представляют собой корпускулярный аспект электромагнитных вакуумных флуктуаций и гравитационных вакуумных флуктуаций соответственно. См. также корпускулярно-волновой дуализм.
вложенная диаграмма
Диаграмма, с помощью которой можно представить себе кривизну двумерной поверхности, поместив ее в плоское трехмерное пространство.
водородная бомба
Бомба, черпающая энергию взрыва из реакции термоядерного синтеза ядер водорода, дейтерия и трития с образованием ядер гелия. См. также супербомба.
возмущение
Небольшое искажение нормальной формы объекта или кривизны пространства-времени вокруг объекта.
возмущений методы
Методы математического анализа небольших возмущений объекта, например, черной дыры.
волна
Колебание какого-либо поля (например, электромагнитного поля или кривизны пространства-времени), распространяющегося в пространстве-времени.
волны форма
Кривая, описывающая детальную картину колебаний волны.
волны длина
Расстояние между двумя соседними гребнями волны.
«волосы»
Любое свойство черной дыры, от которого она может избавиться путем излучения и, следовательно, не может удержать это свойство; например, магнитное поле или гора на ее горизонте событий.
вращательная энергия
Энергия, связанная с вращением черной дыры, звезды или какого-либо другого объекта.
вращение
См. угловой момент.
Вселенная
Наша вселенная.
вселенная
Область пространства, не связанная с другими областями; подобно острову в океане, отделенному от других участков суши.
второй закон термодинамики
Закон, в соответствии с которым энтропия может только увеличиваться,
галактика
Совокупность большого числа звезд (от 1 миллиарда до 1 триллиона), вращающихся вокруг единого центра. Диаметр галактик в среднем составляет 100 тысяч световых лет.
гамма-излучение
Электромагнитное излучение на очень коротких длинах волн; см. рис. П.2 в Прологе.
Гейгера счетчик
Простой прибор для детектирования рентгеновского излучения; называется также «пропорциональным счетчиком».
геодезическая
Прямая линия в искривленном пространстве или пространстве-времени. На поверхности Земли геодезическими линиями являются большие круги.
гигантская черная дыра
Черная дыра с массой миллион масс Солнца или больше. Считается, что такие черные дыры находятся в ядрах галактик и квазаров.
гиперпространство
Вымышленное плоское пространство, в которое наше воображение помещает части искривленного пространства нашей Вселенной.
гироскоп
Быстровращающийся объект, ось вращения которого остается фиксированной в течение очень долгого времени.
глобальные методы
Математические методы, основанные на комбинации топологии и геометрии, используемые для анализа структуры пространства-времени.
голая сингулярность
Сингулярность, которая не находится внутри черной дыры (не окружена горизонтом черной дыры), и поэтому ее можно видеть и изучать. См. гипотезу космической цензуры.
горизонт
Поверхность черной дыры, точка невозврата, пройдя которую ничего не может покинуть черную дыру. Также называется абсолютным горизонтом событий, чтобы отличить его от видимого горизонта событий.
гравитационная волна
Рябь кривизны пространства-времени, распространяющаяся со скоростью света.
гравитационная линза
Свойство гравитирующего тела (например, черной дыры или галактики) фокусировать свет от удаленного источника путем отклонения световых лучей. См. отклонение света.
гравитационное замедление времени
Замедление хода времени возле гравитирующего тела.
гравитационное обрезание
Фраза, которую использовал Оппенгеймер для описания процесса образования черной дыры вокруг коллапсирующей звезды.
гравитационное покраснение света
Удлинение световой волны (ее «покраснение») в результате ее прохождения через гравитационное поле.
гравитон
Частица, которая в рамках модели гравитационно-волнового дуализма связана с гравитационными волнами.
границы ошибок
Область на небе, в которой, согласно наблюдениям, может находиться та или иная звезда или объект. Она называется областью ошибок, потому что с увеличением неопределенности (ошибки) наблюдений эта область увеличивается.
давление
Сила, возникающая в веществе при его сжатии и направленная наружу, давление вырождения
Давление внутри очень плотного вещества, создаваемое хаотическими и чрезвычайно быстрыми движениями электронов и нейтронов. При охлаждении вещества до абсолютного нуля это давление остается достаточно большим.
датчик
Устройство для слежения за колебаниями стержня или движениями массы.
двойная система
Два объекта, вращающиеся по орбитам друг вокруг друга; это могут быть две звезды или две черные дыры, или же звезда и черная дыра.
двойная система из черных дыр
Двойная система, состоящая из двух черных дыр.
дейтерия ядра, или дейтроны
Атомные ядра, состоящие из одного протона и одного нейтрона, удерживаемые ядерными силами. Дейтерий называют также «тяжелым водородом», так как химические свойства атомов дейтерия и водорода очень похожи.
деление ядерное
Разрыв большого атомного ядра с образованием нескольких маленьких ядер. Деление ядер урана или плутония является источником энергии взрыва атомной бомбы; ядерное деление является также источником энергии атомных реакторов.
дифференциальное уравнение
Уравнение, в которое включены функции и их производные. «Решить дифференциальное уравнение» означает найти значения функций из дифференциального уравнения.
доплеровское смещение
Смещение длины волны в сторону более высоких частот (более коротких длин волн и высоких энергий), если источник излучения движется к наблюдателю, и в сторону более низких частот (более длинных волн и низких энергий), если источник движется от наблюдателя.
закон обратной пропорциональности гравитации квадрату расстояния
Закон всемирного тяготения (закон гравитации Ньютона), который утверждает, что между любыми двумя объектами во Вселенной действует гравитационная сила, притягивающая эти объекты друг к другу; эта сила пропорциональна произведению масс объектов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
законы физики
Фундаментальные принципы, из которых можно вывести с помощью логических и математических построений поведение нашей Вселенной.
замедление времени
Замедление течения времени.
замерзшая звезда
Термин, используемый для черной дыры в СССР в 1960-х годах,
защиты хронологии гипотеза
Гипотеза Хокинга о том, что законы физики не допускают существование машин времени.
излучение
Любая форма распространяющихся с высокой скоростью волн или частиц.
инерциальная система отсчета
Невращающаяся система отсчета, на которую не действуют никакие внешние силы. Такая система отсчета находится в движении только под действием своей собственной инерции. См. также локальная инерциальная система отсчета.
инерция
Сопротивление тела ускорению любых действующих на него сил.
интерференция
Способ усиления двух волн, накладывающихся друг на друга и линейно складывающихся, если их гребни и впадины совпадают (конструктивная интерференция), и уничтожают друг друга, если гребни совпадают с впадинами (деструктивная интерференция).
интерферометр
Устройство, основанное на интерференции волн. См. также радиоинтерферометр и интерферометрический детектор.
интерферометрический детектор
Детектор гравитационных волн, в котором их приливные силы покачивают массы, свисающие с проволочек, а для слежения за движениями масс используется интерференция лазерных пучков. Также называется интерферометром.
интерферометрия
Измерение с помощью интерферометров, инфракрасное излучение
Электромагнитные волны с длиной волны, немного превышающей свет. См. рис. П.2.
ион
Атом, который потерял несколько орбитальных электронов и поэтому имеет суммарный положительный заряд.
ионизированный газ
Газ, в котором большая часть атомов потеряла свои орбитальные электроны.
искривление времени или пространства-времени
Свойство времени или пространства-времени, вследствие которого нарушаются положения геометрии Евклида или Минковского; т. е. параллельные линии начинают пересекаться.
квазар
Компактный объект очень высокой светимости в удаленной Вселенной; по-видимому, черпает энергию от гигантской черной дыры.
квантовая гравитация
Законы физики, получаемые путем объединения принципов общей теории относительности с квантовой механикой.
квантовая механика
Законы физики, управляющие микромиром (атомами, молекулами, электронами, протонами), которые лежат также в основе макромира, но редко в нем проявляются. Среди явлений, с которыми имеет дело квантовая механика, можно назвать принцип неопределенностей, корпускулярно-волновой дуализм и флуктуации вакуума.
квантовая механика новая
Окончательная версия законов квантовой механики, сформулированная в 1926 г.
квантовая механика старая
Ранняя версия законов квантовой механики, разработанная в первые два десятилетия XX века.
квантовая пена
Вероятностная пенообразная структура пространства, которая, вероятно, является сердцевиной сингулярностей и, возможно, существует в обычном пространстве на масштабах длины Планка — Уилера или меньших.
квантовая теория
То же самое, что и квантовая механика.
квантово-неразрушающие измерения
Метод измерений, который позволяет обойти стандарный квантовый предел.
квантового поля в искривленном пространстве-времени законы
Частичное объединение принципов общей теории относительности (искривленное пространство-время) с законами квантовых полей, при котором гравитационные волны и негравитационные поля считаются квантово-механическими объектами, в то время как искривленное пространство-время, в котором они распространяются, считается классическим.
квантовое поле
Поле, которое управляется законами квантовой механики. Все поля, измеряемые с достаточной точностью, оказываются квантовыми полями; но если их измерять с умеренной точностью, они могут вести себя классическим образом (т. е. они не проявляют корпускулярно-волнового дуализма или вакуумных флуктуаций).
классический
Подверженный влиянию обычных законов физики, которые управляют макроскопическими объектами; не квантово-механический.
коллапсар
Название черных дыр на Западе в 1960-х годах.
корпускула
Название частицы света в XVII и XVIII веках,
корпускулярно-волновой дуализм
Положение, согласно которому все волны иногда ведут себя как частицы, а все частицы — как волны.
космической цензуры гипотеза
Гипотеза о том, что законы физики препятствуют образованию голых сингулярностей при схлопывании объекта.
космическая струна
Гипотетический одномерный струноподобный объект, возникший вследствие искривления пространства. У струны нет концов (либо она замкнута на себя подобно резиновой ленте, либо она просто бесконечна); вследствие такого искривления пространства любая опоясывающая струну окружность будет иметь отношение длины окружности к диаметру немного меньше, чем ?.
космические лучи
Частицы вещества или антивещества, бомбардирующие Землю из космоса. Некоторые из них рождаются на Солнце, а некоторые — в отдаленных районах Млечного Пути, возможно, в горячих облаках газа, извергнутых в межзвездное пространство сверхновыми.
красное смещение
Смещение длины электромагнитных волн в сторону диапазона с большей длиной волны, т. е. «покраснение» волн.
кривизна пространства-времени
Свойство пространства-времени, которое заставляет свободно падающие частицы, движущиеся вначале вдоль параллельных мировых линий, сходиться или расходиться. Пространственно-временная кривизна и приливные гравитационные силы — разные названия одного и того же явления.
критическая окружность
Окружность горизонта событий черной дыры; окружность, до которой должен сжаться объект для того, чтобы образовать черную дыру. Величина критической окружности составляет 18,5 км, умноженных на массу черной дыры в единицах массы Солнца.
лепестки
В данном случае — огромные радиоизлучающие облака газа вне галактики или квазара.
линейный
Свойство объединения с помощью простого сложения.
локальная инерциальная система отсчета
Система отсчета, на которую не действуют никакие другие силы, кроме гравитации, которая свободно падает в гравитационном поле и которая
достаточно мала, чтобы в ней можно было пренебречь приливными гравитационными ускорениями.
магнитное поле
Поле, порождающее магнитные силы.
Максвелла законы электромагнетизма
Система физических законов, с помощью которых Джеймс Кларк Максвелл объединил все электромагнитные явления. С помощью этих законов можно предсказать, пользуясь математическими расчетами, поведение электричества, магнетизма и электромагнитных волн.
масса
Мера количества вещества, заключенная в объекте. (Инерция объекта пропорциональна его массе, а Эйнштейн показал, что масса фактически является очень компактной формой энергии.) Слово «масса» обычно употребляется вместо фразы «объект, состоящий из массы» в контексте, где важна инерция объекта.
машина времени
Устройство для путешествий назад во времени. На языке физиков: «замкнутая времяподобная кривая».
межгалактическое пространство
Пространство между галактиками.
межзвездное пространство
Пространство между звездами нашей галактики Млечный Путь,
метапринцип
Принцип, которому должны подчиняться все физические законы. Примером метапринципа является принцип относительности.
микроволны (СВЧ)
Электромагнитное излучение, длины волн которого немного короче, чем у радиоволн; см. рис. П.2.
микросекунда
Одна миллионная доля секунды,
мировая линия
Траектория объекта в пространстве-времени или на пространственно-временной диаграмме.
Млечный Путь
Галактика, в которой мы живем,
миксерная сингулярность
Сингулярность, возле которой приливные силы гравитации хаотически колеблются во времени, но не обязательно изменяются в пространстве. См. также БХЛ-сингулярностъ.
молекула
Ансамбль нескольких атомов, у которых общее электронное облако. Молекула воды, например, состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
наблюдатель
Субъект, обычно гипотетический, который проделывает измерения,
нарушение одновременности
Свойство событий быть одновременными в одной системе отсчета и неодновременными в другой системе отсчета, которая движется по отношению к первой.
натуральная философия
Обозначение естественных наук в XVII, XVIII и XIX столетиях,
нейтрино
Очень легкая частица, напоминающая фотон, за исключением того, что она практически не взаимодействует с веществом. Нейтрино, возникающие в центре Солнца, например, пролетают через него, практически не поглощаясь и не рассеиваясь.
нейтрон
Внутриатомная частица. Нейтроны и протоны, удерживаемые ядерными силами, составляют ядра атомов.
нейтронная звезда
Звезда, по массе примерно равная Солнцу, но с длиной окружности всего от 50 до 1000 км. Она состоит из нейтронов, плотно упакованных силами гравитации.
нейтронное ядро
Название, данное нейтронной звезде Оппенгеймером. Также нейтронная сердцевина в центре нормальной звезды.
нелинейный
Свойство объединения величин с помощью более сложного способа, чем простое сложение.
неопределенностей принцип
Квантово-механический закон, утверждающий, что при измерении с высокой точностью положения объекта или интенсивности поля происходит непредсказуемое возмущение скорости объекта или изменения поля в процессе проведения этого измерения.
неустойчивость
Свойство объекта, выражающееся в том, что незначительное его возмущение начинает расти и сильно изменяет объект, возможно, даже разрушая его. Более точно это свойство называется «неустойчивостью к малым возмущениям».
новая звезда
Яркая вспышка старой звезды, вызванная ядерным взрывом во внешних слоях звезды.
нуклон
Нейтрон или протон.
Ньютона законы физики
Законы физики, построенные на основе ньютоновской концепции абсолютного пространства и времени, господствовавшей в науке о Вселенной в XIX столетии.
Ньютона закон гравитации (закон всемирного тяготения)
См. закон обратной пропорциональности гравитации квадрату расстояния.
обруча гипотеза
Гипотеза, в соответствии с которой черная дыра образуется тогда и только тогда, когда тело сжимается настолько сильно, что помещается в обруч, равный критической окружности, который можно вращать вокруг тела во всех направлениях.
общая теория относительности (ОТО)
Предложенная Эйнштейном система физических законов, в которых гравитация описывается кривизной пространства-времени.
оптический астроном
Астроном, наблюдающий Вселенную в видимом свете,
орбитальный период
Время, требуемое некоторому объекту, вращающемуся по орбите вокруг другого, чтобы совершить один полный оборот.
отклонение света
Изменение направления распространения света и других электромагнитных волн при их пролете возле Солнца или какого-либо другого гравитирующего тела. Отклонение возникает вследствие кривизны пространства-времени вокруг тела.
относительный
Зависящий от системы отсчета; принимающий разные значения в разных системах отсчета, движущихся по-разному во Вселенной.
парадигма
Алгоритм, используемый сообществом ученых в исследованиях того или иного предмета и в обмене полученной информацией друг с другом.
перигелий
Ближайшее положение планеты к Солнцу на ее орбите,
перигелия Меркурия смещение
Возникающие отклонения в эллиптической орбите Меркурия, которые приводят к тому, что его перигелий смещается от оборота к обороту.
поле
Нечто, распределенное непрерывно и гладко в пространстве. Примерами поля являются: электрическое поле, магнитное поле, кривизна пространства-времени и гравитационная волна.
полоса
Диапазон частот, плазма
Горячий, ионизированный, электропроводящий газ.
Планка постоянная
Фундаментальная постоянная, обозначаемая Н, которая входит в законы квантовой механики; отношение энергии фотона к его угловой частоте (т. е. частота, умноженная на 2п); она равна 1,055х10-27 эрг-с.
Планка — Уилера длина, площадь и время
Величины, связанные с законами квантовой гравитации. Длина Планка-Уилера, ?Gh / с3 =1,62 х 10-33 см — масштаб длины, ниже которого известное нам пространство перестает существовать и становится квантовой пеной. Время Планка — Уилера (длина Планка — Уилера, деленная на с, или примерно 10-43 с) является кратчайшим возможным интервалом времени; если два события разделены меньшим промежутком времени, невозможно определить, которое из них было раньше. Площадь Планка-Уилера (квадрат длины Планка — Уилера, равный 2,61 х 10-66 см2) играет решающую роль в энтропии черной дыры. Постоянные: G = 6,670 х 10-8 дин*см2/г2 — постоянная всемирного тяготения, h = = 1,055 х 10-27 эрг-с — постоянная Планка, с = 2,998 х 1010 см/с — скорость света.
плутоний-239
Особый тип атомных ядер плутония, в которых содержатся 239 нуклонов (94 протона и 145 нейтронов).
поляризация
Свойство двухкомпонентности электромагнитных и гравитационных волн, когда компоненты распространяются в разных направлениях.
поляризованное тело
Тело, отрицательный и положительный электрические заряды которого сосредоточены в разных областях.
поляризованный свет; поляризованные гравитационные волны
Свет или гравитационные волны, в которых полностью отсутствует одно из двух направлений поляризации.
постдок
Ученый, недавно получивший степень доктора философии и продолжающий свои изыскания под руководством более опытного исследователя.
Прайса теорема
Теорема, утверждающая, что все особенности черной дыры, которые способны превратиться в излучение, превратятся в него и будут полностью излучены, таким образом, лишив черную дыру ее «волосяного покрова».
первичная черная дыра
Черная дыра, гораздо менее массивная, чем Солнце, образовавшаяся в Большом взрыве.
приливные силы гравитации
Гравитационное воздействие на объекты, которое сжимает их в одном направлении и вытягивает в другом. Приливные гравитационные силы со стороны Луны и Солнца вызывают приливы и отливы земных океанов.
принцип относительности
Принцип Эйнштейна о равноправности всех инерциальных систем отсчета по отношению к законам физики; т. е. эти законы имеют одинаковую форму в любой инерциальной системе отсчета. В присутствии гравитации этот принцип сохраняется, но роль инерциальной системы отсчета играет локальная инерциальная система отсчета.
пространственно-временная диаграмма
Диаграмма, на которой время отложено по вертикальной, а пространство — по горизонтальной оси.
пространство-время
Четырехмерная «структура», возникающая при объединении пространства и времени.
пульсар
Замагниченная вращающаяся нейтронная звезда, от которой исходит пучок излучений (радиоволны и иногда свет и рентгеновские лучи). При вращении звезды этот пучок излучения крутится вместе со звездой, как луч вращающегося прожектора; всякий раз, когда он попадает на Землю, астрономы регистрируют импульс излучения.
пульсации
Колебания объекта, например, черной дыры, звезды или колокола,
пьезо-электрический кристалл
Кристалл, который индуцирует напряжение при сжатии или растяжении,
радиоастроном
Астроном, изучающий Вселенную с помощью радиоволн,
радиоволны
Электромагнитные волны относительно низких частот, используемые людьми для передачи радиосигналов, а в астрономии — для изучения удаленных астрономических объектов; см. рис. П.2.
радиогалактика
Галактика, интенсивно излучающая в радиодиапазонах,
радиоинтерферометр
Система нескольких радиотелескопов, связанных вместе и работающих как один большой радиотелескоп.
радиоисточник
Любой астрономический объект, излучающий радиоволны,
радиотелескоп
Телескоп, наблюдающий Вселенную в радиодиапазонах,
расщепитель пучка
Устройство, используемое для расщепления светового пучка на две части, идущие в различных направлениях, и для объединения двух световых пучков, которые приходят с различных направлений.
рентгеновское излучение (Х-лучи)
Электромагнитные волны с промежуточными длинами волн между ультрафиолетовым и гамма-излучением; см. рис. П.2.
сверхтпроводник
Вещество, проводящее электрический ток без всякого сопротивления,
сверхмассивная звезда
Гипотетическая звезда с массой 10 тысяч масс Солнца или более.
Сверхновая
Гигантский взрыв умирающей звезды. Взрыв внешних слоев звезды происходит за счет энергии, освобождающейся при коллапсе внутреннего ядра и образовании нейтронной звезды.
свет
Электромагнитные волны, видимые человеческим глазом; см. рис. П.2,
свободно падающий объект
Объект, на который не действуют никакие силы, кроме гравитации,
свободная частица
Частица, на которую не действуют никакие силы; т. е. частица, которая движется только под действием своей собственной инерции. В присутствии гравитации: частица, на которую не действуют никакие силы, за исключением гравитации.
силовые линии магнитного поля
Линии, которые указывают направление магнитного поля (т. е. направление, на которое показывала бы стрелка компаса, помещенная в магнитном поле). Эти линии вокруг магнитного стержня можно проявить, расположив над ним лист бумаги с насыпанными на него железными опилками.
силовые линии электрического поля
Линии, указывающие направление силы, которую оказывает электрическое поле на заряженные частицы. Электрический аналог магнитных силовых линий.
силы поверхностной гравитации
Интенсивность гравитационного поля, которую измерил бы наблюдатель, находящийся в покое над горизонтом событий черной дыры (более точно: интенсивность гравитационного поля, умноженная на величину гравитационного замедления времени в точке расположения наблюдателя).
сингулярность
Область пространства-времени, в которой его кривизна становится такой сильной, что нарушаются законы ОТО и вступают в действие законы квантовой гравитации. При попытке описать сингулярность только в рамках ОТО мы приходим к неверному выводу, что приливные силы гравитации и кривизна пространства-времени становятся в этой точке бесконечно большими. Квантовая гравитация, по-видимому, позволяет избавиться от этих бесконечностей благодаря введению понятия квантовой пены.
синтез, ядерный
Слияние двух маленьких атомных ядер с образованием одного большого ядра. Синтез ядер атомов водорода, дейтерия и трития с образованием ядер атомов гелия — основной источник энергии Солнца и водородных бомб.
синхротронное излучение
Электромагнитные волны, излучаемые электронами, движущимися с большими скоростями по спирали вокруг магнитных силовых линий.
Сириус В
Белый карлик — компонент звезды Сириус,
система отсчета
Воображаемая лаборатория для проведения физических измерений, которая движется во Вселенной специальным образом.
скорость убегания
Скорость, с которой следует запустить объект с поверхности гравитирующего тела для того, чтобы он преодолел гравитационное притяжение этого тела.
событие
Точка в пространстве-времени; местоположение в пространстве в определенный момент времени. То, что происходит в некоторой точке пространства-времени, например, взрыв петарды.
сокращение длины
Уменьшение длины объекта в результате его движения мимо наблюдателя, измеряющего эту длину. Сокращение происходит только вдоль направления движения.
сопротивление сжатию, или просто сопротивление
Также адиабатический показатель. Рост давления внутри вещества в процентном отношении при увеличении плотности на 1 %.
сохранения закон
Любой физический закон, утверждающий неизменность какого-либо количества. Примерами являются законы сохранения массы и энергии.
специальная теория относительности (СТО)
Законы физики Эйнштейна в отсутствие гравитации.
спектральные линии
Резкие особенности в спектре излучения какого-либо источника. Эти особенности возникают вследствие сильного излучения или поглощения атомов или молекул на отдельных длинах волн.
спектрограф
Усложненная версия призмы для разделения разных цветов (длин волн) света и измерения его спектра.
спектр
Диапазон длин волн или частот электромагнитных волн, начиная радиоволнами низкой частоты, включая видимый диапазон, до гамма-лучей высокой частоты; см. рис. П.2 в Прологе. Также картина распределения света в зависимости от частоты (или длины волны), полученная после прохождения света через призму.
стандартный квантовый предел
Предел, в соответствии с принципом неопределенностей, точности измерений определенных величин с помощью стандартных методов. Этот предел можно преодолеть, используя квантово-неразрушающие методы измерения.
стробоскопическое измерение
Определенный тип квантово-неразрушающих методов измерений, при которых осуществляется последовательность очень быстрых измерений колеблющегося стержня, причем каждое последовательное измерение проводится спустя промежуток времени, равный одному периоду колебаний после предыдущего.
структура звезды
Детальная картина изменения давления, плотности, температуры и сил гравитации внутри звезды при удалении от ее центра к поверхности.
струя (джет)
Струя газа, уносящая энергию из центрального источника радиогалактики или квазара в удаленную область, излучающую радиоволны.
схлопывание (коллапс)
Сжатие звезды, вызванное собственными силами ее гравитации, происходящее с большой скоростью.
темная звезда
Этот термин использовался для обозначения черной дыры в конце XVIII и начале XIX столетия.
тепловое давление
Давление, возникающее вследствие тепловых, случайных движений атомов, молекул, электронов и/или других частиц.
термодинамика
Ряд физических законов, управляющих случайным, статистическим поведением большого количества атомов и молекул, включая их тепловые движения.
термоядерная бомба
Водородная бомба, принцип действия которой основан на реакции термоядерного синтеза, в результате ее взрыва выделяется чрезвычайно большое количество энергии.
термоядерные реакции
Ядерные реакции слияния ядер, индуцированные сильным нагреванием,
топология
Область математики, рассматривающая качественные связи объектов друг с другом. Например, существенно разными объектами в топологии являются сфера (у которой нет дырки) и пончик (с одной дыркой).
точность (о выводе)
Высокая степень точности и надежности (применяется к математическим расчетам и рассуждениям).
тритий
Атомные ядра, состоящие из одного протона и двух нейтронов, связанных друг с другом ядерной силой.
туманность
Облако ярко светящегося газа в межзвездном пространстве. До 1930-х годов за туманности ошибочно принимались многие галактики.
угловой момент
Мера количества вращения тела. В этой книге вместо «углового момента» используется слово «вращение».
ультрафиолетовое излучение
Электромагнитное излучение с длинами волн короче света; см. рис. П.2,
уравнение состояния
Вид зависимости давления вещества (или его сопротивления сжатию) от плотности.
уран-235
Особый тип ядра урана, содержащего 235 нуклонов (92 протона и 143 нейтрона).
усиленная атомная бомба
Атомная бомба, взрывная сила которой увеличена одним или более слоями атомных зарядов.
ускоренный наблюдатель
Наблюдатель, который не находится в свободном падении,
устье червоточины
Вход в червоточину. Такой вход существует на обоих ее концах.
фотон
Частица света или любого другого типа электромагнитного излучения (радио, микроволнового, инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучения); частица, которая в соответствии с корпускулярно-волновым дуализмом ассоциируется с электромагнитными волнами.
фронт ударной волны
Область в струе газа, где плотность и температура газа испытывают внезапный большой скачок.
функция
Математическая зависимость, которая показывает, как одна величина, например, длина окружности горизонта событий черной дыры, зависит от другой величины, например, массы черной дыры; в нашем примере функция есть C=4?GM/c2, где С — длина окружности, М — масса, G — постоянная всемирного тяготения, с — скорость света.
холодное, мертвое вещество
Холодное вещество, в котором все ядерные реакции завершены,
цепная реакция
Последовательность расщепления атомных ядер, в которой нейтроны, появившиеся в результате расщепления одного ядра, вызывают расщепление других ядер.
Чандрасекара предел
Максимальная масса, которую может иметь белый карлик,
частица
Крошечный объект; один из «кирпичиков» материи (например, электрон, протон, фотон или гравитон).
частота
Скорость колебаний волны, т. е. число циклов колебаний в секунду,
червоточина (кротовая нора)
«Туннель» в топологии пространства, соединяющий две далеко отстоящие друг от друга точки в нашей Вселенной.
черная дыра
Объект, возникший при схлопывании звезды, который может поглотить все, но из которого ничто никогда не может выйти наружу.
чувствительность
Самый слабый сигнал, который еще можно измерить тем или иным устройством. Способность устройства принимать сигналы.
Шварцшильда геометрия
Геометрия пространства-времени вокруг и внутри сферической, невращающейся черной дыры.
Шварцшильда сингулярность
Фраза, служившая в 1916–1958 гг. для описания черной дыры.
ширина полосы
Диапазон частот, в котором инструмент может обнаружить волну, экзотическое вещество
Вещество, имеющее отрицательную среднюю плотность энергии с точки зрения наблюдателя, который движется сквозь него почти со скоростью света.
электрический заряд
Свойство частицы или вещества, которое позволяет им порождать электрические силы и чувствовать их.
электрическое поле
Поле, создаваемое электрическим зарядом и действующее на другие электрические заряды.
электромагнитные волны
Распространяющиеся в пространстве электромагнитные поля. В зависимости от длины волны они включают радиоволны, микроволновое излучение, инфракрасное излучение, обычный свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское и гамма-излучение.
электрон
Фундаментальная частица вещества с отрицательным электрическим зарядом, находящаяся во внешних областях атома.
электронное вырождение
Поведение электронов при высоких плотностях, характеризующееся их хаотическими движениями с высокими скоростями. Вырождение является следствием квантово-механического дуализма, когда каждая частица имеет также свойства волны.
элементарная частица
Частица вещества или антивещества меньшая атома. К элементарным частицам относятся электроны, протоны, нейтроны, позитроны, антипротоны и антинейтроны.
эквивалентности принцип
Принцип, согласно которому все законы физики в местной инерциальной системе отсчета в присутствии гравитации принимают ту же форму, что и в инерциальной системе отсчета в отсутствие гравитации.
энтропия
Мера случайности большого ансамбля атомов, молекул или других частиц; равна логарифму количества способов, с помощью которых можно распределить эти частицы, не меняя их макроскопических свойств.
эфир
Гипотетическая среда, которая (в соответствии с воззрениями XIX века) колеблется при прохождении электромагнитных волн, по сути создавая эти волны. Считалось, что эфир находится в покое в абсолютном пространстве.
ядерная сила
Называется также «сильным взаимодействием». Сила, действующая между протонами, нейтронами, протонами и нейтронами, которая удерживает атомные ядра. Если частицы находятся достаточно далеко друг от друга, ядерная сила притягивает; когда они приближаются, она начинает их расталкивать. Ядерная сила ответственна за большую часть давления в центральной области нейтронной звезды.
ядерная реакция
Слияние нескольких атомных ядер с образованием одного большого ядра (синтез) или разрыв большого ядра с образованием нескольких маленьких (расщепление, или деление).
ядерное горение
Реакции ядерного синтеза, поддерживающие светимость звезд и вызывающие взрыв водородной бомбы.
ядерный реактор
Устройство, в котором используется цепная реакция ядерного деления для производства энергии, плутония и в некоторых случаях — электричества.
ядро, атомное
Плотная сердцевина атома. Атомные ядра имеют положительный электрический заряд, состоят из нейтронов и протонов и удерживаются вместе ядерными силами.
Cyg А
Лебедь А; радиогалактика, которая похожа на две сталкивающиеся галактики, но не является ими. Первая надежно отождествленная радио-галакгика.
Cyg Х-1
Лебедь Х-1; массивный объект в нашей галактике, который, возможно, является черной дырой. Падающий на него горячий газ вызывает рентгеновское излучение, наблюдаемое на Земле.
LIGO
Лазерная Интерферометрическая Гравитационно-волновая Обсерватория. NSF (Национальный научный фонд)
Правительственное агентство в США, которое занимается поддержкой основных научных исследований.
Sco Х-1
Скорпион Х-1, самая яркая рентгеновская звезда на небе.