Олег Фейгин - Принцип апокалипсиса: сценарии конца света

Абсолютный ноль – самая низкая возможная температура, при которой вещество не содержит тепловой энергии.

Аккреция – падение рассеянного вещества на поверхность космического тела под действием ее притяжения. Например, притяжение звезды может вызвать аккрецию межзвездного вещества или газа из верхних слоев атмосферы соседней звезды из двойной системы. У нормальных звезд аккреции межзвездного вещества обычно препятствует их излучение. Но у компактных белых карликов, нейтронных и застывших звезд коллапсаров препятствий для аккреции почти нет, и она происходит очень активно. На массивные черные дыры в ядрах галактик происходит аккреция межзвездного газа, вещества разрушенных звезд и, вероятно, даже целых звезд, если плотность их вещества достаточно высока. Как правило, при аккреции значительная доля гравитационной энергии падающего вещества выделяется в виде излучения при ударе о поверхность звезды или в результате взаимного трения в аккреционном диске.

Антиматерия – материя, состоящая из античастиц. Ядра атомов антивещества состоят из антинуклонов, а внешняя оболочка – из позитронов. Возможность существования антивещества следует из полной симметричности законов природы относительно ядерного взаимодействия между антинуклонами и нуклонами, что обеспечивает существование антиядер. Антиядра обладают массой и энергетическим спектром такими же, как у ядер, состоящих из соответствующих нуклонов. Электромагнитное взаимодействие позитронов и ядер антивещества должно приводить к образованию атомов антивещества, причем атомы антивещества и вещества должны иметь идентичную структуру. Столкновение объекта, состоящего из вещества, с объектом из антивещества приводит к аннигиляции входящих в их состав частиц и античастиц. Аннигиляция медленных электронов и позитронов ведет к образованию гамма-квантов, а аннигиляция медленных нуклонов и антинуклонов – к образованию нескольких мезонов. В природе атомы антивещества пока не обнаружены.

Античастица – каждому типу частиц соответствуют свои античастицы, характеризуемые противоположными зарядами. Когда частица сталкивается с античастицей, они аннигилируют, оставляя только энергию.

Атом (от греч. « неделимый ») – наименьшая возможная частица любого из простейших химических веществ, называемых элементами. Понятие атома, как и само слово, – древнегреческого происхождения, но только в XX в. истинность атомной гипотезы была твердо установлена. Основная идея, остававшаяся привлекательной для научного и поэтического воображения во все века, состоит в том, что за непрерывными изменениями наблюдаемого мира кроется некий неизменный мир. Этот мир прост, ибо каждый из атомов в точности тождествен всем остальным атомам того же рода, обладает сравнительно простой структурой и существовал от начала времен. Эти идеи с некоторыми оговорками можно рассматривать как концентрированное выражение самой сути даже абстрактной и изощренной современной теории. Подобно самим атомам, они являются наиболее стойкими из всех идей античной науки. Атом состоит из крошечного ядра (сложенного из протонов и нейтронов), окруженного обращающимися вокруг него электронами.

Атоллное ядро – центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса и структура которого определяет химический элемент, к которому относится атом. Размеры ядер различных атомов составляют от одного фемтометра, что в 100 тысяч раз меньше размеров самого атома. Масса ядер примерно в 4000 раз больше массы входящих в атом электронов и сильно зависит от количества входящих в него частиц и энергии их связи. Атомные ядра изучает ядерная физика. Атомное ядро состоит из нуклонов – положительно заряженных протонов – и нейтральных нейтронов, которые связаны между собой при помощи внутриядерного сильного взаимодействия. Атомное ядро, рассматриваемое как класс частиц с определенным числом протонов и нейтронов, часто называется нуклидом. Количество протонов в ядре называется его зарядовым числом Z – это число равно порядковому номеру элемента, к которому относится атом в таблице Менделеева. Количество протонов в ядре полностью определяет структуру электронной оболочки нейтрального атома и, таким образом, химические свойства соответствующего элемента. Количество нейтронов в ядре называется его изотопическим числом N. Ядра с одинаковым числом протонов и разным числом нейтронов называются изотопами. Ядра с одинаковым числом нейтронов, но разным числом протонов называются изотонами. Термины изотоп и изотон используются также применительно к атомам, содержащим указанные ядра, а также для характеристики нехимических разновидностей одного химического элемента. Полное количество нуклонов в ядре называется его массовым числом А (очевидно А = N + Z) и приблизительно равно средней массе атома, указанной в таблице Менделеева. Как и любая квантовая система, ядра могут находиться в метастабильном возбужденном состоянии, причем в отдельных случаях время жизни такого состояния исчисляется годами. Такие возбужденные состояния ядер называются ядерными изомерами.

Большой взрыв – космологический сценарий, по которому все вещество Вселенной в самом начале находилось в точке сингулярности микроскопических размеров со сверхвысокой плотностью и температурой. Известные физические законы начали действовать, начиная с размеров атомного ядра. В первую секунду образовались фундаментальные частицы вещества: кварки, антикварки и фотоны электромагнитного излучения. Затем из них образовались протоны, антипротоны и нейтроны. Между частицами и античастицами началась аннигиляция, заполнив Вселенную излучением. К исходу первой секунды температура упала до десяти миллиардов градусов, образовались другие элементарные частицы, и обычное вещество окончательно стало преобладать над антиматерией. К третьей минуте из четверти всех протонов и нейтронов образовались ядра гелия. Через несколько сотен тысяч лет расширяющаяся Вселенная остыла настолько, что ядра гелия и протоны смогли удерживать возле себя электроны, образуя атомы водорода и гелия. Вселенная наполнилась микроволновым излучением, которое сейчас фиксируется как реликтовое с температурой 3 К. Это излучение служит главным аргументом теории Большого взрыва.

Большой разрыв – гипотеза о судьбе Вселенной, предсказывающая развал (разрыв) всей материи за конечное время. Справедливость этой гипотезы сильно зависит от природы темной энергии, а именно от отношения давления темной энергии к ее плотности. Если оно меньше -1, то Вселенная будет ускоренно расширяться, и величина масштабного фактора станет равной бесконечности за конечное время. Если гипотеза Большого разрыва верна, то, по мере увеличения скорости расширения, расстояние до горизонта событий, т. е. той части Вселенной, которая удаляется от наблюдателя со скоростью света, будет уменьшаться. Все, что находится за горизонтом, недоступно наблюдению, поэтому объекты, расположенные в центре наблюдаемой вселенной, не взаимодействуют ни с чем, находящимся за горизонтом. Если размер горизонта событий становится меньше размеров какого-либо объекта, то между частями этого объекта невозможны никакие взаимодействия – ни гравитационное, ни электромагнитное, ни сильное или слабое.