Стивен Вайнберг - Первые три минуты

Спин.Фундаментальное свойство элементарных частиц, описывающее состояние вращения частицы. Согласно законам квантовой механики спин может принимать только некоторые определенные значения, равные целому или полуцелому числу, умноженному на постоянную Планка.

Средний свободный пробег. Среднее расстояние, проходимое данной частицей между столкновениями со средой, в которой она движется. Среднее свободное время есть среднее время между столкновениями.

Теория стационарного состояния. Космологическая теория, развивавшаяся Бонди, Голдом и Хойлом, в которой средние свойства Вселенной никогда не меняются со временем; согласно этой теории, чтобы плотность удерживалась постоянной в процессе расширения Вселенной, должна непрерывно порождаться новая материя.

Тепловое равновесие. Такое состояние, когда скорости, с которыми частицы попадают в любой заданный интервал скоростей, спинов и т. п., в точности уравновешиваются скоростями, с которыми они покидают этот интервал. Любая физическая система, не возмущаемая достаточно долгое время, достигает в конце концов состояния теплового равновесия.

Типичные галактики. Это понятие используется в данной книге для обозначения галактик, не имеющих никаких необычных скоростей и поэтому движущихся только вместе с общим движением вещества, порожденным расширением Вселенной. Тот же смысл придается терминам типичная частица и типичный наблюдатель .

Тритий.Нестабильный тяжелый изотоп водорода 3Н. Ядро трития состоит из протона и двух нейтронов.

Туманности.Удаленные астрономические объекты, имеющие вид облаков. Некоторые туманности являются галактиками, другие на самом деле представляют собой облака пыли и газа внутри нашей Галактики.

Туманность Андромеды. Большая галактика, ближайшая к нашей. Спиральная, с массой, приблизительно равной 3 × 10 11солнечных масс. В каталоге Мессье имеет номер М 31, в «Новом общем каталоге» — номер NGC 224.

Ультрафиолетовое излучение. Электромагнитные волны с длинами в интервале от 10 до 2000 ангстрем (от 10 -7до 2 × 10 -5см), промежуточные между видимым светом и рентгеновским излучением.

Фазовый переход. Резкий переход системы из одной конфигурации в другую обычно с изменением симметрии. Примерами могут служить плавление, кипение и переход от обычной проводимости к сверхпроводимости.

Фотон. В квантовой теории излучения частица, связанная со световой волной. Обозначается γ .

Характерное время расширения. Величина, обратная постоянной Хаббла. Грубо, в 100 раз больше того времени, за которое Вселенная расширится на 1 процент.

Цефеиды. Яркие переменные звезды с хорошо установленным соотношением между абсолютной светимостью, периодом изменения и цветом. Названы по звезде δ Цефея в созвездии Цефея. Используются как индикаторы расстояния до относительно близких галактик.

Циан. Химическое соединение CN, образованное из углерода и азота. Найдено в межзвездном пространстве по поглощению видимого света.

Частота. Быстрота, с которой состояние волны любого сорта изменяется в данной точке. Равна скорости волны, деленной на длину волны. Измеряется в циклах в секунду или в герцах.

Электрон. Легчайшая из массивных элементарных частиц. Все химические свойства атомов и молекул определяются электрическим взаимодействием электронов друг с другом и с атомными ядрами.

Электронвольт. Принятая в атомной физике единица энергии, равная энергии, приобретаемой электроном при прохождении разности потенциалов в один вольт. Равен 1,60219 × 10 -12эрг.

Энергия покоя. Энергия частицы в состоянии покоя, которая выделилась бы, если бы вся масса частицы смогла аннигилировать. Дается формулой Эйнштейна Е = mс 2 .

Энтропия. Фундаментальная величина статистической механики, связанная со степенью беспорядка в физической системе. Энтропия сохраняется в любом процессе, в котором непрерывно поддерживается тепловое равновесие. Второе начало термодинамики утверждает, что полная энтропия в любой реакции никогда не уменьшается.

Эрг. Единица энергии в системе единиц сантиметр-грамм-секунда (СГС). Кинетическая энергия массы один грамм, движущейся со скоростью один сантиметр в секунду, равна половине эрга.

Ядерная демократия. Доктрина, согласно которой все адроны в равной степени фундаментальны.

Ядерные частицы. Частицы, протоны и нейтроны, обнаруженные в ядрах обычных атомов. Обычно сокращенно называются нуклонами.

Эти замечания предназначены для тех читателей, которые хотят познакомиться с кое-какой математикой, на которой базируется нематематическое изложение в основной части этой книги. Для того чтобы уследить за ходом обсуждений в большей части книги, совершенно не обязательно изучать эти замечания.

Предположим, что гребни волн покидают световой источник в регулярные моменты времени, разделенные периодом Т . Если источник движется от наблюдателя со скоростью v , тогда за время между испусканием двух последовательных гребней источник проходит расстояние vT . Это увеличивает время, необходимое на то, чтобы гребень волны дошел от источника до наблюдателя, на величину vT/c , где с — скорость света. Отсюда время, прошедшее между появлением двух последовательных волновых гребней в точке наблюдения, равно

длина волны света после испускания [57] С точки зрения наблюдателя, движущегося с источником. — Прим. ред.

длина волны света в момент приема

Поэтому отношение этих длин волн

Эти же аргументы применимы и тогда, когда источник приближается к наблюдателю, с той разницей, что v заменяется на — v . (Подобные рассуждения применимы не только к световым волнам, но и к любому типу волнового сигнала.)