Борис Кригер - Неопределенная Вселенная

Нуклеосинтез в астрофизике – процесс синтеза ядер химических элементов тяжелее водорода. В процессе первичного нуклеосинтеза образуются элементы не тяжелее лития, стандартная модель Большого Взрыва предсказывает следующее соотношение элементов: водород – 75%, гелий – 25%, что хорошо согласуется с экспериментальными данными. Синтез более тяжелых ядер происходит в звездах. Легкие ядра (до углерода включительно) могут синтезироваться в недрах относительно немассивных звезд. Ядра до железа синтезируются путем слияния более легких ядер в недрах массивных звезд, синтез тяжелых и сверхтяжелых ядер идет путем нейтронного захвата в предсверхновых звездах и при взрывах сверхновых. Экспериментальным подтверждением этого факта служит низкое содержание тяжелых элементов в старых звездах, образовавшихся на ранних стадиях эволюции Вселенной из материи, образовавшейся в ходе первичного нуклеосинтеза.

Крупномасштабная структура Вселенной в космологии – структура распределения материи на самых больших наблюдаемых масштабах. По современным представлениям, вселенная представляет собой совокупность довольно плоских «листов», разделенных областями, в которых практически нет светящейся материи. Эти области (пустоты, англ. voids) имеют размер порядка сотни мегапарсек. Первым наблюдаемым листом стала Великая Стена, находящаяся в 200 млн световых лет и имеющая размер около 500 млн световых лет и толщину всего 15 млн световых лет.

Модель Фридмана – Леметра – Робертсона – Уокера – одна из космологических моделей, удовлетворяющих полевым уравнениям общей теории относительности, первая из нестационарных моделей Вселенной. Предложена Александром Фридманом в 1922 г. Модель Фридмана описывает однородную изотропную вселенную с веществом, обладающую положительной, нулевой или отрицательной постоянной кривизной. Независимо от Фридмана описываемую модель позднее разрабатывали Леметр (1927), Робертсон и Уокер (1935), поэтому решение полевых уравнений Эйнштейна, описывающее однородную изотропную вселенную с постоянной кривизной, называют моделью Фридмана – Леметра – Робертсона – Уокера.

Реликтовое излучение (или космическое микроволновое фоновое излучение от англ. cosmic microwave background radiation) – космическое электромагнитное излучение с высокой степенью изотропности и со спектром, характерным для абсолютно черного тела с температурой 2,725 К. Считается, что реликтовое излучение сохранилось с начальных этапов существования Вселенной и равномерно ее заполняет. Экспериментально его существование было подтверждено в 1965 г. Наряду с космологическим красным смещением реликтовое излучение рассматривается как одно из главных подтверждений теории Большого взрыва.

Изотропия (изотропность) (от греч. isos – равный и tropos – направление) – одинаковость во всех направлениях, инвариантность, симметрия по отношению к выбору направления (в противоположность анизотропии).

Гомогенная система – система, состав и свойства которой во всех частях одинаковы.

В теории относительности доплеровское красное смещение рассматривается как совместный результат движения источника относительно приемника (обычный эффект Доплера) и замедления течения времени в движущейся системе отсчета (поперечный эффект Доплера, эффект специальной теории относительности). Следует отметить, что в космологии красное смещение интерпретируется не как результат действительного существования скорости удаленной галактики относительно наблюдателя (галактики в среднем неподвижны в сопутствующей системе отсчета, если не считать случайных, так называемых пекулярных скоростей), но как результат космологического расширения Вселенной.

Инфляционная модель Вселенной – гипотеза о физическом состоянии и законе расширения Вселенной на ранней стадии Большого взрыва (при температуре выше 10 в 28 степени градусов K), предполагающая период ускоренного по сравнению со стандартной моделью горячей Вселенной расширения. Предложена в 1981 г. Аланом Гутом и Андреем Линде.

Темная энергия – в космологии гипотетическая форма энергии, имеющая отрицательное давление и равномерно заполняющая всё пространство Вселенной. Согласно общей теории относительности, гравитация зависит не только от массы, но и от давления, причем отрицательное давление должно порождать отталкивание, антигравитацию. Согласно последним данным, обнаружившим ускоренное расширение Вселенной, такая сила должна действовать в космологических масштабах. Темная энергия также должна составлять значительную часть так называемой скрытой массы Вселенной. Существует два варианта объяснения сущности темной энергии: темная энергия есть космологическая константа – неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство; темная энергия есть некая квинтэссенция – динамическое поле, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени. Окончательный выбор между двумя вариантами требует высокоточных измерений скорости расширения Вселенной, чтобы понять, как эта скорость изменяется со временем. Темпы расширения Вселенной описываются космологическим уравнением состояния. Разрешение уравнения состояния для темной энергии является одной из самых насущных задач современной наблюдательной космологии.