Олег Фейгин - Взрыв мироздания

Темная материя и энергия – материя и энергия в галактиках, их скоплениях и, возможно, между скоплениями, которые невозможно наблюдать непосредственно, но они могут быть обнаружены по гравитационному притяжению, составляя до 90 % массы Вселенной. Темная энергия пока еще является гипотетической формой некоего поля, оказывающего отрицательное гравитационное давление и равномерно заполняющего всю Метагалактику. Согласно теории относительности, гравитация зависит не только от массы, но и от давления, причем отрицательное давление должно порождать антигравитационное отталкивание.

Это в общем соответствует недавно обнаруженному ускоренному расширению Вселенной, где такая сила действует в метагалактических масштабах. Темная энергия также должна составлять значительную часть скрытой массы Метагалактики. Существует несколько вариантов объяснения сущности темной энергии, среди которых выделяются два. По одному темная энергия связана с космологической константой Эйнштейна, как неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство. По второму темная энергия есть некая «квинтэссенция» в виде динамического поля, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени.

Теория струн – физическая теория, в которой частицы описываются как колебания некоторых сверхмикроскопических «струн». Струны имеют длину, но не обладают другими измерениями.

Термоядерный синтез – реакция слияния легких атомных ядер в более тяжелые ядра, происходящая при сверхвысокой температуре и сопровождающаяся выделением огромных количеств энергии. Ядерный синтез – это реакция, обратная делению атомов: в последней энергия выделяется за счет расщепления тяжелых ядер на более легкие. Энерговыделение при ядерном синтезе обусловлено действующими внутри ядра чрезвычайно интенсивными силами притяжения; эти силы удерживают вместе входящие в состав ядра протоны и нейтроны. Они очень интенсивны на внутриядерных расстояниях и чрезвычайно быстро ослабевают с увеличением расстояния. Помимо этих сил положительно заряженные протоны создают электростатические силы отталкивания. Радиус действия электростатических сил гораздо больше, чем у ядерных, поэтому они начинают преобладать, когда ядра удалены друг от друга.

В нормальных условиях кинетическая энергия ядер легких атомов слишком мала для того, чтобы, преодолев электростатическое отталкивание, они могли сблизиться и вступить в ядерную реакцию. Однако отталкивание можно преодолеть сильным внешним воздействием, например сталкивая ядра, обладающие высокой относительной скоростью. Согласно современным астрофизическим представлениям, основным источником энергии Солнца и других звезд является происходящий в их недрах термоядерный синтез, однако существуют серьезные сомнения в том, что он протекает так же, как в земных условиях при взрыве водородной бомбы. Термоядерный синтез сопровождается колоссальным энерговыделением на единицу массы реагирующих веществ в десятки миллионов раз большим, чем в химических реакциях.

Ускоритель элементарных частиц – установка, способная ускорять движущиеся заряженные частицы, передавая им энергию при помощи электромагнитов. Существует несколько типов ускорителей, например: синхрофазотроны, циклотроны, бетатроны, коллайдеры.

Фотон – световой квант электромагнитного излучения.

Черная дыра (гравитационный коллапсар, застывшая/замерзшая звезда) – область пространства, в которой гравитационное притяжение настолько сильно, что ни вещество, ни излучение не могут эту область покинуть. Для находящихся там тел вторая космическая скорость (скорость убегания) должна была бы превышать скорость света, что невозможно, поскольку ни вещество, ни излучение не могут двигаться быстрее света. Поэтому из черной дыры ничто не может вылететь. Границу области, за которую не выходит свет, называют горизонтом событий, или просто горизонтом черной дыры. Чтобы поле тяготения смогло запереть излучение, создающая это поле, масса должна сжаться до объема меньше гравитационного радиуса. Значение этого радиуса чрезвычайно мало по сравнению с обычными размерами небесных тел.

Можно определить черную дыру как область пространства – времени, из которой невозможно никакое сообщение с внешней по отношению к ней Вселенной. Черные дыры представляют собой универсальные объекты, то есть их свойства не зависят от свойств вещества, из которого они образованы. При любом химическом составе вещества исходной звезды свойства черной дыры будут одними и теми же, подчиняясь только законам теории гравитации. Расчеты показывают, что тела астрономического масштаба (например, массивные звезды) после истощения в них термоядерного топлива могут под действием собственного тяготения сжиматься до размера своего гравитационного радиуса. Астрономы нашли многие сотни кандидатов в черные дыры с массами от единиц до миллиардов солнечных масс, однако их изучение затруднено огромными расстояниями от Земли.