Книга: Как работает Вселенная: Введение в современную космологию

Сноски из книги

<<< Назад
Вперед >>>
----
· #1

Русский перевод опубликован под названием «Вопросы космологии и общая теория относительности» в книге: Эйнштейн А. Собрание сочинений в 4-х т. Т. 1. – М.: Наука, 1965. С. 601–612.

· #2

В гидродинамике газы часто тоже называют жидкостями.

· #3

Прецессией перигелия называется весьма медленное вращение гелиоцентрической орбиты (орбиты вокруг Солнца) в ее плоскости.

· #4

Перигелий – точка гелиоцентрической орбиты, которая ближе всего к Солнцу.

· #5

Пульсар – сильно намагниченная вращающаяся нейтронная звезда, которая испускает пучок электромагнитного излучения в направлении, которое вращается вместе со звездой. Испущенное излучение может наблюдаться только тогда, когда луч направлен в сторону Земли и, таким образом, регистрируется в виде серии импульсов.

· #6

Красное смещение возникает при увеличении длины волны. Противоположный эффект называется синим смещением. Названия происходят от того, что красный свет имеет более длинные волны, чем синий свет, хотя оба термина применяются к любой области частот электромагнитного излучения, не обязательно видимого света.

· #7

Гравитационный потенциал – это потенциальная энергия компактного тела в гравитационном поле в пересчете на единицу его массы. Именно эта величина определяет скорость течения времени в слабых гравитационных полях.

· #8

Основное состояние – состояние атома с минимальной энергией. Любое другое состояние, отличное от основного, называется возбужденным.

· #9

Этому препятствует энергия отдачи атома, излучающего фотон, но в эксперименте она отсутствовала из-за использования открытого незадолго перед этими опытами эффекта Месбауэра.

· #10

Эффект Доплера – сдвиг частоты периодических сигналов, вызванный движением источника или приемника или их обоих и конечностью скорости распространения сигнала. Вопреки распространенному мнению это относится не только к волнам, но и к любым периодическим сигналам. Когда источник и приемник движутся по направлению друг к другу, частота, регистрируемая приемником, увеличивается, а когда они удаляются друг от друга, уменьшается.

· #11

Барицентром называется общий центр масс гравитационно связанной системы.

· #12

Аккреционным диском называется область вокруг звезды, черной дыры или другого массивного объекта, заполненная падающим вращающимся вокруг них веществом. Из-за гравитации эта материя разогревается и начинает излучать. Аккреционные диски черных дыр излучают рентгеновские лучи. Черную дыру, не имеющую аккреционного диска, невозможно увидеть в телескоп. Поэтому наблюдения явлений, связанных с этим диском, косвенно подтверждают и существование черных дыр.

· #13

Строго говоря, сила натяжения веревки представляет собой сложную комбинацию электромагнитных и сильных сил. Тем не менее объяснение этого увело бы нас в глубь квантовой механики, поэтому мы просим читателя принять это как данность.

· #14

Слабое взаимодействие является одним из четырех фундаментальных взаимодействий (помимо электромагнитного, гравитационного и сильного), которое работает на субатомных масштабах и отвечает за радиоактивный распад. В настоящее время рассматривается вместе с электромагнитным взаимодействием как часть более общего электрослабого взаимодействия.

· #15

Сильное взаимодействие отвечает за удержание частиц атомных ядер вместе. Оно действует на очень малых масштабах около 10–15 м на элементарные частицы, называемые адронами, состоящие из кварков.

· #16

К сожалению, в наши дни довольно трудно найти подлинный покой.

· #17

Тангенциальное направление является направлением в плоскости вращения, перпендикулярным радиусу. При применении к орбитальному движению это направление полета или противоположное (ретроградное).

· #18

По этой же причине отвес, висящий возле стенки, будет слегка отклонен по сравнению с отвесом в центре.

· #19

В реальном космическом корабле есть много других сил, действие которых гораздо существенней.

· #20

Это возможно потому, что обе эти силы падают как квадрат расстояния.

· #21

Калибровочный бозон – это элементарная частица, которая действует как носитель любого из фундаментальных взаимодействий. Бозон – элементарная частица с угловым моментом, равным целому числу приведенных постоянных Планка ћ. Любое число таких частиц может находиться в одном и том же квантовом состоянии одновременно. Другая возможность заключается в том, что угловой момент частицы равен полуцелому числу приведенных постоянных Планка, т. е. 1/2 ћ, 3/2 ћ и т. д. Такие частицы называются фермионами, и не более одной такой частицы может одновременно находиться в каком-то определенном квантовом состоянии.

· #22

Адрон – массивная составная элементарная частица, участвующая в сильном взаимодействии. Адроны включают барионы (протоны, нейтроны и более тяжелые частицы, испытывающие ядерные силы) и мезоны, см. сноску 66.

· #23

Нейтрино — очень легкая элементарная частица, которая участвует только в гравитационных и слабых взаимодействиях. Известно три вида нейтрино: электронное нейтрино (?e), мю-нейтрино (??) и тау-нейтрино (??), каждое из которых имеет соответствующее антинейтрино.

· #24

Это значение сильно недооценено, так как сжатый воздух имеет более высокую плотность, поэтому уравнение состояния w = 1 будет выполняться при давлении воздуха, в 1012 раз превышающим плотность. Этого невозможно достичь для воздуха в газообразном состоянии.

· #25

Понятно, что эти соображения не более чем намек, но строгие расчеты в рамках ОТО дают такой же коэффициент.

· #26

Напомним, что слово «галактика» пишется с большой буквы, только когда речь идет о нашей Галактике, которую также называют Млечный Путь, и с маленькой во всех остальных случаях.

· #27

Лучевая или радиальная скорость объекта является проекцией вектора его скорости на луч зрения — линию, соединяющую этот объект и наблюдателя.

· #28

В 2011 г. в средствах массовой информации широко освещалось предположение о том, что закон Хаббла был впервые получен Леметром в 1927 г. и опубликован на французском языке в малоизвестном журнале. При этом Леметр определил постоянную Хаббла. Английский перевод был опубликован в 1931 г. в известном журнале Monthly Notices of Royal Astronomical Society. Но при этом в переводе отсутствовали две страницы, содержащие этот результат. Некоторые историки науки дошли до того, что обвинили Хаббла в плагиате. Их коллеги выступили с противоположными утверждениями. Поскольку в средствах массовой информации была отражена только первая точка зрения, мы считаем справедливым привести обе точки зрения, чтобы читатель мог самостоятельно сделать выводы. Исторически первой появилась работа Вея и Нуссбаумера (http://arxiv.org/abs/1104.3031) о первенстве Леметра. Затем появился препринт Блока (http://arxiv.org/abs/1106.3928) с обвинениями Хаббла в плагиате в этом и других случаях. Именно на основе этого препринта и появились сообщения в средствах массовой информации. Но они были оспорены другими историками науки (http://arxiv.org/abs/1107.0442). Оригинальная статья Хаббла доступна на http://www.pnas.org/content/15/3/168.full.pdf+html.

· #29

Парсек (параллакс-секунда) — широко используемая в астрономии единица измерения расстояния, равная расстоянию, с которого орбита Земли вокруг Солнца видна под углом 1 секунда дуги. Парсек выражается через астрономическую единицу (среднее расстояние между Землей и Солнцем, обозначается а.е.) и связан с другими единицами расстояния следующими соотношениями: 1 пк ? 206,26? 103 а.е. ? 3,26156 св. лет = 30,857?1015 м.

· #30

Умение представить себе пространство с более чем тремя измерениями является чрезвычайно полезным при изучении теории относительности.

· #31

Используемый иногда термин «Большое сжатие» совсем не отражает всего драматизма описываемого конца света. Корректнее перевести английский термин Big Crunch как Большой хруст, но мы добавили в конце мягкий знак из уважения к роману Булгакова «Мастер и Маргарита»:

— Начисто, — крикнул Коровьев, и слезы побежали у него из-под пенсне потоками, — начисто! Я был свидетелем. Верите — раз! Голова — прочь! Правая нога — хрусть, пополам! Левая — хрусть, пополам! Вот до чего эти трамваи доводят! — и, будучи, видимо, не в силах сдержать себя, Коровьев клюнул носом в стену рядом с зеркалом и стал содрогаться в рыданиях.

Далее мы будем употреблять оба термина как равноправные.

· #32

По терминологии математики — задачу Коши.

· #33

См. сноску 68.

· #34

Антропный принцип обсуждается далее в разделе 3.7.

· #35

Строго говоря, правая часть должна содержать a вместо r, но мы используем r, потому что масштабный фактор a не может быть должным образом введен в нерелятивистской космологии, как объяснено в разделе 2.6. Кроме того, их относительное изменение одно и то же: a/a0 = r/r0, поэтому формула (2.23) с r определяет тот же параметр замедления, что и формула с a.

· #36

«Много позже, когда я обсуждал космологические проблемы с Эйнштейном, он заметил, что введение космологического члена было самым большим промахом, который он когда-либо сделал в своей жизни. Но этот промах, отвергнутый Эйнштейном, даже сегодня все еще используется космологами, и космологическая постоянная, обозначаемая греческой буквой ?, поднимает свою гадкую голову снова и снова» (Гамов, 1994. С. 42).

· #37

Фред Хойл был противником идеи о том, что Вселенная имела начало, и термин «Большой взрыв» был первоначально использован в уничижительном контексте.

· #38

Заметим, что кроме стандартной космологической модели Гамов получил и другие результаты, достойные Нобелевской премии, например создал теорию альфа-распада ядер. Трудно сказать, счел ли Нобелевский комитет этот результат недостаточно важным для Нобелевской премии или не захотел ссориться с Советским Союзом, который был бы явно не в восторге, если бы премию вручили невозвращенцу. Любопытно, что теоретически он мог также претендовать и на Нобелевскую премию по физиологии и медицине за объяснение принципов записи информации в ДНК триплетами нуклеотидов.

· #39

Анизотропия — это отсутствие изотропности, т.е. зависимость некоторой величины от направления.

· #40

Температуру реликтового излучения, как и любую другую величину, можно представить в виде суммы изотропной и анизотропной составляющей. Уровень анизотропии представляет собой отношение величины анизотропного компонента к общему значению этой величины.

· #41

Иными словами, его спектр совпадал со спектром теплового излучения абсолютно черного тела с определенной температурой.

· #42

Первоначально он назывался Microwave Anisotropy Probe (MAP); фамилия Вилкинсон была добавлена позже в честь Дэвида Тодда Вилкинсона, который скончался на второй год миссии.

· #43

Флуктуации — это вариации значений некоторого физического параметра в различных точках в пространстве или во времени. В нашем случае имеется в виду различие в измеренной температуры реликта в различных направлениях в небе из-за случайных причин.

· #44

Это далеко не исчерпывающий список экспериментов по изучению реликтового излучения. Более полный их перечень на английском языке размещен на специальном сайте NASA (http://lambda.gsfc.nasa.gov/), посвященном реликтовому излучению, а также в Википедии (http://en.wikipedia.org/wiki/ Cosmic_microwave_background_experiments).

· #45

Естественно, что собратья Г. Проницательного и Б. Питомника, не говоря уже про Амвросия Амбруазовича Выбегалло, не отстают от своих зарубежных коллег, но мы пожалеем читателей и не будем о них писать.

· #46

Первые четыре сферические гармоники обычно называют монополь (l = 0), диполь (l = 1), квадруполь (l = 2) и октуполь (l = 3).

· #47

Додекаэдр — многогранник, имеющих 12 граней в форме правильных пятиугольников.

· #48

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-11960756.

· #49

На сегодняшний день правильнее говорить о полной плотности ? = ?m + ??, где ?? — параметр плотности темной энергии, о которой мы расскажем в главе 5.

· #50

Иными словами, через 5,4?10–44 с. Про планковскую систему единиц см. в разделе 5.2.

· #51

Теория великого объединения — пафосное название теории из физики элементарных частиц, которая пыталась объединить электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия в одно целое.

· #52

Напомним, что в модели Фридмана постоянная Хаббла изменяется со временем.

· #53

Это название дано области, где было излучено наблюдаемое реликтовое излучение.

· #54

Мы не имеем ни малейшего представления о том, какой была метрика Вселенной до инфляции. Тем не менее качественный результат будет справедлив для любого разумного предположения.

· #55

Коэффициент 1026 был определен из условия, что размеры причинно связанной области на момент окончания инфляции были больше, чем область, соответствующая нынешнему космологическому горизонту.

· #56

Скалярное поле — это поле какого-либо параметра, имеющего величину, но не имеющего направления, например температуры или давления.

· #57

Физическую оценку температуры в аду (на английском) можно найти на сайте https://www.lhup.edu/~dsimanek/hell.htm.

· #58

Бельгиец Франсуа Энглер и Питер Хиггс из Великобритании получили Нобелевскую премию по физике 2013 г. «За теоретическое обнаружение механизма, который помогает нам понять происхождение массы субатомных частиц, подтвержденного в последнее время обнаружением предсказанной элементарной частицы в экспериментах ATLAS и CMS на Большом адронном коллайдере в ЦЕРН».

· #59

Уоллес А. Место человека во Вселенной. — СПб, 1904. С. 267–290.

· #60

Barrow, John D.; Tipler, Frank J. (1988). The Anthropic Cosmological Principle. Oxford University Press. P. 23.

· #61

Иными словами, до того как Картер сформулировал идею антропного принципа. Заметим, что Борис Стругацкий был профессиональным астрономом и знал о рассуждениях, лежавших в основе этого принципа.

· #62

http://anthropic-principle.com.

· #63

Поперечное сечение является мерой вероятности прохождения некоторой ядерной реакции. Чем больше поперечное сечение, тем более вероятна реакция.

· #64

Нуклон — собирательное название для частиц, из которых состоят атомные ядра, т.е. протонов и нейтронов.

· #65

В астрономии металлом считается любой элемент тяжелее гелия. Химики шокированы.

· #66

Мезоны — нестабильные субатомные частицы, получаемые в очень высокоэнергетических реакциях. Они играют важную роль в объяснении ядерных сил. Наиболее известный мезон — пион (пи-мезон). Еще две частицы традиционно называются мезонами исключительно из-за своей массы: мюон (мю-мезон) и тау (тау-мезон). Они не имеют ничего общего с ядерными силами и, по сути, являются лептонами с избыточным весом.

· #67

Аннигиляция — реакция между частицей и античастицей, превращающая их обоих в фотоны с чрезвычайно высокой энергией, равной суммарной энергии исходных частиц.

· #68

Четность — это симметрия по отношению к инверсии всех пространственных координат, что эквивалентно зеркальному отражению. Нарушение четности было открыто Янг Чжэньнином и Ли Чжэндао, которые были удостоены за это Нобелевской премии по физике в 1957 г. В 1980 г. Джеймс Кронин и Вал Фитч получили Нобелевскую премию за открытие нарушения CP-инвариантности — преобразования, при котором помимо пространственной инверсии меняется знак всех электрических зарядов. Этот более сложный вариант симметрии называется комбинированной четностью. В настоящее время считается, что должна выполняться СРТ-симметрия, при которой к названным преобразованиям добавляется изменение направления течения времени. Из СРТ-симметрии и нарушения СР-инвариантности следует, что не существует никакой симметрии относительно обращения времени. Некоторые исследователи выдвигают гипотезу о нарушении CPT-инвариантности и связанном с этим явлении, называемом спонтанным бариогенезисом.

· #69

Лептон — это легкая элементарная частица, которая не участвует в сильном взаимодействии. Наиболее известные лептоны — это электрон и различные сорта нейтрино.

· #70

Символ ? астрономы используют для обозначения Солнца.

· #71

Так что надо более 5 т солнечного вещества, чтобы произвести 1 Вт мощности. Если бы наиболее распространенная 60-ваттная лампа накаливания работала с той же эффективностью, ее вес был бы порядка 300 т — столько, сколько весят шесть танков, два тепловоза или нагруженный самолет C-5 Galaxy.

· #72

Доверительный уровень 8? означает, что вероятность того, что нет никакой темной материи и наблюдаемые распределения были вызваны случайными флуктуациями, равна вероятности события, когда Земля столкнется с другой планетой в любой заранее выбранный день (но это предположительно произошло один раз).

· #73

http://chandra.harvard.edu/photo/ 2006/1e0657/1e0657_bullett_anim_lg.mpg.

· #74

Это относится к деталям диаграммы Герцшпрунга — Рассела «цвет – светимость» для звезд.

· #75

Этот шаг довольно сложен, потому что эта проблема часто имеет более чем одно решение (как правило, бесконечное число решений). В математике такие задачи называются обратными задачами, и все они являются некорректными с точки зрения математики. Понятие корректной математической задачи было введено Жаком Адамаром и требует среди прочего однозначности и сходимости решения.

· #76

«Морские термины» здесь употреблены только для создания соответствующей атмосферы, хотя и по делу. Незнакомым с ними людям рекомендуем просто вслушаться в их певучее звучание.

· #77

Навигация в этом мире будет очень сложной, если полагаться только на видимые размеры предметов.

· #78

Большая часть вспышек сверхновых происходит в плоскости диска Галактики и скрыта от нас звездами, пылью и другими объектами, расположенными на пути их света.

· #79

Двойная система состоит из двух гравитационно связанных звезд, обращающихся вокруг их совместного центра масс.

· #80

Следует отметить, что ускоренное расширение не означает увеличения постоянной Хаббла, она все время уменьшается.

· #81

Корреляционная функция (более формально, двухточечная корреляционная функция) характеризует вероятность нахождения двух галактик, разделенных заданным расстоянием.

· #82

?b — параметр плотности барионной материи.

· #83

Доверительной областью называется область в пространстве параметров, которая включает истинное значение с заданной вероятностью, называемой достоверным уровнем. Достоверные уровни обычно выбирают таким образом, чтобы границы доверительных областей были целым числом стандартных отклонений от наиболее вероятного значения. Они обозначаются как 1?, 2? и т.д. Особый случай представляет собой обычно используемый достоверный уровень 95%, доверительная область которого немного у?же, чем 2?-область для нормально распределенных случайных величин.

· #84

Мы упоминали, что космология вселяет оптимизм?

· #85

В качестве приближенной величины для ?DE0 мы использовали текущее значение ??0, взятое из ?CDM-модели.

· #86

В действительности это не может произойти. Солнце просто не имеет достаточной массы, чтобы сколлапсировать. Тем более Земля с ее радиусом Шварцшильда около 9 мм.

· #87

http://chandra.si.edu/photo/2017/cdfs.

· #88

Есть экзотические теории о черных дырах, нарушающие теорему «об отсутствии волос». Такие гипотетические объекты имеют несколько шокирующее название «волосатые черные дыры».

· #89

Различие приливных сил у верхнего и нижнего конца — это слабый эффект, заметный, только если размер падающего тела сравним с радиусом Шварцшильда.

· #90

Мы снимаем с себя ответственность за любые повреждения, которые вы можете получить, делая это.

· #91

Гиперповерхность представляет собой трехмерное сечение четырехмерного пространства.

· #92

Мы опускаем описание заряженной вращающейся черной дыры Керра — Ньюмена, сочетающей в себе качественные свойства черных дыр Райсснера — Нордстрёма и Керра.

· #93

Внутренняя структура черной дыры Керра (внешний и внутренний горизонты, особенности) является весьма сложной, и мы не описываем ее в этой книге. В любом случае, не упав внутрь горизонта событий, мы не увидим ничего из находящегося внутри.

· #94

http://www.scholarpedia.org/article/Kerr-Newman_metric.

· #95

Есть разные варианты кротовых нор, но среди них нет общепринятого, поэтому мы описываем один из них.

· #96

Есть еще слабая вероятность того, что сезонные колебания, зафиксированные установкой DAMA/LIBRA, действительно вызваны темной материей, а не другими причинами. Космологическое сообщество настроено весьма скептически на этот счет; см., например, (Aprile et al., 2017).

<<< Назад
Вперед >>>
----

Генерация: 0.726. Запросов К БД/Cache: 0 / 0
Вверх Вниз