Пять возрастов Вселенной
Пять возрастов Вселенной читать книгу онлайн
В конце двадцатого века Фред Адамс и Грег Лафлин завладели вниманием всего мира, выделив пять временных эпох. Этих авторов считают создателями долгосрочного проекта эволюции Вселенной. Масштабы их творения, охватившего полную историю космоса от его рождения до гибели, и глубина рассмотренных научных вопросов внушают благоговейный трепет. Однако «Пять возрастов Вселенной» — не просто справочник, описывающий физические процессы, которые руководили нашим прошлым и будут формировать наше будущее, это истинная эпопея. С ее помощью можно совершить фантастическое путешествие в физику вечности, не покидая Земли. Это единственная биография Вселенной, которая вам когда-либо понадобится.
Книга предназначена для широкого круга читателей.
Внимание! Книга может содержать контент только для совершеннолетних. Для несовершеннолетних чтение данного контента СТРОГО ЗАПРЕЩЕНО! Если в книге присутствует наличие пропаганды ЛГБТ и другого, запрещенного контента - просьба написать на почту [email protected] для удаления материала
Светимость. Скорость выработки энергии (мощность) астрофизического объекта.
Сильное ядерное взаимодействие. Одна из четырех сил природы. Сильное взаимодействие удерживает протоны и нейтроны в атомных ядрах и играет важную роль в ядерном синтезе.
Сингулярность. Точка в пространстве-времени, в которой плотность становится бесконечной (так же, как давление и температура). В таких точках физический закон утрачивает свою предсказательную способность. Во Вселенной сингулярности возникают в центрах черных дыр: в самом начале Вселенной, зародившейся в Большом взрыве, и в самое последнее мгновение Вселенной, переживающей повторное сжатие.
Синтез. Ядерная реакция, в ходе которой два или более ядер объединяются, образуя более крупное (тяжелое) ядро. Реакции ядерного синтеза являются источником энергии для обычных звезд и нередко называются ядерным горением.
Слабо взаимодействующие массивные частицы. Частицы, которые npeдположительно составляют некоторую долю темной материи во Вселенной. Эти частицы взаимодействуют только посредством гравитации и слабого взаимодействия; их масса, согласно предположениям, примерно в десять раз превышает массу протона.
Слабое ядерное взаимодействие. Одна из четырех сил природы. Слабое взаимодействие служит связующим звеном при радиоактивных распадах и некоторых процессах ядерного синтеза.
Т
Темная материя. Материя во Вселенной, которая вообще не испускает света (или испускает очень мало света). Большая доля массы Вселенной пребывает именно в этой форме, которая обнаруживается только косвенным путем: посредством ее гравитационного действия. Большое количество темной материи содержится, например, в гало галактик.
Тепловая смерть. Концепция, которая гласит, что, как только Вселенная оказывается в абсолютном термодинамическом равновесии, любая работа оказывается невозможной. Если происходит тепловая смерть, Вселенная становится скучным и мертвым местом.
Ф
Фазовый переход. Изменение состояния между двумя разными фазами или конфигурациями вещества. Самым простым примером служит превращение воды в лед или пар.
Фауна Эдиакары. Скопление мягкотелых созданий, впервые появившихся на Земле около восьмисот миллионов лет назад.
Фотон. Частица, соответствующая электромагнитному излучению или свету. Фотоны распространяются со скоростью света и имеют энергию, зависящую от их длины волны: чем меньше длина волны, тем больше энергия.
Х
Холодная темная материя. Любой кандидат в частицы темной материи с относительно большой массой (как правило, превышающей массу протона), из-за которой частицы двигаются медленно. Главным кандидатом на роль холодной темной материи являются слабо взаимодействующие массивные частицы.
Ч
Черная дыра. Область пространства-времени, в которой гравитационное поле настолько сильно, что даже свет не может ее покинуть.
Ш
Шаровидное скопление. Очень плотное скопление звезд; некоторые из этих шаровидных скоплений являются одними из старейших объектов во Вселенной и, как считают ученые, содержат самые старые звезды
Э
Электромагнитная сила. Одна из четырех сил природы. Эта сила включает в себя силу, действующую между заряженными частицами, и силу, создаваемую магнитными полями.
Электромагнитное излучение. Это излучение включает как обычные видимые световые волны, так и волны с другими длинами: гамма-лучи, рентгеновы лучи, ультрафиолетовые, инфракрасные и радиоволны. Во всех случаях излучение является самораспространяющимся возмущением, связанным с колебаниями электрических и магнитных полей.
Энергия покоя. Энергия, которая содержится в массе объекта, когда он не движется. Также называется массой покоя. Если данный объект способен полностью аннигилировать, то высвобождается энергия Е = mс 2.
Энтропия. В термодинамике это фундаментальная величина, которая служит мерой количества беспорядка в физической системе. Второй закон термодинамики гласит, что общее количество энтропии в любой изолированной физической системе либо увеличивается, либо остается неизменным.
Эпоха вечной тьмы. Временной период в будущем Вселенной, когда исчезли все звезды и испарились черные дыры: космологические декады после сотой. Остаются только «космические отходы»: электроны, позитроны, нейтрино и излучение.
Эпоха звезд. Период времени в эволюции Вселенной, когда звезды служат самым важным источником энергии. В настоящее время мы живем именно в эту эпоху, которая охватывает космологические декады с шестой по четырнадцатую.
Эпоха господства излучения. Ранняя фаза истории Вселенной, когда плотность энергии излучения превышала плотность обычного вещества. Эта фаза продолжалась первые несколько тысяч лет.
Эпоха распада. Временной период в будущем Вселенной, когда ее самыми важными составляющими являются вырожденные звездные объекты, оставшиеся после эволюции звезд: коричневые карлики, белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры; космологические декады с пятнадцатой по тридцать девятую.
Эпоха черных дыр. Период времени в будущем Вселенной, когда самими важными ее составляющими являются черные дыры; космологические декады с сороковой по сотую.
Примечания
Чтобы не отягощать естественный ход повествования сносками и ссылками, мы предусмотрели беглый научный обзор различных вопросов для каждой главы. В приведенных ниже примечаниях мы представляем краткое описание наиболее важных вопросов и соответствующих ссылок. Список литературы, упоминаемой в ссылках, приведен ниже. В некоторых случаях, ради краткости, мы приводим только типичные ссылки.
Введение
Большая часть материала этой книги основана на обзорно-аналитической статье, в общих чертах описывающей физику будущей Вселенной (Adams and Laughlin, 1997, далее в этой книге AL 97; см. также Adams and Laughlin, 1998). Вопрос будущего Вселенной рассматривался и во многих предыдущих работах. Рис (Rees, 1969) размышлял о судьбе замкнутой Вселенной, тогда как Ислам (Islam, 1977, 1979) и Дайсон (Dyson, 1979) рассмотрели случай открытой или плоской Вселенной, которая постоянно расширяется. В ряде других статей рассматриваются специфические вопросы, например последствия распада протона (Feinberg, 1981; Dicus et al., 1982; Turner, 1983) и образование позитрония (Page and McKee, 1981ab). Общий обзор данной темы выполнили Ислам (Islam, 1983) и Дэвис (Davies, 1944).
Ключевой вопрос состоит в том, продолжит ли Вселенная расширяться и впредь или, по меньшей мере, проживет ли она достаточно долго, чтобы пройти всю временную линию, представленную в этой книге. Современные астрономические данные свидетельствуют о том, что ее плотность меньше (или, возможно, равна) критической, а значит, в будущем наша Вселенная действительно продолжит расширяться (см. последний обзор Dekel, Burstein and White, 1997, а также приводимые там ссылки).
