Маленькая книга о Большом взрыве - Тони Ротман
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
3
Порядок величины – это понятие, используемое для определения относительной величины или малости физического параметра. Еcли одно число на порядок больше другого, тo, знaчит, первое в 10 paз бoльшe втopoгo, то есть зa вeличину мacштaбиpoвaния обычно бepут 10. Пopядoк вeличины чaщe вceгo пpимeняют для пpиблизитeльныx cpaвнeний, oтpaжaя cepьeзныe oтличия. – Прим. ред.
4
В рамках закона Ньютона сила гравитации (F) действует между двумя массами, m1 и m2, и выражается формулой F = Gm1m2 / r2, где r – расстояние между массами, а G – гравитационная постоянная, ее значение может быть измерено в лаборатории. – Здесь и далее прим. авт.
5
Приложив некоторые усилия, ускорения и силы можно включить в специальную теорию относительности в ее нынешнем виде, но это не преобразует ее в общую теорию относительности.
6
МКС и космические спутники не падают на Землю, потому что их орбиты тщательно рассчитаны так, чтобы центробежная сила и гравитация уравновешивали друг друга. Расчет этих орбит – задача чрезвычайно сложная и требует учета множества факторов, таких как вращение Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. Центробежная сила задается при старте космического аппарата с Земли – ему придают весьма существенную скорость, чтобы он преодолел гравитацию. – Прим. ред.
7
«Гравитационное поле» – еще один способ обозначить ускорение, вызванное гравитацией, g.
8
Возможно, некоторые читатели уже поняли, что я говорю об эффекте Допплера.
9
Приливной горб – это выпуклость на поверхности океана, которая возникает из-за приливных сил на противоположных сторонах земного шара: одна обращена к Луне, другая – от Луны. – Прим. ред.
10
В 2018 году закон Хаббла переименован в закон Хаббла – Леметра, так как бельгийский священник Жорж Леметр сформулировал этот закон в 1927 году на французском языке, но с некоторыми погрешностями.
11
Триангуляция (от лат. triangulum – треугольник) – метод определения координат, основанный на построении на местности цепей и сетей из треугольников, связанных общей стороной. – Прим. ред.
12
Предположим, галактики A и C находятся друг от друга на расстоянии d; скорость, с которой C удаляется от A, равняется v. Поскольку наша резиновая лента подчиняется закону Хаббла, H = v/d. Согласно определению, скорость – это изменение расстояния за единицу времени, обычно записываемое как ∆d/∆t. Таким образом, H = (∆d/d)/∆t. Таково будет пропорциональное увеличение расстояния между галактиками за единицу времени.
13
Поскольку после Фридмана модель повторно открывалась еще несколько раз (в 1927 году Жоржем Леметром, в 1935-м – Говардом Робертсоном и в 1936 году – Артуром Уолкером), современные космологи обычно называют ее FLRW-Вселенной.
14
В этой главе я предполагаю, что космологическая постоянная равна нулю. Поскольку космологическая постоянная, весьма вероятно, на самом деле существует в нашей Вселенной (подробнее мы поговорим об этом в главе 8), предполагаемые сценарии ее развития могут быть заметно сложнее. Сферическая, «замкнутая» Вселенная может расширяться вечно, а «открытая» и похожая на чипс может «схлопнуться».
15
Частота вещания и длина волны – взаимозаменяемые понятия. Пока частота (f) возрастает, длина волны (λ) снижается. Соотношение между ними выражено в уравнении f×λ = c, где c – это скорость волны, равная 3×108 м/с для света и около 340 м/с – для звука в воздухе.
16
Эпоха рекомбинации также называется разделением, что подчеркивает прекращение столкновений между протонами и материей.
17
Основные реакции имеют следующий вид: n+p→d; d+d→3He+n; d+d→t+p; t+d→ 4He+n; 3He+d→4He+p; d+d→4He, где d обозначает дейтерий и t – тритий – тяжелый водород, состоящий из одного протона и двух нейтронов.
18
Свободные нейтроны являются радиоактивными частицами с периодом полураспада приблизительно 10 минут. Это значит, что к началу нуклеосинтеза должно было бы распасться около 20 % свободных нейтронов. Процесс распада изображен на рис. 9.
19
Антипротоны и позитроны, к примеру, имеют ту же массу, что и их материальные собратья, но противоположный электрический заряд.
20
Превращение нейтрино определенного сорта в нейтрино другого сорта или же в антинейтрино. – Прим. ред.
21
Потжеби (польск. potrzebie) – польское слово, популяризированное его использованием в виде шутки в ранних выпусках журнала комиксов Mad. В 33-м выпуске Mad опубликовал частичную таблицу «Система мер и весов потжеби», основой которой является потжеби, равная толщине 26-го выпуска Mad. – Прим. ред.
22
Астрономы бы написали ее как 67,4 км/с на мегапарсек.
23
Выражаясь более конкретно, можно сказать, что отношение интенсивности звука к длине волны в кубе на октаву должно оставаться неизменным. В случае реликтового излучения «интенсивность» зависит от квадрата амплитуды флуктуаций плотности.
24
Планковскую массу можно записать как mp=√hc/G; планковскую длину как lp=√hG/c3; планковское время как tp=√hG/c5.
25
Электрическая сила, возникающая между двумя элементарными частицами, выглядит в точности как закон тяготения – с поправкой на то, что массы меняются местами с электрическими зарядами, а G меняется на другую постоянную. Когда расстояние, r, между двумя частицами уменьшается до нуля, сила становится бесконечной.
26
Существует и другой тип мультивселенных, ассоциируемый с квантовой механикой. Квантовая механика не предполагает точные результаты измерений, только вероятности, с которой может быть получен тот или иной результат. Некоторые физики считают, что с каждым измерением, вмешательством наблюдателя Вселенная разделяется на варианты, в которых возможны разные версии событий. Это явление известно как многомировая интерпретация квантовой механики.
27
В этой гонке математик Дэвид Гилберт опередил Эйнштейна на целых пять дней.
