31~60天體物理學名詞
31宇宙微波背景輻射(cosmicmicrowavebackgroundradiation)
32宇宙弦(cosmicstring)? 33臨界密度(criticaldensity)
34暗能量(darkenergy)? 35暗物質(zhì)(darkmatter)?
?36去相干(decoherence)?37德西特爾宇宙(deSitteruniverse)?
38決定論(determinism)39氘(deuterium)?
40維度(dimension)? ?41多普勒效應(Dopplereffect)
42愛因斯坦透鏡和愛因斯坦環(huán)(Einsteinlensesandrings)
43愛因斯坦-波多爾斯基-羅森(EPR)試驗(Einstein-Podolsky-Rosen〔EPR〕experiment)? ??
44愛因斯坦-羅森橋(Einstein-Rosenbridge)? ?
45電磁力(electromagneticforce)? 46電子(electron)??
47電子簡并壓力(electrondegeneracypressure)??
48電子伏特(electronvolt)49熵(entropy)? ?
50事件穹界(eventhorizon)? 51奇異物質(zhì)(exoticmatter)
52太陽系外行星(extrasolarphanet)? ? 53假真空(falsevacuum)
54費米子(fermion)? ?55微調(diào)(fine-tuning)?
56平坦度問題(flatnessproblem)
?57弗里德曼宇宙(Friedmannuniverse)? ? 58聚變(fusion)
? ?59星系(galaxy)? ??60廣義相對論(generalrelativity)?
31宇宙微波背景輻射(cosmicmicrowavebackgroundradiation)
這是從大爆炸時期殘余下來的輻射,仍在宇宙中循環(huán),由喬治·伽莫夫(GeorgeGamow)及其工作組1948年首次預言。它的溫度是絕對零度之上2.7度。它是由彭齊亞斯(Penzias)和威爾遜(Wilson)發(fā)現(xiàn)的,是大爆炸說的最有力“證據(jù)”。今天,科學家們在對這種背景輻射內(nèi)的微小偏差進行測量,以便為膨脹說或其他理論提供證據(jù)。
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32宇宙弦(cosmicstring)
這是大爆炸的遺跡。有些規(guī)范理論預言,最初大爆炸的一些遺跡可能依然以巨型宇宙弦的形式存在,其規(guī)模如星系般大,甚至更大。兩個宇宙弦之間的碰撞有可能使時間旅行成為可能。
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33臨界密度(criticaldensity)
這是宇宙膨脹過程中,其密度達到要么面臨永恒膨脹,要么面臨重新坍縮的平衡狀態(tài)。臨界密度以某種單位度量,以歐米伽值=1(而拉姆達值=0)表示,此時宇宙恰好處于大凍結(jié)和大坍縮這兩種不同前景的平衡點上。今天,由WMAP衛(wèi)星提供的最佳數(shù)據(jù)表明,歐米伽值+拉姆達值=1,而這與膨脹說的預言是吻合的。
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34暗能量(darkenergy)
這是空寂宇宙的能量。這是由愛因斯坦于1917年首先提出的,然后就被棄置。如今人們知道,這種虛無能量(energyofnothing)是宇宙中物質(zhì)/能量的主要形式。無人了解它的起源,但它最終可能把宇宙驅(qū)入大凍結(jié)。暗能量的數(shù)量與宇宙的體積成比例。最新數(shù)據(jù)顯示,宇宙中73%的物質(zhì)/能量以暗能量的形式存在。
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35暗物質(zhì)(darkmatter)
這是指不可見物質(zhì),有重量,但不與光相互作用。暗物質(zhì)通常是在星系的巨大的暈輪中找到的,它比普通物質(zhì)重10倍。暗物質(zhì)可以被間接測到,因為它的引力使星光彎曲,這與玻璃使光彎曲的情況類似。根據(jù)最新數(shù)據(jù),暗物質(zhì)構(gòu)成宇宙中全部物質(zhì)/能量成分的23%。根據(jù)弦理論,暗物質(zhì)可能由亞原子粒子構(gòu)成,例如中性子,它代表超弦在較高層次上的振動。
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36去相干(decoherence)
這是指波不再互為同相的情況。去相干可以用來解釋薛定諤之貓悖論。根據(jù)多世界說的解釋,死貓和活貓的波函數(shù)互相去相干,因此不再互動,這樣就解決了何以一只貓可以既死了又活著的難題。死貓的波函數(shù)和活貓的波函數(shù)同時都存在,但由于它們已經(jīng)去相干,所以不再互相作用。去相干說輕而易舉地解釋了貓之悖論,而不用任何額外假說,例如“波函數(shù)坍塌”之類。
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37德西特爾宇宙(deSitteruniverse)
這是對以指數(shù)方式擴張著的愛因斯坦方程的一種宇宙學解。其主項是一個宇宙常數(shù),是它造成了指數(shù)般的膨脹。據(jù)信,宇宙在最初膨脹時處于德西特爾階段,而在最近70億年間又緩慢回落到了德西特爾階段,造成現(xiàn)在這個加速膨脹中的宇宙。這種德西特爾膨脹的起因現(xiàn)在尚不清楚。
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38決定論(determinism)
這是一種哲學觀,認為一切都是事先確定的,包括未來。根據(jù)牛頓力學,如果我們能知道宇宙中所有粒子的速度和位置,那么原則上我們就可以計算出整個宇宙的演進方向。然而,測不準原理已經(jīng)證明決定論是不正確的。
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39氘(deuterium)
這是重氫的核子,由質(zhì)子和中子構(gòu)成。外太空的氘主要是由大爆炸,而不是由恒星造成的,而且它的數(shù)量相對豐富,所以這就使人們可以利用它來推算大爆炸的早期狀態(tài)。氘的大量存在還可以用來幫助推翻穩(wěn)恒態(tài)宇宙論。
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40維度(dimension)
這是指我們用以測量空間和時間的坐標或參數(shù)。我們所熟悉的這個宇宙有三個空間維度(長、寬、高)和一個時間維度。在弦理論和M理論中,我們需要用10(11)個維度來描述宇宙,其中只有4個可以在實驗室中觀察到。我們不能看到其他那些維度的原因,要么是因為它們卷縮起來了,要么是因為我們的振動被局限在了一張膜的表面。
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41多普勒效應(Dopplereffect)
指物體在向你接近或離你而去時,波的頻率所發(fā)生的變化。如果一顆恒星向你移近,則光的頻率提高,于是一顆黃色的恒星看起來稍微發(fā)藍。如果一顆恒星離你而去,則光的頻率降低,于是一顆黃色的恒星看起來稍微發(fā)紅。光頻率的這種變化也可以通過使兩點之間的空間擴張而實現(xiàn),就像在膨脹著的宇宙中那樣。通過測量頻率的移動量,就可以計算出一顆恒星離你而去的速度。
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42愛因斯坦透鏡和愛因斯坦環(huán)(Einsteinlensesandrings)
這是指星光穿過星系之間的空間時,由于受到引力影響而發(fā)生的光學失真。遙遠的星系團往往看起來像一個環(huán)狀。愛因斯坦透鏡可以用來計算多種量值,包括是否存在暗物質(zhì),甚至拉姆達值和哈勃常數(shù)值。
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43愛因斯坦-波多爾斯基-羅森(EPR)試驗
(Einstein-Podolsky-Rosen〔EPR〕experiment)
這項試驗本來是設(shè)計用來推翻量子理論的,但實際上卻證實了宇宙是“非定域性”的。如果一次爆炸使兩個相干光子向兩個相反方向飛散,且如果自旋量被保存下來,那么一個光子的自旋就與另一個的自旋正相反。于是,測量一個自旋就可以自動得出另一個自旋,哪怕另一個粒子遠在宇宙的另一端。由于這個原因,信息的傳播速度比光快。(然而,這種方式無法用于傳遞有用信息,例如一條短信之類的。)
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44愛因斯坦-羅森橋(Einstein-Rosenbridge)
把兩個黑洞解連接起來而形成的蟲洞。起初是要用這種解來代表一個愛因斯坦統(tǒng)一場論中的亞原子粒子,例如電子。但自那以后,它一直被用來描述靠近黑洞中心的空間時間。
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45電磁力(electromagneticforce)
這是指電與磁之力。當它們振動一致的時候,它們所產(chǎn)生的波可以描述紫外線輻射、無線電、伽馬射線等,這些都遵循麥克斯韋方程。電磁力是主宰宇宙的四種力之一。
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46電子(electron)
這是圍繞著原子核的、帶負電荷的亞原子粒子。圍繞原子核的電子數(shù)量決定一個原子的化學特性。
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47電子簡并壓力(electrondegeneracypressure)
這是垂死恒星中的排斥力,阻止電子或中子完全坍塌。對于一顆白矮星來說,這意味著,如果它的質(zhì)量大于1.4個太陽質(zhì)量,則它的引力會超過這個力。此力是泡利不相容原理造成的,該原理聲稱,不可能存在量子態(tài)完全相等的兩個電子。如果白矮星的引力大到足以克服這個力,那么它就會坍塌,然后爆炸。
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48電子伏特(electronvolt)
這是電子電壓下降1伏特時所積聚的能量。相比之下,化學反應中涉及的能量一般都以幾個電子伏特計,或不到1個電子伏特,而核子反應則可涉及幾億電子伏特。普通化學反應中的能量只有幾電子伏特。核子反應所涉及的能量以數(shù)百萬電子伏特計。今天,我們的粒子加速器可以產(chǎn)生出帶有幾十億至幾萬億電子伏特能量的粒子。
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49熵(entropy)
這是無序或混沌狀態(tài)的度量單位。根據(jù)熱力學第二定律,宇宙中熵的總量永遠增加,這意味著一切事物最終必然惡化。把它應用于宇宙,就意味著,宇宙將趨向于一種最大熵的狀態(tài),例如,成為一團接近絕對零度的均勻的氣體。要想使小范圍內(nèi)的熵降低(例如在冰箱中),就要額外增加機械能。但即使對于冰箱來說,熵的總量還是增加了(例如,這就是為什么電冰箱的背面是熱的)。有些人相信,熱力學第二定律最終預示宇宙的死亡。
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50事件穹界(eventhorizon)
這是指圍繞著黑洞的有去無回之點,通常稱為穹界(horizon)。一度曾相信它是個有無窮引力的奇點,但現(xiàn)在證明,它是用來對它進行描述的坐標系的人為產(chǎn)物。
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51奇異物質(zhì)(exoticmatter)
這是一種具有負能量的新形式的物質(zhì)(意指負物質(zhì)。——編者注)。它與反物質(zhì)不同,反物質(zhì)有正能量。負物質(zhì)會有反引力,因此它會向上升起,而不是向下掉落。如果它存在的話,就可以用它來驅(qū)動時間機器。然而還從來沒有發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)。
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52太陽系外行星(extrasolarphanet)
這是指圍繞著除我們這個太陽之外的恒星旋轉(zhuǎn)的行星。迄今已探測到100多顆這類行星,大約每個月發(fā)現(xiàn)兩顆。不幸的是,它們當中的大多數(shù)都像木星一樣,不利于生命的誕生。在幾十年之內(nèi),將有人造衛(wèi)星被派往外太空,尋找像地球一樣的太陽系外行星。
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53假真空(falsevacuum)
一種能量不是最低的真空狀態(tài)。大爆炸的一瞬間,假真空可能是一種完美對稱狀態(tài),隨著能量狀態(tài)降低,這種對稱被打破。假真空狀態(tài)有其內(nèi)在不穩(wěn)定性,因此不可避免地要過渡到能量水平更低的真真空。假真空的概念在膨脹說中起關(guān)鍵作用,根據(jù)膨脹說,宇宙起始之時處于德西特爾膨脹狀態(tài)。
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54費米子(fermion)
這是指具有半整數(shù)自旋的亞原子粒子,如質(zhì)子、電子、中子和夸克。費米子可通過超對稱作用與玻色子達到統(tǒng)一。
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55微調(diào)(fine-tuning)
這是指把某些參數(shù)調(diào)節(jié)到難以置信的精確度。物理學家不喜歡做微調(diào),認為它是一種人為安排,因此努力通過運用物理原理上的解釋來消除做微調(diào)的必要性,即,要對平坦的宇宙做解釋,可以不做微調(diào),而是通過膨脹說來解釋;要解決大統(tǒng)一理論(GUT)中的級列問題,可以不通過微調(diào)方式,而采用超對稱理論來解釋。
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56平坦度問題(flatnessproblem)
如果接受宇宙是平坦的,就需要進行一項這樣的微調(diào)。為使歐米伽值大致等于1,那么在發(fā)生大爆炸的一瞬間就必然經(jīng)過了微調(diào)使之達到難以置信的精準度。目前的實驗表明,宇宙是平坦的,這說明,要么它在發(fā)生大爆炸時經(jīng)過了精確度難以置信的微調(diào),要么宇宙是被在宇宙空間中平攤開后膨脹起來的。
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57弗里德曼宇宙(Friedmannuniverse)
愛因斯坦方程式最普通的宇宙學解建立在一個均勻一致無差異的宇宙之上。而弗里德曼宇宙則是一個動態(tài)解,宇宙要么經(jīng)過膨脹最終進入大凍結(jié),要么經(jīng)過坍塌最終進入大坍縮,要么永遠膨脹,這都取決于歐米伽值和拉姆達值。
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58聚變(fusion)
把質(zhì)子或其他輕核子結(jié)合起來,使它們形成更高級的核子,在此過程中釋放出能量。由氫到氦的聚變過程可產(chǎn)生出像我們這顆太陽這種主序星的能量。大爆炸過程中輕元素的聚變使我們有較多的像氦那樣的輕元素。
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59星系(galaxy)
指巨大的恒星集群,通常都有幾千億顆恒星。星系有多種,有橢圓形的、螺旋形的(普通螺旋和棒旋)以及不規(guī)則形的。我們這一星系稱為銀河系。
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60廣義相對論(generalrelativity)
這是愛因斯坦的引力理論。在愛因斯坦的理論中,引力不再作為一種力,而是被降解為一個幾何學的產(chǎn)物,是時空的彎曲度造成了一種錯覺,讓人覺得好像有一種叫做引力的吸引力量。在實驗中已經(jīng)證實廣義相對論的準確率為99.7%以上,預言了黑洞的存在,以及宇宙在擴張中。然而這項理論被應用到黑洞中心或宇宙創(chuàng)立的一剎那時就不起作用了,無法做出有意義的預言。要解釋這些現(xiàn)象,必須采用量子理論。
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