121~150天体物理学学术名词
121红巨星(redgiant)122相对论(relativity)
123薛定谔之猫悖论(Schrödinger'scatparadox)
124史瓦西半径(Schwarzschildradius)
125单连通空间(simplyconnectedspace)
126奇点(singularity) 127狭义相对论(specialrelativity)
128光谱(spectrum)129标准烛光(standardcandle)
130标准模型(StandardModel)131稳恒态理论(steadystatetheory) 132弦理论(stringtheory)133强核作用力(strongnuclearforce)
134超新星(supernova)135超对称性(supersymmetry)
136对称性(symmetry) 137对称性破缺(symmetrybreaking)
138热力学(thermodynamics)139隧穿(tunneling)
140Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类文明(typeⅠ,Ⅱ,Ⅲcivilizations)
141Ⅰa型超新星(typeⅠasupernova)
142测不准原理(uncertaintyprinciple)
143统一场论(unifiedfieldtheory) 144真空(vacuum)
145虚拟粒子(virtualparticles) 146波函数(wavefunction)
147弱核作用力(weaknuclearforce) 148白矮星(whitedwarf)
149“弱相互作用重粒子”WIMP(WeaklyInteractingMassiveParticle)
150虫洞(wormhole)
121红巨星(redgiant)
红巨星是燃烧氦的恒星。当一个像我们这颗太阳一样的恒星耗尽了其氢燃料以后,它就开始膨胀,形成燃烧氦的红巨星。这意味着,大约50亿年以后,当太阳变成红巨星时,地球最终在大火中死去。
122相对论(relativity)
这是爱因斯坦的理论,包括狭义相对论和广义相对论。前一种理论研究光以及平的四维时空。它的根本原理是,光在所有的惯性坐标系中都保持一样。后一种理论研究的是引力和弯曲的空间。它的根本原理是,引力参考系和加速参考系是没有区别的。相对论和量子理论结合起来就代表全部物理学知识的总和。
123薛定谔之猫悖论(Schrödinger'scatparadox)
这个悖论提出的问题是,猫是否可能同时既已死去又还活着。根据量子理论,装在盒子里的猫有可能同时既是死的又是活的,至少在我们对其进行观察之前是这样,这听起来荒唐。但是根据量子力学,在我们真正进行观测之前,我们必须把猫的波函数的所有可能状态(死的、活的、正在跑着、睡着、正在吃东西等)都考虑进去。要解决这个悖论有两种主要办法,即,要么假定意识决定存在,要么假定存在着无穷数量的平行宇宙。
124史瓦西半径(Schwarzschildradius)
这是指事件穹界的半径,或者说是黑洞的有去无回点。对于太阳来说,史瓦西半径大致为2英里(3.22千米)。一颗恒星一旦被压缩到其事件穹界以内,它就坍塌成一个黑洞。
125单连通空间(simplyconnectedspace)
在这种空间中,任何套索都可以被持续收缩成一个点。平坦的空间是单连通的,而面包圈或虫洞则不是。
126奇点(singularity)
这是一种无穷引力的状态。广义相对论预言,在非常普通的条件下,奇点存在于黑洞中心和宇宙诞生之时。在这些情况下,广义相对论不再起作用,不得不引入量子引力理论。
127狭义相对论(specialrelativity)
爱因斯坦在1905年提出的理论,其基础是光的速度恒定。依据这条原理,你运动的速度越快,时间就变得越慢,质量就越增加,距离就越缩短。同时,物质和能量由E=mc2这个等式关联起来。狭义相对论所产生的结果之一就是原子弹。
128光谱(spectrum)
光中的各种不同颜色或频率。通过对星光的光谱进行分析,可以确定恒星主要是由氢和氦构成的。
129标准烛光(standardcandle)
这是指一种标准化了的光源,适用于全宇宙,供科学家用以计算天文距离。标准烛光越暗,说明它离得越远。一旦知道标准烛光的亮度,我们就可以计算它的距离。今天所采用的标准烛光是Ⅰa型超新星和造父变星。
130标准模型(StandardModel)
这是有关弱相互作用、电磁相互作用和强相互作用的最成功的量子理论。它的基础是夸克的SU(3)对称、电子和中微子的SU(2)对称和光的U(1)对称。它汇集了一大批粒子:夸克、胶子、轻子、W玻色子和Z玻色子,以及希格斯粒子。它不能成为万物理论的原因有三:(a)它对引力只字未提;(b)它有19个必须通过手工确定的参数;(c)它有三个完全相同的夸克和轻子代,是多余的。标准模型可以被纳入一种大统一理论(GUT),乃至最终纳入弦理论,但目前对这两种理论还没有任何实验证据。
131稳恒态理论(steadystatetheory)
这种理论说,宇宙没有开始,它一边膨胀一边不断地产生出新的物质,以此保持同样的密度。后来由于若干原因,这项理论被否定了,例如,发现了微波背景辐射,以及发现了类星体和星系各自不同的演化阶段。
132弦理论(stringtheory)
这种理论的基础是微小的、振动着的弦,它们的每种振动方式就对应于一种亚原子粒子。这是唯一能把引力与量子理论结合在一起的理论,从而使它成为万物理论的首要候选理论。它只有在10个维度中才能从数学上自圆其说。它的最新版本是M理论,是以11个维度定义的。
133强核作用力(strongnuclearforce)
这是把核子绑缚在一起的力。这是四种基本作用力之一。物理学家采用量子色动力学来描述强相互作用力(以符合SU(3)对称性的夸克和胶子为基础)。
134超新星(supernova)
超新星是爆发中的恒星。它们的强度非常高,有时其光芒可以盖过一个星系。有许多种超新星,其中最有趣的是Ⅰa型超新星,它们都很相像,可以用来当做测量星系距离的标准烛光。Ⅰa型超新星的形成,是由于正在老化的白矮星从其伴星处偷取了物质,使其超越了钱德拉塞卡尔极限,因此突然坍塌,随后爆发。
135超对称性(supersymmetry)
这是指可以使费米子和玻色子互换的对称性。这一对称性解决了级列问题,还帮助消除超弦理论中任何剩余的奇异性。这种对称性意味着,标准模型中的所有粒子都必须有伴子,称为超粒子,迄今还从未在实验室中看到过它们。超对称性原则上可以把宇宙中所有的粒子统一到单一的一种物体中。
136对称性(symmetry)
物体重新组织或安排后仍然保持不变或与原来一样的特性。不论以多少个60度去旋转雪花,它都保持不变。圆圈以任何角度旋转都保持不变。对夸克模型的三个夸克重新组织之后,夸克模型能保持不变,这就是SU(3)对称性。弦在超对称性及其表面共形形变下保持不变。对称性在物理学中起到关键作用,因为它们帮助消除量子理论中的多种奇异性。
137对称性破缺(symmetrybreaking)
量子理论中的对称性破缺。人们认为,在大爆炸之前,宇宙是完美对称的。大爆炸之后,宇宙冷却并老化,因此四种基本作用力以及它们的对称性出现了破缺。今天,宇宙已经破缺得惨不忍睹,所有这些作用力都彼此分离。
138热力学(thermodynamics)
关于热的物理学。有三项热力学定律:物质与能量守恒,熵永远增加,以及不可能达到绝对零度。热力学在理解宇宙怎样死去方面起到关键作用。
139隧穿(tunneling)
这是粒子穿透牛顿力学所不允许的障碍的过程。放射性阿尔法粒子的衰变就是因为隧穿,隧穿概念是量子理论的产物。宇宙本身可能就是由隧穿创造的。曾有猜测,也许可以在各个宇宙之间进行隧穿。
140Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类文明(typeⅠ,Ⅱ,Ⅲcivilizations)
由尼古拉·卡尔达舍夫(NikolaiKardashev)提出的一种分类方法,把外太空的文明按照它们所产生的能量进行排位。这种分类对应于一个文明是否能够掌握整个行星、整个恒星还是整个星系的能量。目前,太空中还没有发现存在其中任何一种的证据。我们自己的文明可能相当于一个0.7类文明。
141Ⅰa型超新星(typeⅠasupernova)
经常被用作测距的标准烛光的超新星。这种超新星在双星体系中产生,其中,白矮星缓慢地从伴星中抽取物质,导致它超出1.4个太阳质量的钱德拉塞卡尔极限,使之爆炸。
142测不准原理(uncertaintyprinciple)
这项原理说,你不可能以无穷精确度既知道一个粒子的位置又知道它的速度。粒子位置的不确定性乘以粒子动量的不确定性,必然大于或等于普朗克常数除以2π。测不准原理是量子理论中最根本的部分,它把概率概念引入宇宙。由于有了纳米技术,物理学家可以随心所欲地对单个原子进行操作,从而可以在实验室中对测不准原理进行测试。
143统一场论(unifiedfieldtheory)
这是爱因斯坦所探寻的一种理论,它可以把一切自然力统一到单一一个连贯的理论之中。目前,它的首要候选理论是弦理论或M理论。爱因斯坦原来相信,他的统一场论可以把相对论和量子理论吸纳到一个更高级的、不需要概率的理论中。然而弦理论是个量子理论,因而需要用到概率。
144真空(vacuum)
这是指空无一切的空间。但是根据量子理论,空无一切的空间中充斥着虚拟的亚原子粒子,它们的寿命只延续1秒钟都不到。真空也是指一个系统的最低能量状态。据信,宇宙是从一种假真空状态发展到今天的真真空状态的。
145虚拟粒子(virtualparticles)
这是指在真空中瞬间闪现又旋即消失的粒子。它们不符合已知的守恒定律,但由于测不准原理的作用,只持续很短一段时间。过后,守恒定律又作为真空中的一种平均状态继续起作用。如果真空中加入了足够的能量,虚拟粒子有时会变成真正的粒子。从微观角度上来看,这些虚拟粒子可能包括虫洞和婴宇宙。
146波函数(wavefunction)
伴随着每一个亚原子粒子的波。它是对概率波的数学描述方式,用以确定任何粒子的位置和速度。薛定谔是第一个为电子的波函数写出方程式的人。在量子理论中,物质是由点状粒子构成的,但波函数则给出找到这种粒子的概率。后来狄拉克(Dirac)提出了一种波动方程,它结合了狭义相对论。目前,包括弦理论在内的所有的量子物理学都是建立在这些波的概念之上的。
147弱核作用力(weaknuclearforce)
这是指核子内部的力,是它使核衰变成为可能。这种力不够强大,不能把核子聚在一起,因此核子会散开。弱作用力对轻子(电子和中微子)起作用,由W玻色子和Z玻色子承载。
148白矮星(whitedwarf)
这是一种到了寿命最后阶段的恒星,是由氧、锂及碳等低等元素构成的。它们是在红巨星耗尽了其氦燃料并坍塌之后形成的。它们一般如地球般大小,重量不超过1.4个太阳质量(否则就会坍塌)。
149WIMP(WeaklyInteractingMassiveParticle)
英文“弱相互作用重粒子”的缩写。人们猜测,宇宙中大部分的暗物质都是由它们构成的。最有希望被确认为是弱相互作用重粒子(WIMPs)的,是弦理论所预言的超粒子。
150虫洞(wormhole)
这是指两个宇宙间的通道。数学家们称这些空间为“多连通空间”,即,在这种空间中,不能把套索收缩成一个点。现在还不清楚,有没有可能穿过虫洞而不破坏其稳定性或让人活着穿过它。