Абсолютно черное тело. Объект с постоянной температурой, поглощающий все падающее на него излучение; такой объект испускает свет четкого определенного спектра излучения.

Адроны. Класс частиц, состоящих из кварков и антикварков. Подклассом этих адронных частиц, содержащих три кварка, являются барионы, тогда как подкласс частиц, содержащих один кварк и один антикварк, называется мезонами.

Активное ядро галактики. Центральная область галактики с сильным источником света, предположительно поддерживаемая сверхмассивной черной дырой.

Антивещество. Частица каждого типа имеет связанную с ней античастицу — другую частицу с такой же массой, но зарядом противоположного знака. Эти античастицы могут аннигилировать со своими партнерами. Именно античастицы составляют антивещество.

Бариогенез. Образование суммарного избытка барионов над антибари-онами. Другими словами, в результате этого процесса наша Вселенная состоит, главным образом, из вещества, а не из антивещества.

Барион. Сложная частица, состоящая из трех кварков (любых трех из шести возможных). Большинство барионов в нашей Вселенной — это протоны или нейтроны.

Барионное вещество (материя). Обычное вещество, состоящее из протонов, нейтронов и, возможно, других барионов.

Белый карлик. Объект, относящийся к классу звездных остатков и существующий за счет давления вырожденного электронного газа. В белых карликов в конце своей жизни превращаются звезды, масса которых составляет от одной десятой до восьми масс Солнца.

Большой взрыв. Взрыв, знаменующий начало эволюции Вселенной. Это событие происходит в момент времени t = 0 и представляет собой состояние бесконечной плотности и температуры.

Большое сжатие. Последнее событие, завершающее эволюцию (замкнутой) Вселенной, переживающей повторное сжатие. Это событие представляет собой состояние бесконечной плотности и температуры.

Великое объединение. При очень больших значениях энергии, около 10¹⁶ ГэВ, или 10²⁹ градусах Кельвина, сильное взаимодействие, слабое взаимодействие и электромагнитная сила объединяются в одно целое. Это три из четырех фундаментальных сил природы.

Вечная инфляция. Согласно этой версии инфляционной Вселенной во все времена какая-то область пространства-времени, расположенная где-то в мультиверсе, переживает инфляционную фазу расширения.

Виртуальные частицы. Частицы, возникающие из-за квантово-механического принципа неопределенности. Такие частицы живут на протяжении лишь очень короткого времени.

Временной принцип Коперника. Идея о том, что текущая космологическая эпоха не имеет особого положения во времени.

Вторая космическая скорость. Скорость, которую нужно развить, чтобы преодолеть гравитационное притяжение астрономического тела и оторваться от его поверхности.

Гелиевая вспышка. Огромный выброс энергии, происходящий почти в конце жизни звезды. Эта энергия является результатом процессов термоядерного синтеза, в ходе которых гелий превращается в углерод за относительно короткий промежуток времени.

Главная последовательность. На диаграмме Герцшпрунга-Рессела звезды, внутреннее строение которых позволяет им синтезировать водород, располагаются вдоль кривой, называемой главной последовательностью. Большую часть своей жизни звезды проводят именно в таком состоянии.

Горизонт событий. Граница, отделяющая черную дыру от остальной Вселенной. Эта воображаемая поверхность равна радиусу Шварцшильда, если черная дыра не вращается, и меньше этой величины в случае вращающейся черной дыры.

Горячая темная материя. Кандидат в частицы темной материи с относительно малыми массами (обычно около одной миллиардной массы протона), так что эти частицы двигаются с релятивистскими скоростями, когда определены их количества.

Гравитационное излучение. Волноподобные возмущения в фоновом пространстве-времени; согласно общей теории относительности таким образом излучают энергию ускоряющиеся массы.

Гравитон. Безмассовая частица, служащая переносчиком гравитационной силы. В гравитации гравитон играет ту же роль, что и фотон — в электромагнетизме.

Давление вырожденного газа. Давление, создаваемое в очень плотном газе из-за квантово-механического принципа неопределенности. Волновая природа частиц препятствует их слишком тесному сближению, что приводит к возникновению давления. В этом состоянии давление зависит только от плотности газа и не зависит от его температуры.

Деление. Ядерная реакция, в ходе которой большое ядро расщепляется на более мелкие, как правило, с дополнительными нейтронами.

Диаграмма вложения. Метод визуального представления, который используется для демонстрации кривизны пространства в общей теории относительности. На таких диаграммах пространство считается двумерной поверхностью, причем ее кривизна представляет кривизну пространства-времени.

Диаграмма Герцшпрунга-Рессела. Граф, который используется для изучения эволюции звезд. По вертикальной оси откладывается светимость звезд, а по горизонтальной — температура их поверхностей. По мере эволюции звезды оставляют на этой диаграмме отчетливые следы.

Динамическая релаксация. Процесс, в ходе которого самогравитирующая система, например скопление звезд или галактика, изменяет свою структуру. Гравитационное рассеяние в результате сближений изменяет орбиты участвующих в них звезд (или других тел), и с накоплением этих изменений меняется вся структура данной системы.

Замкнутая Вселенная. Вселенная, плотность энергии которой достаточно высока, чтобы остановить ее расширение и привести к повторному коллапсу в «Большом сжатии».

Звездная черная дыра. Черная дыра, масса которой сравнима с массой звезды и находится чаще всего в диапазоне от трех до тридцати солнечных. Такие черные дыры могут образоваться при вспышке сверхновой, происходящей в результате гибели массивной звезды.

Звездные остатки. Относятся ко всей совокупности конечных продуктов эволюции звезд, включая черные дыры, нейтронные звезды, белые карлики и иногда также коричневые карлики.

Излучение Хокинга. Энергия, испущенная черной дырой из-за квантово-механических эффектов. Этот процесс приводит к тому, что по истечении очень долгого времени черные дыры испаряются.

Изотропный. Одинаковый во всех направлениях. На больших расстояниях Вселенная считается изотропной.

Инфляционная Вселенная. Модификация теории Большого взрыва как момента начала Вселенной; в раннюю эпоху эволюции Вселенной расширение быстро ускоряется.

Квазар. Молодая галактика с высокоэнергетическим источником свечения, питаемым сверхмассивной черной дырой.

Квантовая гравитация. Физический режим, при котором для описания природы необходимы как общая теория относительности, так и квантовая механика. Над самосогласованной теорией квантовой гравитации физики работают до сих пор.

Квантовая механика. Физическая теория, которая описывает материю как имеющую волновой характер на очень малых расстояниях (обычно на уровне размера атомов и даже меньшем).

Кварки. Фундаментальные частицы, из которых состоят протоны, нейтроны и прочие сложные частицы, называемые адронами.

Кембрийский взрыв. Сильный всплеск образования новых видов, произошедший на Земле пятьсот сорок миллионов лет назад.

Клетки эукариотов. Клетки, которые характеризуются наличием ядра, митохондрии и/или хлоропластов; обычно эти клетки способны к митотическому делению. К организмам с клетками этого типа относятся большинство известных нам крупных земных форм жизни, включая растения, животных и грибы.

Конечная функция масс. Распределение масс вырожденных звездных остатков после завершения эволюции звезд. К этим объектам относятся нейтронные звезды, белые карлики и коричневые карлики.

Коричневый карлик. Звездный объект, имеющий слишком малую массу, чтобы осуществлять в своих недрах продолжительный ядерный синтез, и существующий отчасти за счет давления вырожденного газа.

Космическое фоновое излучение. Рассеянное море излучения, оставшегося от Большого взрыва.

Космологическая декада. Логарифмическая единица времени, которая используется для измерения очень длинных временных промежутков. Если время τ записывают в экспоненциальном представлении τ = 10^η, то экспонента η является числом космологических декад.

Космологическая тепловая смерть. Разновидность фактической тепловой смерти, в которой расширяющаяся Вселенная становится точно адиабатической, так что отсутствует возможность увеличения энтропии. В такой Вселенной, где образование энтропии отсутствует, нет места интересным физическим процессам, из-за чего Вселенная становится скучной и мертвой.

Космологический принцип. Утверждение о том, что Вселенная является однородной и изотропной.

Космология. Изучение происхождения и эволюции Вселенной в целом.

Красное смещение. Если источник света, такой как звезда или галактика, удаляется от нас, его излучение сдвигается в область более низких частот или более длинных волн (в сторону красного края спектра).

Красный карлик. Другое название звезды с низкой массой: от десяти до сорока процентов массы Солнца. Красные карлики — самые многочисленные и долго живущие из всех возможных звезд.

Крупномасштабная структура Вселенной. Структуры, образуемые галактиками на огромных расстояниях.

Лептоны. Отдельный класс элементарных частиц, включающий электроны, мюоны, тау-частицы и связанные с ними нейтрино. Эти частицы характеризуются полуцелым спином, отсутствием цветового заряда и приблизительно сохраняющимся свойством, называемым лептонным числом.

Масса Чандрасекара. Максимальная масса белого карлика (или нейтронной звезды), которую давление вырожденного газа способно удержать от гравитационного сжатия.

Масштаб Планка. Значение энергии, при котором гравитация объединяется с тремя другими фундаментальными силами природы. Эта энергия составляет около 10¹⁹ ГэВ, или 10³² градусов Кельвина.

Межзвездная среда. Газ и пыль, заполняющие пространство между звездами в галактике.

Метастабильное состояние. Конфигурация физической системы, в которой относительно долго сохраняется высокоэнергетическое состояние. Существует также состояние с более низкой энергией, но переходам в это состояние препятствуют энергетические барьеры, из-за чего система на протяжении долгого времени сохраняет состояние с более высокой энергией.

Мультиверс. Большая область пространства-времени, включающая всю совокупность различных вселенных, каждая из которых имеет свои собственные свойства.

Начальная функция масс. Распределение масс звезд в начале их образования.

Нейтрино. Элементарная частица, не имеющая заряда и массы (или имеющая очень маленькую массу). Нейтрино взаимодействуют только через слабое взаимодействие (и гравитацию).

Нейтронная звезда. Небольшой компактный звездный объект, существующий за счет давления вырожденного нейтронного газа. Эти звездные объекты, массы которых находятся в диапазоне от одной до двух солнечных, остались после эволюции и гибели массивных звезд.

Нуклеосинтез. Образование химических элементов в ходе ядерных реакций. Образование легких элементов происходит в начале истории Вселенной; более тяжелые элементы образуются в недрах звезд.

Общая теория относительности. Всеобъемлющая теория пространства, времени и массы. Разработанная Альбертом Эйнштейном, общая теория относительности гласит, что гравитация вызвана кривизной пространственно-временного континуума.

Однородный. Одинаковый в каждой точке пространства. Вселенная считается однородной на больших расстояниях.

Открытая Вселенная. Вселенная, плотность энергии которой недостаточна, чтобы остановить ее расширение; открытая Вселенная продолжает расширяться вечно.

Панспермия. Идея о том, что земная жизнь зародилась где-то в другом месте Галактики и была принесена на Землю астрофизическими телами: метеорами, астероидами или кометами.

Парадокс Ольберса. Проблема, возникающая в статической, неизменной и бесконечно старой Вселенной. В такой Вселенной ночное небо было бы столь же ярким, как поверхность звезды.

Парниковый эффект. Механизм, посредством которого введение некоторых газов в атмосферу планеты приводит к увеличению удерживаемого ею тепла и, следовательно, к повышению температуры поверхности планеты.

Первичная черная дыра. Черная дыра, созданная в ранней Вселенной. Считается, что это самые маленькие черные дыры, хотя до сих пор эти объекты остаются гипотетическими.

Первичная эпоха. Самая ранняя фаза в истории нашей Вселенной, предшествующая образованию любых астрономических структур. До того как Вселенной исполнился миллион лет, она не содержала ни звезд, ни галактик, ни скоплений.

Плоская Вселенная. Вселенная с критическим значением плотности энергии (плотность выше, чем в открытой Вселенной, но ниже, чем в замкнутой). Такая Вселенная расширяется вечно, но скорость ее расширения постоянно уменьшается.

Плотность энергии вакуума. Энергия, связанная с пустым пространством. В принципе, эта энергия может быть существенной, а значит, «пустое пространство» на самом деле не такое уж пустое. Энергия этого типа может создавать отталкивающую гравитационную силу и направить Вселенную в фазу инфляционного расширения.

Позитрон. Положительно заряженная античастица, являющаяся партнером электрона; обычно обозначается е⁺.

Позитроний. Атомоподобная структура, состоящая из электрона и позитрона, которые вращаются по орбите вокруг друг друга.

Постоянная Планка. Фундаментальная постоянная природы, устанавливающая масштаб для квантово-механических процессов; часто записывается как h = h/2π = 1,05 × 10^-27 эрг-сек.

Приливные силы. Для данного объекта приливная сила есть разность гравитационной силы, которая действует на его ближнюю сторону, и гравитационной силы, действующей на его дальнюю сторону.

Принцип Коперника. Идея о том, что Земля не имеет привилегированного положения в космическом пространстве.

Принцип неопределенности. Свойство квантовых систем (и других физических систем, проявляющих волновое поведение). Утверждает, что невозможно с абсолютной точностью одновременно знать и импульс, и положение частицы.

Проблема горизонта. Проблема, возникающая в такой Вселенной, где отсутствует инфляция. Согласно наблюдениям все части нашей Вселенной имеют почти одинаковую температуру, определяемую космическим фоновым излучением, даже несмотря на то, что не все ее части находились в причинной связи в более ранние эпохи (в отсутствие инфляции).

Проблема космологической постоянной. Проблема того, почему космологическая постоянная, плотность энергии вакуума Вселенной, имеет такое маленькое значение (ее значение на сто двадцать порядков величины меньше, чем предполагаемое на основе простейших аргументов физики частиц).

Проблема плоскостности. Проблема, возникающая во Вселенной, где отсутствует инфляция. Чтобы создать Вселенную столь большую и плоскую, как наша, начальные условия должны быть очень особенными: в частности, плотность ранней Вселенной должна равняться критическому значению с огромной точностью.

Протозвезда. Звезда, которая все еще находится в процессе образования путем наращивания массы из межзвездной среды.

Радиус Шварцшильда. Фактическая внешняя граница черной дыры. Объект данной массы, чтобы стать черной дырой, должен быть сжат до этого радиального размера.

Распад протона. Предполагаемый процесс, в ходе которого протон распадается на более легкие частицы: фотоны, позитроны и нейтрино. Протон живет очень долго, по меньшей мере 10³² лет, — гораздо дольше современного возраста Вселенной.

Растяжение времени. Релятивистский эффект, при котором время движется медленнее. Растяжение времени имеет место для объектов, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, и для объектов, находящихся вблизи поверхности черной дыры.

Расширение по закону Хаббла. Общее расширение Вселенной, предсказываемое теорией Большого взрыва и измеренное астрономами. Из любой данной точки отсчета скорость расширения отдаленных галактик увеличивается с увеличением расстояния; это отношение называется законом Хаббла.

Рекомбинация. Эпоха в истории Вселенной, когда электроны впервые объединились с ядрами, образуя обычные атомы; это событие произошло, когда Вселенной было около трехсот тысяч лет.

Релятивистский пространственно-временной туннель. В общей теории относительности эта предполагаемая структура осуществляет связь между двумя черными дырами, расположенными либо в отдельных вселенных, либо в отдельных областях нашей Вселенной. Пространственно-временной туннель, в сущности, образует мост между двумя черными дырами, а значит, и между двумя различными областями пространства-времени.

Сверхмассивная черная дыра. Большие черные дыры, массы которых составляют от миллионов до миллиардов солнечных. Эти гигантские черные дыры живут в центрах большинства галактик. Они служат двигателем для активных ядер галактик и квазаров.

Сверхновая. Сильная вспышка эволюционировавшей звезды в конце того этапа ее жизни, на протяжении которого она существует за счет ядерного горения.

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.

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.

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.

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.

Черная дыра. Область пространства-времени, в которой гравитационное поле настолько сильно, что даже свет не может ее покинуть.

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

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 = mс².

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.