91~120天体物理学学术术语

91麦克斯韦方程92膜

93微波背景辐射94磁单极子

95m理论(M理论)96多连通空间

97多元宇宙(multiverse)    98μ介子(muon)  99负能量(negativeenergy)

100中微子(neutrino)  101中子(neutron)   102中子星(neutronstar)

103核合成(nucleosynethesis)   104核子(nucleus)  

105奥尔贝斯悖论(Olbers’paradox)      106微扰理论(perturbationtheory)

107光子(photon)  108普朗克能量(Planckenergy)  109普朗克长度(Plancklength)

   110十(10)的幂(powersoften)      111质子(proton)   112脉冲星(pulsar)

113量子涨落(quantumfluctuation)   114量子泡沫(quantumfoam)

   115量子引力(quantumgravity)   116量子跃迁(quantumleap)

117量子力学(quantummechanics)  118量子理论(quantumtheory)

119夸克(quark)   120脉冲星(quasar)

91麦克斯韦方程(Maxwell’sequation)

这是有关光的基本方程,由詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1860年首次写出。这些方程显示,电场和磁场可以互相转换。麦克斯韦证明,这些场以一种波样运动互相转换,产生出以光速传播的电磁场。麦克斯韦进而大胆猜测,这就是光。

 

92膜(membrane)

以各种维度存在的延展表面。零位膜是个点状粒子。一位膜是一根弦。二位膜是一片膜。膜的概念是M理论中的关键特点。可以把弦视为一片有一个维度被压缩了的膜。

 

93微波背景辐射(microwavebackgroundradiation)

大爆炸最初辐射的遗迹,温度大约为绝对零度之上2.7度(K)。这种背景辐射中的细微差异为科学家提供了宝贵的数据,可以用来对多种宇宙学理论进行验证或排除。

 

94磁单极子(monopole)

磁场的单独一个极。磁体通常都有不可分开的北极和南极,因此从来未能在实验室中确切看到过磁单极子。大爆炸之时按理说应产生了大量的磁单极子,但我们今天一个也看不到,也许在膨胀过程中它们的数量被稀释了。

 

95M理论(M-theory)

弦理论中的最先进版本。M理论存在于11个维度的超空间中,那里可以有二位膜和五位膜。可以有5种方法把M理论降解为10个维度,从而带给我们5种已知的超弦理论,现在知道它们其实就是同一种理论。M理论的全套方程迄今完全无人知晓。

 

96多连通空间(multiplyconnectedspace)

在这种空间中,套索或活套无法被连续收缩为一个点。举例来说,环绕在面包圈表面的活套不能被收缩为一个点,因此面包圈就是多连通的。虫洞就是典型的多连通空间,所以绕在虫洞脖子上的套索不能被抽紧。

 

97多元宇宙(multiverse)

许多宇宙。这一概念一度被认为带有高度的猜测性,如今被看做是理解早期宇宙的关键概念。有若干形式的多元宇宙,都密切相关。任一量子理论都有一个多元宇宙的各种量子态。应用到宇宙上,这就意味着存在着无穷数量的平行宇宙,互相分离。膨胀理论引入多元宇宙说,用以解释膨胀的过程是如何开始并结束的。弦理论引入多元宇宙说,因为它提供了大量的可能的解。在M理论中,这些宇宙实际可以互相碰撞。还有一些人出于哲学上的需要,引入多元宇宙说,来解释人择原理。

 

98μ介子(muon)

缪介子,一种与电子完全相同的亚原子粒子,但质量要大得多。它属于标准模型中的第二种冗余代。

 

99负能量(negativeenergy)

这种能量小于零。物质有正能量,引力有负能量,这二者在许多宇宙模型中都可以互相抵消。在量子理论中,由于有卡西米尔效应和其他一些效应,则允许有一种不同的负能量,可以用做一种驱动力,使虫洞稳定。负能量在创造和稳定虫洞过程中有用。

 

100中微子(neutrino)

这是一种飘忽不定的、几乎没有质量的亚原子粒子。它们对其他粒子的反应非常弱,可以穿透若干光年厚的铅而不与任何东西发生相互作用。它们是从超新星中大量释放出来的。中微子的数量大到把围绕坍缩中的恒星周围的气体加热的程度,从而导致超新星的爆发。

 

101中子(neutron)

这是一种中性的亚原子粒子,与质子一起构成原子核。

 

102中子星(neutronstar)

这是指坍塌的恒星,由致密的中子构成。它的直径通常为10~15英里(16~24千米)。当它自转的时候,它以不规则方式释放出能量,造成脉冲星。它是超新星的遗骸。如果中子星相当大,大约如3个太阳质量那样大,那么它就有可能坍塌为一个黑洞。

 

103核合成(nucleosynethesis)

从大爆炸时开始的以氢创造高等级核子的过程。这样,人们就可以获得比较丰富的各种可以在大自然中找到的元素。这是大爆炸的三个“证据”之一。高等元素是在恒星中心形成的。超过铁以上的元素都是在超新星爆发中炮制成的。

 

104核子(nucleus)

原子中微小的核心,由质子和中子构成,直径大约10-13厘米。核子中质子的数量决定了围绕着核子的壳层中有多少电子,这又进而决定了原子的化学特性。

 

105奥尔贝斯悖论(Olbers’paradox)

这个悖论提出的问题是,夜空为什么是黑色的。如果宇宙是无穷大的,而且是均匀的,那么我们肯定会接收到无穷数量的恒星发出的光,因此天空应该是白的,这与我们观察到的实际情况不相符。大爆炸和恒星的有限寿命解释了这个悖论。大爆炸使从宇宙深空到达我们眼睛的光线截断了。

 

106微扰理论(perturbationtheory)

物理学家利用微扰理论,通过求出无穷数量的小修正之和的方式,解决量子理论问题。弦理论中几乎所有的工作都是通过弦微扰理论完成的,但有一些最为有趣的问题则超出了微扰理论的能力,例如超对称性破缺。于是,我们就需要有非微扰方式来解弦理论,但目前这种方式还没有以任何系统的方式真正出现。

 

107光子(photon)

光的粒子或量子。光子是爱因斯坦首次提出的,用以解释光电效应,即,把光照射到金属上时会弹射出电子。

 

108普朗克能量(Planckenergy)

10019亿电子伏特。这是大爆炸的能量,此时所有的力都统一为单独一个超力。

 

109普朗克长度(Plancklength)

10-33厘米。这是在大爆炸时期的尺度,那时引力与其他力的强度一样。在这个尺度上,空间时间变成“泡泡状”,真空中有微小的泡泡和虫洞出现并消失。

 

110

10的幂(powersoften)

科学家用来标示极大或极小数字的一种简便写法。例如,10n就等于1之后跟着n个零。1000就是103。同样,10-n就等于10n的倒数,即,0.000…001,有n-1个零。同样,千分之一就是10-3或0.001。

 

111质子(proton)

这是一种有正电荷的亚原子粒子,与中子一起构成原子核。它们很稳定,但大统一理论预言,在经过很长时期以后,它们有可能衰变。

 

112脉冲星(pulsar)

这是旋转中的中子星。由于它不规则,所以它就像一座旋转着的灯塔,看起来像是一颗眨眼睛的恒星。

 

113量子涨落(quantumfluctuation)

相对牛顿或爱因斯坦经典理论的一些微小变化,是由测不准原理造成的。宇宙本身可能就是从子虚乌有中的量子涨落(超空间)演化出来的。大爆炸中的量子涨落造就了今天的星系团。几十年来一直阻碍形成统一场理论的量子引力问题,在于引力理论的量子涨落具有无穷性,而这是无法解释的。迄今为止,只有弦理论能消除这些无穷的引力量子涨落。

 

114量子泡沫(quantumfoam)

这是指在普朗克长度的层面上,空间时间产生的微小的像泡沫一样的扭曲。如果我们能够窥探到普朗克长度上的时空结构,那么我们就会看到那里有许多极小的泡泡和虫洞,看起来像泡沫一样。

 

115量子引力(quantumgravity)

一种遵循量子原理的引力形式。把引力量化的时候,我们会看到一个引力包,称为引力子。把引力量化的时候,我们通常发现它的量子涨落是无穷的,从而使这个理论变得毫无用处。目前,弦理论是唯一能够消除这些超位数的。

 

116量子跃迁(quantumleap)

这是指物体状态发生突然变化,是经典物理学所不允许的。原子内部的电子在轨道之间进行量子跃迁,在此过程中或释放光或吸收光。宇宙有可能是从子虚乌有中发生了一次量子跃迁,从而产生了我们今天的宇宙。

 

117量子力学(quantummechanics)

这是指1925年提出的完整的量子理论,取代了普朗克和爱因斯坦的“老的量子理论”。旧的量子理论汇集了各种旧的经典概念和较新的量子概念。与此不同,量子力学以波动方程和测不准原理为基础,代表了与经典物理学的重大决裂。实验室中还从来没有发现不符合量子力学的现象。该理论在今天的最新版本称为量子场论,它把狭义相对论和量子力学结合在一起。然而,要为引力建立一个完整的量子力学理论是超乎寻常地困难。

 

118量子理论(quantumtheory)

这是亚原子物理的理论。它是有史以来最成功的理论之一。量子理论加上相对论构成基础层面上全部物理学知识的总和。粗略而言,量子理论是建立在三项原则之上的:(a)能量以称做量子的离散包形式存在;(b)物质是以点状粒子为基础的,但找到它们的概率则是由波来显示的,而波则遵循薛定谔的波动方程;(c)要使波坍塌并确定一个物体的最终状态,需要进行观测。量子理论的基本原理与广义相对论的基本原理是倒转过来的,广义相对论有确定性,并且是建立在光滑表面上的。如何将相对论与量子理论结合起来,是今天物理学面临的最大难题之一。

 

119夸克(quark)

一种构成质子和中子的亚原子粒子。三个夸克构成一个质子或中子,一个夸克和一个反夸克组成的一对构成一个介子。夸克本身是标准模型的组成部分。

 

120脉冲星(quasar)

这是准恒星天体。它们是在大爆炸之前不久形成的巨大星系。在它们的中心有巨大的黑洞。我们今天看不到脉冲星,正好推翻了稳恒态理论,该理论声称,今天的宇宙与几十亿年以前没有什么不同。

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