Протон – положительно заряженная частица, очень похожая на нейтрон. В большинстве атомов протоны составляют около половины всех частиц в ядре.
Радиоактивность – случайный (спонтанный) распад атомного ядра, превращающий его в ядро другого типа.
Радиоастрономия – раздел астрономии, занимающийся исследованием космического радиоизлучения. Возник с появлением первых радиотелескопов – телескопов, используемых для приема радиоизлучения из космоса. Основными элементами являются: антенна, чувствительный радиоприемник, перестраиваемый по частоте, который называют радиометром, и регистрирующая аппаратура. Для улучшения разрешающей способности радиотелескопы обычно объединяют в радиоинтерферометры.
Радиогалактика – галактика, отличающаяся необычно сильным радиоизлучением. Обычно это крупные массивные галактики с плотной центральной областью – ядром. У наиболее мощных радиогалактик светимость в радиодиапазоне превышает оптическую светимость. Радиоисточники, связанные с радиогалактиками, обычно состоят из отдельных компонентов (ядро, радиогало, радиовыбросы, называемые также радиоджетами). Механизм их радиоизлучения связан с движением в магнитном поле энергичных электронов, выброшенных из активного ядра галактики. Ближайшие радиогалактики – Центавр A (NGC 5128) в созвездии Центавра и галактика Дева А (NGC 4486) в центре скопления галактик в созвездии Девы.
Световая секунда (световой год) – расстояние, проходимое светом за одну секунду (один год).
Сингулярность – точка в пространстве-времени, где искривление пространства-времени (или некая другая физическая величина) достигает бесконечного значения. В случае гравитационной сингулярности все вещество небесного тела под действием сил тяготения устремляется к ее центру, образуя черную дыру коллапсара с сингулярностью в центре. Такая сингулярность связана с плотностью материи, стремящейся к бесконечности.
Солнце – центральная одиночная звезда нашей Солнечной системы, вокруг которой обращаются все другие объекты: планеты и их спутники, карликовые планеты и их спутники, астероиды, метеориты, кометы и космическая пыль. Масса Солнца составляет 99,8 % от суммарной массы всей Солнечной системы. Солнечное излучение поддерживает жизнь на поверхности Земли, участвуя в фотосинтезе, и влияет на земную погоду и климат. Солнце состоит из 74 % водорода, 25 % гелия и незначительных концентраций других элементов. Солнце относится к типу G2V (желтый карлик). Температура поверхности Солнца достигает 5780 градусов Кельвина, поэтому Солнце светит ровным белым светом, но из-за поглощения атмосферой Земли цвет нашего светила имеет желтый оттенок днем и красноватый при рассвете и закате.
Спектр – совокупность частот, составляющих волны какого-либо излучения, в частности, электромагнитного. Видимую часть солнечного спектра можно наблюдать в радуге.
Специальная (частная) теория относительности (СТО) – теория Эйнштейна, основанная на идее, что законы физики должны быть одинаковыми для всех наблюдателей, независимо от того, как они движутся при отсутствии гравитационных явлений. СТО является современной теорией пространства и времени, в наиболее общем виде устанавливая связь между событиями в пространстве-времени и определяя форму записи физических законов, не меняющуюся при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Ключевым в теории является новое понимание понятия одновременности событий, основанное на постулате о существовании максимальной скорости распространения сигналов – скорости света в вакууме. СТО обобщает представления классической механики Галилея – Ньютона на случай движения тел со скоростями, близкими к скорости света.
Темная материя и энергия – материя в галактиках, их скоплениях и, возможно, между скоплениями, которая не может наблюдаться непосредственно, но может быть обнаружена по ее гравитационному притяжению, составляя до 90 % массы Вселенной. Темная энергия пока еще является гипотетической формой некого поля, оказывающего отрицательное гравитационное давление и равномерно заполняющего всю метагалактику. Согласно теории относительности гравитация зависит не только от массы, но и от давления, причем отрицательное давление должно порождать антигравитационное отталкивание. Это, в общем, соответствует недавно обнаруженному ускоренному расширению Вселенной, где такая сила действительно действует в метагалактических масштабах. Темная энергия также должна составлять значительную часть скрытой массы метагалактики. Существует несколько вариантов объяснения сущности темной энергии, среди которых выделяются два. Согласно первому, темная энергия связана с космологической константой Эйнштейна как неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство. Согласно второму – темная энергия есть некая «квинтэссенция» в виде динамического поля, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени.
Термоядерный синтез – реакция слияния легких атомных ядер в более тяжелые ядра, происходящая при сверхвысокой температуре и сопровождающаяся выделением огромных количеств энергии. Ядерный синтез – это реакция, обратная делению атомов: при делении энергия выделяется за счет расщепления тяжелых ядер на более легкие. Выделение энергии при ядерном синтезе обусловлено действующими внутри ядра чрезвычайно интенсивными силами притяжения; эти силы удерживают вместе входящие в состав ядра протоны и нейтроны. Они очень интенсивны на внутриядерных расстояниях и чрезвычайно быстро ослабевают с увеличением расстояния. Помимо этих сил положительно заряженные протоны создают электростатические силы отталкивания. Радиус действия электростатических сил гораздо больше, чем у ядерных, поэтому они начинают преобладать, когда ядра удалены друг от друга. В нормальных условиях кинетическая энергия ядер легких атомов слишком мала для того, чтобы, преодолев электростатическое отталкивание, они могли сблизиться и вступить в ядерную реакцию. Однако отталкивание можно преодолеть сильным внешним воздействием, например, сталкивая ядра, обладающие высокой относительной скоростью. Согласно современным астрофизическим представлениям основным источником энергии Солнца и других звезд является происходящий в их недрах термоядерный синтез, однако существуют серьезные сомнения относительно того, что он протекает так же, как в земных условиях при взрыве водородной бомбы. Термоядерный синтез сопровождается колоссальным выделением энергии на единицу массы реагирующих веществ – в десятки миллионов раз большим, чем в химических реакциях.
Ускоритель элементарных частиц – установка, способная ускорять движущиеся заряженные частицы, передавая им энергию при помощи электромагнитов. Существует несколько типов ускорителей, например: синхрофазотроны, циклотроны, бетатроны, коллайдеры.
Фотон – световой квант электромагнитного излучения.
Черная дыра (гравитационный коллапсар, застывшая звезда, замерзшая звезда) – область пространства, в которой гравитационное притяжение настолько сильно, что ни вещество, ни излучение не могут эту область покинуть. Для находящихся там тел вторая космическая скорость (скорость убегания) должна была бы превышать скорость света, что невозможно, поскольку ни вещество, ни излучение не могут двигаться быстрее света. Поэтому из черной дыры ничто не может вылететь. Границу области, за которую не выходит свет, называют «горизонтом событий», или просто «горизонтом» черной дыры. Чтобы поле тяготения смогло «запереть» излучение, создающая это поле масса должна сжаться до объема, меньшего чем «гравитационный радиус». Значение гравитационного радиуса чрезвычайно мало по сравнению с обычными размерами небесных тел. Можно определить черную дыру, как область пространства-времени, из которой невозможно никакое сообщение с внешней по отношению к ней Вселенной. У черной дыры нет поверхности как таковой, но есть граница, напоминающая мембрану, называемая «горизонт событий». Для не вращающейся незаряженной черной дыры размер горизонта и определяется написанной выше формулой для гравитационного радиуса. После коллапса звезды в черную дыру ее свойства будут зависеть только от двух параметров: массы и углового момента вращения. Черные дыры представляют собой универсальные объекты, то есть их свойства не зависят от свойств вещества, из которого они образованы. При любом химическом составе вещества исходной звезды свойства черной дыры будут одними и теми же, подчиняясь только законам теории гравитации. Расчеты показывают, что тела астрономического масштаба (например, массивные звезды) после истощения в них термоядерного топлива могут под действием собственного тяготения сжиматься до размера своего гравитационного радиуса. Астрономы нашли многие сотни кандидатов в черные дыры с массами от единиц до миллиардов солнечных масс, однако их изучение затруднено огромными расстояниями от Земли.
