Мичио Каку
Паралелни светове (15)

Терминологичен речник

COBE (Cosmic Background Explorer) — спътникът, който ни даде може би най-убедителното доказателство в подкрепа на теорията за Големия взрив, като измери лъчението на черното тяло, останало от първоначалното огнено кълбо. Резултатите бяха допълнени и обогатени от спътника WMAP.

LHC (Large Hadron Collider) — ускорител на частици за създаване на енергийни лъчи от протони недалеч от Женева, Швейцария. Когато бъде завършен, той ще може да предизвиква сблъсквания на частици с енергии, каквито не са виждани от времето на Големия взрив. Има надежда, че след включването му през 2007 г. ще бъдат открити Хигс-частици и s-частици.

LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) — най-големият в света детектор на гравитационни вълни, разположен в щата Вашингтон и в Луизиана, работещ от 2003 г.

LISA (Laser Interferometry Space Antenna) — група от три сателита, използващи лазерни лъчи за измерване на гравитационни вълни. Системата, която ще заработи след няколко десетилетия, може да се окаже достатъчно чувствителна, за да потвърди или отрече инфлационната теория, а вероятно и струнната теория.

MACHO (Massive Compact Halo Object) — масивни компактни хало-тела — тъмни звезди, планети, астероиди и др., които трудно могат да се регистрират с оптичен телескоп и вероятно са част от тъмната материя. Последните данни показват, че огромната част от тъмната материя не е съставена от MACHO.

WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) — слабо взаимодействащи масивни частици, които по всяка вероятност съставляват по-голяма част от тъмната материя във вселената. Съществуването им се предполага от струнната теория.

WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) — микровълнова анизотропна сонда на Уилкинсън, изведена в космоса през 2001 г. и фотографирала небето, показвайки в детайли микровълновото лъчение, създадено от Големия взрив преди 13,7 милиарда години.

Антигравитация — обратното на гравитацията, което означава сила на отблъскване вместо сила на привличане. Днес знаем, че антигравитацията наистина съществува. Вероятно тя е причина вселената да се е разширила рязко след Големия взрив и да продължава да се разширява все по-бързо и в момента. Силата на антигравитацията обаче е прекалено малка, за да се измери в лабораторни условия и затова няма практически последици. Антигравитацията се създава от отрицателната материя (която никога не е наблюдавана в природата).

Антиматерия — обратното на материя. Съществуването на антиматерията е предсказано за първи път от П. А. М. Дирак. Зарядът на античастиците е обратен на заряда на обикновените частици — антипротонът има отрицателен заряд, а антиелектронът (позитронът) — положителен. Когато частица и античастица се сблъскат, те се анихилират една друга. Досега най-сложният антиатом, получен в лабораторни условия, е атомът на антиводорода. Остава загадка защо нашата вселена е съставена предимно от материя, а не от антиматерия. Ако Големият взрив бе създал еднакви количества и от двете, те щяха да се анихилират взаимно и нас нямаше да ни има.

Антропен принцип — принцип, според който константите на вселената са настроени така, че да позволят съществуването на живот и разум. Според силния антропен принцип за настройването на физичните константи е необходима намесата на някакъв висш разум. Слабият антропен принцип просто гласи, че константите трябва да имат точно определени стойности, за да може да се появи разумът (в противен случай нямаше да ни има), но оставя отворен въпроса какво или кой е извършил настройката. Експериментите показват, че константите на природата наистина изглеждат фино настроени за възникването на живота и съзнанието. Някои смятат, че това е знак за съществуването на създател. Според други това е знак за съществуването на мултивселена.

АПР-експеримент (експеримент на Айнщайн-Подолски-Розен) — експеримент, който бе разработен с цел да опровергае квантовата теория, но всъщност потвърди, че вселената е нелокална. Ако при експлозия два кохерентни фотона полетят в противоположни посоки и ако техните спинове се запазят, то спинът на единия фотон ще е обратен на спина на другия. Следователно с измерването на спина на единия фотон автоматически ще получим и спина на втория, а той може да се намира на другия край на вселената. Следователно информацията се движи по-бързо от светлината. (По този начин обаче не може да се изпрати никаква полезна информация.)

Атомен разбивач — разговорно название на ускорител на частици — устройство, с чиято помощ се създават потоци от субатомни частици, движещи се с близка до светлинната скорост. Най-големият ускорител е LHC, който предстои да бъде завършен недалеч от Женева, Швейцария.

Барион — частица като протона и неутрона, която се подчинява на силните взаимодействия. Барионите са вид хадрон (силно взаимодействаща частица). Днес знаем, че съставената от бариони материя е само малка част от материята във вселената и количеството й е направо нищожно в сравнение с количеството тъмна материя.

Бозон — субатомна частица, чийто спин е цяло число, като фотона и предполагаемият гравитон. Бозоните се обединяват с фермионите чрез суперсиметрия.

Брана — съкращение от мембрана. Браните могат да имат до единадесет измерения. Те са в основата на М-теорията, която е основният кандидат за всеобща теория. Ако направим сечение на единадесетизмерна брана, ще получим десетизмерна струна. Ето защо струната е едно-брана.

Бяло джудже — финален етап от живота на звезда, съставена от леки елементи като кислород, литий, въглерод и т.н. тези елементи се откриват, когато червеният гигант изразходва горивото си от хелий и се свие. Обикновено белите джуджета са с приблизителните размери на Земята и тежат не повече от 1,4 слънчеви маси (в противен случай могат да колапсират).

Вакуум — празно пространство. Според квантовата теория обаче празното пространство е пълно с виртуални субатомни частици, които се появяват и изчезват за част от секундата. Вакуумът се използва и за описване на най-ниското енергийно състояние на дадена система. Смята се, че вселената е тръгнала от състояние на фалшив вакуум към съвременния истински вакуум.

Велика обща теория (GUT — Grand Unified Theory) — теория, която обединява слабото ядрено, силното ядрено и електромагнитното взаимодействие (без гравитацията). Симетрията на GUT-теориите SU₍₅₎ смесва кварки и лептони. В тези теории протоните са нестабилни и могат да се разпаднат в позитрони. GUT-теориите са нестабилни (освен ако не им се добави суперсиметрия) и не вземат предвид гравитацията (добавянето й води до дивергенции и безкрайности).

Виртуални частици — частици, които се появяват за съвсем кратко време от вакуума и изчезват. По силата на принципа на неопределеността виртуалните частици нарушават законите за запазване, но за съвсем кратко време. Понякога виртуалните частици могат да станат реални, ако към вакуума се добави достатъчно енергия. В микроскопичен мащаб виртуалните частици могат да съдържат дупки-червеи и бебета-вселени.

Вселена на Де Ситер — космологично решение на уравненията на Айнщайн, според което вселената се разширява експоненциално. Основна роля играе космологичната константа, която създава експоненциалното разширяване. Смята се, че по времето на инфлацията вселената е била вселена на Де Ситер и че през последните 7 милиарда години постепенно отново е станала такава. Причината за това разширяване на Де Ситер е неизвестна.

Вълнова функция — вълна, която съпътства всяка субатомна частица. Това е математическо описание на вероятността да се открие положението и скоростта на която и да е частица. Шрьодингер е първият, извел уравненията за вълновата функция на електрона. В квантовата теория материята се състои от частици-точки, но вероятността за откриване на частицата се представя като вълнова функция. По-късно Дирак предложи вълново уравнение, което включа специалната теория на относителността. Днес цялата квантова физика, включително и струнната теория, се формулира чрез вълнови функции.

Галактика — огромно струпване, обикновено съдържащо стотина милиарда звезди. Галактиките са няколко вида, сред които елиптични, спираловидни (нормални или пресечени) и неправилни. Нашата галактика се нарича Млечен път.

Големият взрив — експлозията, която създала вселената и разхвърляла галактиките във всички посоки. При възникването на вселената температурата била невъобразимо висока, а плътността на материята — огромна. Според данните от спътника WMAP Големият взрив е станал преди 13,7 милиарда години. Остатъчното лъчение от него се регистрира и днес като микровълново фоново лъчение. Разполагаме с експериментални „доказателства“ за Големия взрив — червеното отместване на галактиките, микровълновото фоново лъчение и ядрения синтез на елементите.

Големият срив — окончателното свиване на вселената. Ако плътността на материята е достатъчно висока (ако стойността на Омега е по-голяма от единица), тогава количеството й е достатъчно, за да спре разширяването на вселената и да я свие отново. В момента на Големия срив температурата нараства безкрайно.

Големият студ — гибелта на вселената, когато температурата й достигне абсолютната нула. Големият студ вероятно ще бъде последното състояние на нашата вселена, тъй като се смята, че сумата на Омега и Ламбда е единица и следователно вселената се разширява все по-бързо. В нея няма достатъчно материя, която да спре разширяването, поради което то по всяка вероятност ще продължи и за напред.

Гравитационна вълна — вълна на гравитацията, предсказана от общата теория на относителността. Тя бе косвено измерена чрез наблюдаване на обикалящи един около друг пулсари.

Гравитон — предполагаема субатомна частица, която е квант на гравитацията. Гравитонът има спин 2 и е прекалено малък, за да се наблюдава в лабораторни условия.

Граница на Чандрасекар — 1,4 слънчеви маси. Отвъд тази граница силата на гравитацията на едно бяло джудже става толкова голяма, че преодолява силата на отблъскване на електрона и свива звездата, създавайки свръхнова. Ето защо всички бели джуджета, които наблюдаваме във вселената, имат маса под 1,4 слънчеви маси.

Декохерентност — състояние, в което вълните вече не са във фаза една с друга. Декохерентността може да се използва за решаването на парадокса с котката на Шрьодингер. Според теорията за многото светове вълновите функции на живата и на мъртвата котка се разделят една от друга и затова не могат да си взаимодействат, което позволява котката, да бъде едновременно жива и мъртва. Вълновата функция на мъртвата котка и тази на живата могат да съществуват едновременно, но не могат да си взаимодействат. Декохерентността обяснява просто парадокса с котката, без да прави никакви допълнителни предположения като колапсирането на вълновата функция.

Детектор на гравитационни вълни — ново поколение устройства, измерващи малките нарушения в гравитацията с помощта на лазерни лъчи. Възможно е детектори като LIGO скоро да открият гравитационни вълни. Детекторите могат да се използват за анализиране на лъчението от първата една трилионна от секундата след Големия взрив. Космическият детектор LISA може дори да ни даде първите експериментални доказателства за струнната или за някоя друга теория.

Детерминизъм — философия, според която всичко, дори бъдещето, е предопределено. Съгласно законите за движението на Нютон, ако знаем скоростта и положението на всички частици във вселената, по принцип можем да изчислим еволюцията на цялата вселена. Принципът на неопределеността обаче показа, че детерминизмът е погрешен.

Деутерий — ядрото на тежкия водород, състоящо се от един протон и един неутрон. Деутерият в космоса е получен предимно по времето на Големия взрив, а не от звездите, и сравнително големите му количества позволяват изчисляването на ранните състояния на Големия взрив. Голямото количество деутерий може да се използва и за опровергаването на теорията за стационарната вселена.

Доплеров ефект — промяната в честотата на вълна при движението на тяло към или от вас. Ако една звезда се движи към вас, честотата на светлината се увеличава и затова жълтата звезда изглежда леко синкава. Ако звездата се отдалечава, честотата на светлината намалява и жълтата звезда изглежда червеникава. Тази промяна в честотата може да се създаде и при разширяването на самото пространство между две точки, както е при разширяващата се вселена. Чрез измерване на отместването на честотата може да се изчисли скоростта, с която се отдалечава звездата.

Екзотична материя — нова форма материя с отрицателна енергия. Тя е различна от антиматерията, която има положителна енергия. Отрицателната материя би трябвало да има антигравитация и да се издига нагоре вместо да пада надолу. Ако съществува, екзотичната материя би могла да се използва за създаване на машина на времето. Никой обаче не е виждал екзотична материя.

Екстрасоларна планета — планета, обикаляща около друга звезда. Понастоящем са регистрирани над сто такива тела и темпото им на откриване е около две на месец. Повечето от тях за съжаление са подобни на Юпитер гиганти и не са благоприятни за живот. След няколко десетилетия ще разполагаме със сателити, способни да откриват подобни на Земята екстрасоларни планети.

Електромагнитна сила — силата на електричеството и магнетизма. Когато вибрират в унисон, те създават поле, което може да опише ултравиолетовото лъчение, радиовълните, гама-лъчите и т.н. — всички вълни, които се подчиняват на уравненията на Максуел. Електромагнитната сила е една от четирите фундаментални сили във вселената.

Електрон — субатомна частица с отрицателен заряд, която обикаля около ядрото на атома. Броят електрони около ядрото определя химичните свойства на атома.

Електронволт — енергията, която акумулира един електрон при преминаването му през потенциал един волт. За сравнение, химичните реакции обикновено използват енергии, измервани в електронволта или по-малко, докато при ядрените могат да достигнат стотици милиони електронволта. Съвременните ускорители могат да генерират частици с енергии, достигащи милиарди до трилиони електронволта.

Ентропия — мярка за липса на ред или за хаос. Според втория закон на термодинамиката общото количество ентропия във вселената расте и това означава, че рано или късно всичко се разпада. Приложен към вселената, този принцип означава, че тя ще клони към състояние на максимална ентропия, каквото е състоянието на еднороден газ при абсолютна нула. За обръщането на хода на ентропията в един ограничен район (хладилник например) е необходимо допълнително добавяне на енергия отвън. Но общото количество ентропия расте дори за хладилника (поради което задната му част е топла). Някои смятат, че вторият закон на термодинамиката в крайна сметка вещае гибелта на вселената.

Ефект на Казимир — отрицателна енергия, получена от две безкрайно дълги незаредени плочи, поставени близо една до друга. Виртуалните частици между тях упражняват по-малък натиск от този на виртуалните частици отвън, поради което плочите се привличат една към друга. Това слабо привличане може да се измери в лабораторни условия. Ефектът на Казимир може да се използва за получаване на машина на времето или дупка-червей, стига получената енергия да е достатъчно голяма.

Закон на Хъбъл — колкото по-далеч е една галактика, толкова по-бързо се движи тя. Това наблюдение е направено през 1929 г. от Едуин Хъбъл и е в съответствие с теорията за разширяващата се вселена на Айнщайн.

Закони за запазването — закони, според които някои количества никога не се променят. Например закона за запазване на материята и енергията гласи, че общото количество материя и енергия във вселената е константно.

Затворени времеподобни криви — пътища от теорията на Айнщайн, които се връщат назад във времето. Те са невъзможни според специалната, но могат да съществуват според общата теория на относителността при наличието на достатъчна концентрация на положителна или отрицателна енергия.

Златна зона — тесен набор от параметри, в рамките на които е възможно възникването на разум. В този смисъл, Земята и вселената са „точно подходящи“ за образуването на съединенията, благодарение на които е възможен животът. Открити са редица златни зони за фундаменталните константи на вселената, както и за свойствата на Земята.

Измерение — координата или параметър, с чиято помощ се измерва пространството и времето. Познатата ни вселена има три пространствени и едно времево измерение. В струнната теория и М-теорията за описването на вселената ни трябват десет (единадесет) измерения, от които при лабораторни изследвания могат да се наблюдават само четири. Причината да не виждаме останалите измерения е или защото те са свити, или защото нашите трептения са ограничени до повърхността на мембрана.

Изотоп — вариант на елемента със същия брой протони, но с различен брой неутрони. Изотопите имат едни и същи химични свойства, но са с различна маса.

Изпаряване на черна дупка — лъчението, което успява да се измъкне от черната дупка. Съществува съвсем малка, но поддаваща се на изчисление вероятност черната дупка малко по малко да изпуска лъчение. Чрез това квантово изпаряване ще се освободи толкова енергия, че черната дупка ще престане да съществува. Това лъчение е прекалено слабо, за да се наблюдава експериментално.

Интерференция — смесване на две вълни със слабо различаващи се фази или честоти, което създава характерен интерферентен профил. Чрез анализирането на този профил може да се регистрират разликите между вълни, различаващи се съвсем малко.

Интерферометрия — използване на интерференцията на светлинни вълни за откриването на малки разлики между вълни от два различни източника. Интерферометрията може да се използва за откриване на гравитационни вълни и други обекти, които трудно се регистрират по друг начин.

Инфлационна теория — теория, според която вселената се е разширила невероятно много в момента на възникването си. Инфлационната теория може да реши проблема с плоската вселена, монополюсите и проблема с хоризонта.

Инфрачервено лъчение — топлинни или електромагнитни вълни, които са с малко по-ниска честота от тази на светлината.

Йерархичен проблем — нежелателно смесване между физиката на ниските енергии и дължината на Планк в GUT-теориите, което ги прави безсмислени. Йерархичният проблем може да се реши чрез добавяне на суперсиметрия.

Квазар — квазизвезден обект. Квазарите са огромни галактики, образувани малко след Големия взрив, с грамадни черни дупки в центъра. Фактът, че днес не наблюдаваме квазари е един от начините да се опровергае теорията за стационарната вселена, според която и преди милиарди години вселената е изглеждала по същия начин, по който я виждаме и сега.

Квантов скок — внезапна промяна на състоянието на даден обект, който е недопустим в класическата физика. Електроните на атома правят квантови скокове между орбитите, като при това поглъщат или изпускат светлина. Възможно е вселената да представлява подобен квантов скок от нищото.

Квантова гравитация — форма на гравитация, която се подчинява на квантовия принцип. В такъв вид се получава порция гравитация, която се нарича гравитон. Обикновено при квантирането на гравитацията се оказва, че нейните квантови флуктуации са безкрайни и това прави теорията безсмислена. Понастоящем струнната теория е единственият кандидат, способен да премахне тези безкрайности.

Квантова механика — предложената през 1925 г. завършена квантова теория, която замести „старата квантова теория“ на Планк и Айнщайн. За разлика от старата теория, която е хибрид от класически концепции и по-нови квантови идеи, квантовата механика се основава на вълновите функции и принципа на неопределеността и представлява значително отдалечаване от класическата физика. Засега в лабораторни условия не са наблюдавани никакви отклонения от квантовата механика. Най-развитата й съвременна форма се нарича квантова теория на полето, която комбинира специалната теория на относителността и квантовата механика. Формулирането на изцяло квантова механична теория на гравитацията обаче е изключително трудно.

Квантова пяна — малки, подобни на пяна изкривявания на континуума пространство-време при Планкова дължина. Ако можем да погледнем тъканта на континуума пространство-време под такова силно увеличение, ще видим малки мехури и дупки-червеи, които приличат на пяна.

Квантова теория — теорията на физиката на елементарните частици, една от най-успешните теории на всички времена. Квантовата теория и теорията на относителността представляват цялото физично познание на фундаментално ниво. Най-общо казано, квантовата теория се основава на три принципа: 1) енергията се състои от дискретни порции, наречени кванти; 2) материята се основава на частици-точки, но вероятността за откриването им се дава като вълна, която се подчинява на вълновото уравнение на Шрьодингер; 3) за определянето на окончателното състояние на даден обект е нужно измерване, което колапсира вълновата му функция. Постулатите на квантовата теория са обратни на тези на общата теория на относителността, която е детерминистична и се основава на гладки повърхности. Съчетаването на теорията на относителността и квантовата теория е един от най-големите проблеми на съвременната физика.

Квантова флуктуация — малки вариации от класическите теории на Нютон и Айнщайн вследствие принципа на неопределеността. Самата вселена може да е възникнала като квантова флуктуация в нищото (хиперпространството). Квантовите флуктуации по времето на Големия взрив са съвременните галактически купове. Проблемът с квантовата гравитация, който в продължение на много десетилетия не позволяваше създаването на единна теория на полето, се състои в това, че квантовите флуктуации на гравитацията са безкрайни, което е безсмислено. Засега единствено струнната теория е в състояние да премахне квантовите флуктуации на гравитацията.

Кварк — субатомна частица, от която са изградени протонът и неутронът. Три кварка правят един протон или неутрон, двойка кварк и антикварк правят мезон. Кварките са част от Стандартния модел.

Класическа физика — физиката преди появата на квантовата теория, основаваща се на детерминистичната теория на Нютон. Част от класическата физика е и теорията на относителността, тъй като тя не включва принципа на неопределеността. Класическата физика е детерминистична — т.е., можем да предскажем бъдещето, ако знаем движението на всички частици в настоящето.

Компактификация — процесът на свиване на нежеланите измерения на пространството и времето. Тъй като струнната теория съществува в десетизмерно хиперпространство, а ние живеем в четириизмерен свят, трябва по някакъв начин да свием шест от десетте измерения на толкова малка топка, че дори атомите да не могат да избягат в тях.

Константа на Хъбъл — скоростта на галактика с червено отместване, разделена на разстоянието до нея. Константата на Хъбъл измерва скоростта на разширяване на вселената. Колкото по-ниска е константата, толкова по-стара е вселената. Спътникът WMAP установи, че константата на Хъбъл е 71 км/сек на един милион парсека, или 21,8 км/сек на един милион години, с което бе сложен край на дългите спорове около нея.

Копенхагенска школа — школата на Нилс Бор, според която дадено тяло трябва да се наблюдава, за да може неговата вълнова функция да „колапсира“ в определено състояние. Преди акта на наблюдението всички тела съществуват във всички възможни състояния — дори и в абсурдните. Тъй като не наблюдаваме едновременно мъртви и живи котки, Бор трябвало да приеме съществуването на „стена“, която разделя субатомния свят от света, който наблюдаваме със собствените си сетива. Тази интерпретация срещна съпротива, тъй като представлява отделяне на квантовия свят от обичайния макроскопичен свят. Редица физици смятат, че светът около нас също трябва да се подчинява на квантовата теория. Благодарение на постиженията в областта на нанотехнологиите съвременните учени могат да манипулират отделните атоми и затова разбираме, че между двата свята не съществува никаква „стена“. Ето защо проблемът с котката се появява отново.

Космическа струна — остатък от Големия взрив. Теории предсказват, че биха могли да се запазят останки от Големия взрив във формата на огромни космически струни с размерите на галактика или още по-големи. Сблъсъкът на две космически струни може да направи възможни определени начини за пътуване във времето.

Космическо микровълново фоново лъчение — остатъчното лъчение от Големия взрив, което продължава да обикаля вселената. За първи път е предсказано през 1948 г. от Джордж Гамов и екипа му. Температурата му е 2,7 градуса над абсолютната нула. Откриването му от Пензиас и Уилсън бе най-убедителното „доказателство“ за Големия взрив. Днес учените измерват малките отклонения във фоновото лъчение, за да намерят доказателства за инфлационната или други теории.

Кохерентно лъчение — лъчение, което е във фаза със самото себе си. Кохерентното лъчение като онова, което имаме при лазерния лъч, може да бъде накарано да влезе в интерференция със самото себе си и по този начин да регистрира слаби отклонения в движението или позицията. Този принцип се използва при интерферометрите и детекторите на гравитационни вълни.

Критична плътност — плътност на вселената, която я поставя в състояние между постоянно разширяване или повторно свиване. Критичната плътност, измерена в определени единици, е Омега = 1 (а Ламбда = 0); така вселената се намира в балансирано положение между две алтернативни бъдеща — Големия студ или Големия срив. Днес получените от спътника WMAP данни показват, че Омега + Ламбда = 1, което е в съгласие с положенията, произтичащи от инфлационната теория.

Лазер — устройство за създаване на кохерентно светлинно излъчване. Laser е съкращение от Light Amplification through Stimulated Emission of Radiation (усилване на светлината чрез стимулирано лъчение). По принцип единствената граница за количеството енергия в лазерния лъч е стабилността на устройството.

Ламбда — космологичната константа, която измерва количеството тъмна енергия във вселената. Съвременните данни сочат, че сборът на Омега и Ламбда е единица, което е в съответствие с предположението, произтичащо от инфлационната теория и плоската вселена. Ламбда, за която в началото се е смятало, че има стойност 0, определя крайната участ на вселената.

Лептон — слабо взаимодействаща частица като електрона или неутриното и нейните следващи поколения като мюон. Физиците смятат, че цялата материя се състои от хадрони и лептони (силно и слабо взаимодействащи частици).

Лещи и пръстени на Айнщайн — оптично изкривяване на звездната светлина при преминаването й през междугалактическото пространство, предизвикано от гравитацията. Често отдалечените галактически купове приличат на пръстени. Лещите на Айнщайн могат да се използват за изчисляване на редица ключови величини, в това число количеството тъмна материя и дори стойностите на Ламбда и на константата на Хъбъл.

Лъчение на черното тяло — лъчението от горещо тяло, намиращо се в термално равновесие с околната среда. Ако вземем едно кухо тяло (черно тяло), загреем го, изчакаме го да достигне термално равновесие и пробием в него малък отвор, излизащото от него лъчение ще бъде лъчението на черното тяло. Слънцето, нагорещеният ръжен и лавата изпускат приблизително лъчение на черното тяло. Това лъчение има специфична честотна зависимост, която лесно може да се измери със спектрометър. Изпълващото вселената микровълново фоново лъчение се подчинява на формулата за лъчение на черното тяло, давайки ни конкретни сведения за Големия взрив.

Мембрана — разтегната повърхност с произволен брой измерения. Нула-браната е частица-точка. Едно-браната е струна. Дву-браната е мембрана. Мембраните са основна част от М-теорията. Струните могат да се разглеждат като мембрани с едно свито измерение.

Микровълново фоново лъчение — остатък от първоначалното лъчение на Големия взрив, чиято температура е около 2,7°K. Малките отклонения в него дават на учените безценни данни, които могат да потвърдят или отхвърлят редица космологични теории.

Многообразие на Калаби-Яу — шестизмерно пространство, което се получава, когато вземем десетизмерна струнна теория и свием шест от измеренията й в малка топка, оставяйки четириизмерно суперсиметрично пространство. Пространствата на Калаби-Яу са множествено свързани — т.е., в тях има дупки, които могат да определят броя на поколенията кварки, съществуващи в нашето четириизмерно пространство. Тези многообразия са важни за струнната теория, тъй като много от свойствата им, като например броя на дупките, могат да определят броя кварки, съществуващи в четириизмерното ни пространство.

Монополюс — един-единствен магнитен полюс. Магнитите представляват неразделна двойка от северен и южен полюс, затова монополюсите никога не са били наблюдавани в лабораторни условия. По време на Големия взрив би трябвало да са били създадени множество монополюси, но днес не можем да открием нито един — вероятно с инфлацията на вселената гъстотата им е намаляла.

Мост Айнщайн-Розен — дупка-червей, свързваща две решения на черни дупки. Мостът Айнщайн-Розен първоначално трябвало да представлява субатомна частица като електрона в общата теория на полето на Айнщайн. По-късно той се използва за описване на континуума пространство-време близо до центъра на черна дупка.

М-теория — най-развитата версия на струнната теория. М-теорията съществува в единадесетизмерно пространство, в което може да има две дву-брани и пет-брани. Има пет начина, по които М-теорията може да се сведе до десет измерения и така да се получат петте известни ни суперструнни теории, които по този начин се оказват варианти на една и съща теория. Уравненията на М-теорията са напълно неизвестни.

Мултивселена — множество вселени. Смятана в миналото за чисто спекулативна, днес мултивселената се разглежда като особено важна за разбирането на ранната вселена. Съществуват няколко форми на мултивселената, които са тясно свързани помежду си. Квантовата теория има мултивселена от квантови състояния. Приложено към вселената, това означава, че би трябвало да има безкрайно много паралелни вселени, които се разделят една от друга. Инфлационната теория обяснява чрез мултивселената как е започнало и спряло рязкото разширяване. Струнната теория използва мултивселената заради огромния брой от възможни решения. В М-теорията тези вселени могат да се сблъскват една с друга. От философска гледна точка, мултивселената може да се използва за обясняване на антропния принцип.

Мюон — субатомна частица, идентична с електрона, но с по-голяма маса. Мюонът се отнася към второто поколение частици на Стандартния модел.

Нарушаване на симетрията — нарушаването на симетрията в квантовата теория. Смята се, че преди Големия взрив вселената е била в състояние на пълна симетрия. С разширяването и охлаждането й четирите фундаментални сили и техните симетрии са се отделили. Днес вселената е ужасно несиметрична и четирите сили са отделени една от друга.

Неутрино — призрачна субатомна частица с почти нулева маса. Неутриното взаимодейства много слабо с другите частици и може да измине няколко светлинни години, без да си взаимодейства с каквото и да било. Тези частици се излъчват в огромни количества от свръхновите. Количеството неутрино е толкова голямо, че загрява газовете около колапсиралата звезда и така става причина за избухването на свръхнова.

Неутрон — неутрална субатомна частица, която заедно с протона образува ядрото на атома.

Неутронна звезда — колапсирала звезда, състояща се от плътна маса неутрони. Обикновено диаметърът й е между 15 и 25 км. При въртенето си неутронната звезда излъчва енергия на неравни интервали и в такъв случай се нарича пулсар. Ако масата на неутронната звезда е голяма (около 3 слънчеви маси), тя може да колапсира в черна дупка.

Обща теория на относителността — теорията на Айнщайн за гравитацията. Вместо да я разглежда като сила, теорията на Айнщайн свежда гравитацията до страничен продукт на геометрията — изкривяването на пространството създава впечатлението за привличане. Тази теория е доказана експериментално с точност над 99 процента и предсказва съществуването на черни дупки и разширяването на вселената. Тя обаче не важи в центъра на черна дупка или в момента на Големия взрив, тъй като предположенията там са невъзможни. За обясняването на тези феномени трябва да се използва квантовата теория.

Обща теория на полето — търсената от Айнщайн теория, която би трябвало да обедини всички сили на природата в една последователна теория. Днес водещ кандидат е струнната теория или М-теорията. Първоначално Айнщайн смятал, че тази обща теория би могла да обедини теорията на относителността и квантовата теория, при което няма да има нужда от вероятности. Струнната теория обаче е квантова и като такава използва вероятности.

Омега — величината, която измерва средната плътност на материята във вселената. Ако Ламбда е нула и Омега е по-малка от единица, вселената ще се разширява безкрайно в Големия студ. Ако Омега е по-малка от единица, количеството материя е достатъчно, за да спре разширяването и вселената да започне да се свива, докато не настъпи Големият срив. Ако Омега е единица, вселената е плоска.

Отрицателна енергия — енергия, чиято стойност е по-малка от нула. Материята има положителна енергия, а гравитацията — отрицателна. В много космологични модели двете могат да се унищожат взаимно. Квантовата теория позволява съществуването на друг вид отрицателна енергия поради ефекта на Казимир и други ефекти, която може да се използва за стабилизирането на дупка-червей.

Парадокс на дядото — парадокс, при който се връщате в миналото и извършвате нещо, което прави настоящето невъзможно. Ако се върнете в миналото и убиете родителите си, преди да се родите, вашето собствено съществуване става невъзможно. Този парадокс може да се реши или ако се допусне ограничаване на свободната воля, така че да можете да пътувате в миналото, но не и да го променяте, или ако се приеме съществуването на паралелни вселени.

Парадокс на Олбърс — или защо нощното небе е черно. Ако вселената е безкрайна и еднородна, до нас би трябвало да достига светлината на безброй звезди и следователно небето би трябвало да е бяло, а това противоречи на наблюденията. Парадоксът се обяснява с Големия взрив и ограничената продължителност на живот на звездите.

Парадоксът с котката на Шрьодингер — или дали една котка може да бъде едновременно жива и мъртва. Според квантовата теория затворената в кутия котка може да бъде едновременно и жива, и мъртва, докато не се направи наблюдение, което звучи абсурдно. Докато не направим измерването, трябва да имаме предвид вълновата функция на котката във всичките й възможни състояния (мъртва, жива, тичаща, спяща, ядяща и т.н.). Съществуват два основни начина за решаването на парадокса — или да приемем, че съзнанието определя битието, или че съществуват безброй паралелни вселени.

Пертурбационна теория — процесът, чрез който физиците решават квантовите теории чрез сумиране по безброй малки корекции. Почти всички изследвания върху струнната теория са направени чрез струнната пертурбационна теория, като това води до нарушаването на суперсиметрията. Ето защо се нуждаем от други средства за решаване на струнната теория, които все още не съществуват в никакъв систематизиран вид.

Планкова дължина — 10^–33 см. Това е размерът на Големия взрив, когато силата на гравитацията е била толкова голяма, колкото и на останалите. На тази дължина континуума пространство-време става подобен на пяна от малки мехурчета, появяващи се и изчезващи във вакуума.

Планкова енергия — 10¹⁹ милиарда електронволта. Вероятно това е енергията на Големия взрив, когато всички сили са били обединени в една суперсила.

Поле на Хигс — поле, което разрушава симетрията на GUT-теориите при преминаването от фалшив към истински вакуум. Полетата на Хигс са причина за появата на масата в GUT-теорията и могат да се използват за обясняване на инфлацията. Физиците се надяват, че LHC най-сетне ще открие поле на Хигс.

Принцип на неопределеността — принципът, според който не можем да знаем с безкрайна точност едновременно местоположението и скоростта на частица. Неопределеността в положението на частицата, умножена по неопределеността на скоростта й трябва да бъде по-голяма или равна на половината от константата на Планк. Принципът на неопределеността е най-важният компонент на квантовата теория и въвежда принципа на вероятността във вселената. Благодарение на постиженията в областта на нанотехнологиите, днес учените могат да манипулират отделни атоми и така да проверят принципа на неопределеността в лабораторни условия.

Проблем с хоризонта — или защо вселената е така еднородна накъдето и да погледнем. Дори противоположните райони в небето са еднородни и това е странно, тъй като не биха могли да бъдат в термален контакт в началото на времето (тъй като скоростта на светлината е крайна). Това може да се обясни, ако Големият взрив е започнал като малка точка, която след това се е разширила до съвременната вселена.

Проблемът с плоската вселена — или фината настройка, необходима за получаването на плоска вселена. За да бъде Омега приблизително равна на единица, тя трябва да е била настроена невероятно точно в момента на Големия взрив. Съвременните експерименти показват, че вселената е плоска и следователно или е била фино настроена по време на Големия взрив, или се е разширила много рязко.

Променлива звезда (цефеида) — звезда, чиято яркост варира с точно определен и поддаващ се на изчисление ритъм. Астрономите използват тези обекти като „стандартна свещ“ за определяне на разстоянията. Благодарение на променливите звезди Хъбъл успява да изчисли разстоянието до съседните галактики.

Просто свързано пространство — пространство, в което всяко ласо или примка може да бъде свито до точка. Плоското пространство е просто свързано, но де и пространството на поничка или на дупка-червей.

Протон — положително заредена субатомна частица, която заедно с неутроните образува атомното ядро. Протоните са стабилни, но според предположенията на GUT-теорията би трябвало да се разпаднат след продължителен период.

Пулсар — въртяща се неутронна звезда. Тъй като излъчването му е неравномерно, пулсарът прилича на въртящ се фар.

Радиус на Шварцшилд — радиусът на хоризонта на събитията на черна дупка. За Слънцето радиусът на Шварцшилд е около 3 км. Когато една звезда се свие в рамките на своя събитиен хоризонт, тя колапсира в черна дупка.

Рентгенов телескоп „Чандра“ — космически телескоп, който може да улавя рентгенови лъчи от черни дупки и неутронни звезди.

Светлинна година — разстоянието, изминавано от светлината за една година, или около 9,46 трилиона км. Най-близката звезда се намира на около четири светлинни години, а диаметърът на Млечния път е около 100 000 светлинни години.

Свръхнова тип Ia — свръхнова, често използвана като „стандартна свещ“ за измерване на разстояния. Появява се в двойна звездна система, при която бяло джудже изсмуква материя от звездата спътник и масата й прехвърля границата на Чандрасекар, което води до експлозия.

Свръхнова — експлодираща звезда. Яркостта й е толкова голяма, че понякога може да засенчи цяла галактика. Има няколко типа свръхнови, най-интересни от които са свръхновите от тип Ia. Всички свръхнови могат да се използват като „стандартни свещи“ за измерване на разстоянията между галактиките. Свръхновите от тип Ia се получават, когато бяло джудже засмуква материя от своята звезда съсед и премине границата на Чандрасекар, което води до внезапен колапс и експлозия.

Свързано пространство — пространство, в което ласо или примка не може да се свие до точка. Например примката около поничка не може да се свие до точка, тъй като поничката е свързана. Дупките-червеи са пример за свързани пространства, тъй като примката около отвора им не може да се свие.

Сила на отблъскване на електроните — при умиращата звезда това е силата на отблъскване, която не позволява на електроните и неутроните да колапсират. За едно бяло джудже това означава, че гравитацията може да стане по-голяма от тази сила, ако масата му е по-голяма от 1,4 слънчеви маси. Тази сила произлиза от принципа на изключване на Паули, според който два електрона не могат да имат едно и също квантово състояние. Ако гравитацията е достатъчно голяма, за да преодолее тази сила, бялото джудже ще колапсира и след това ще експлодира.

Силно ядрено взаимодействие — силата, която задържа ядрото в едно цяло. Силното ядрено взаимодействие е една от четирите фундаментални сили във вселената. Физиците използват квантовата хромодинамика, за да опишат силните взаимодействия, основаващи се на кварки и глуони със симетрия SU₍₃₎.

Симетрия — разместване или преподреждане на обект, при което той остава непроменен. Снежинките са непроменени, ако ги завъртим на 60-кратен брой градуси. Окръжностите са непроменени при завъртане под какъвто и да е ъгъл. Кварковият модел остава непроменен при разместването на трите кварка, което ни дава симетрия SU₍₃₎. Струните са непроменени при суперсиметрия и при конформално деформиране на повърхността й. Симетрията е критично важна във физиката, тъй като благодарение на нея могат да се елиминират много от дивергенциите на квантовата теория.

Сингулярност — състояние на безкрайна гравитация. Общата теория на относителността предсказва съществуването на сингулярност в центъра на черна дупка и в момента на възникването на вселената. Сингулярността се смята за провал на общата теория на относителността, тъй като налага въвеждането на квантова теория на гравитацията.

Синтез — процес на сливане на протони или други леки ядра в тежки, при което се отделя енергия. Синтезът на хелий от водород създава енергията на звездите като нашето Слънце. Синтезът на леките елементи по времето на Големия взрив ни дава относително голямото количество леки елементи като хелия.

Синьо отместване — нарастване на честотата на звездната светлина поради доплеровия ефект. Ако към нас се движи жълта звезда, светлината й ще изглежда леко синкава. Рядко в дълбокия космос се наблюдават галактики със синьо отместване. Подобно отместване може да се получи и при свиване на пространството чрез гравитация или изкривяващ пространството космически двигател.

Слабо взаимодействаща масивна частица — смята се, че това е основната частица на тъмната материя във вселената. Едни от основните кандидати за тях са предсказаните от струнната теория s-частици.

Слабо ядрено взаимодействие — силата в ядрото на атома, благодарение на която ядрото може да се разпадне. Тази сила не е достатъчно голяма, за да задържи ядрото в едно цяло, и затова то може да се разпадне. Слабото ядрено взаимодействие действа върху лептони (електрони и неутрони) и се носи от W– и Z-бозони.

Спектър — различните цветове или честоти на светлината. Чрез анализ на спектъра на звездната светлина може да се определи, че звездите са съставени предимно от водород и хелий.

Специална теория на относителността — теорията на Айнщайн от 1905 г., основаваща се на константната скорост на светлината. Като следствие от нея с увеличаването на скоростта времето забавя хода си, масата се увеличава, а разстоянията се скъсяват. Освен това материята и енергията са свързани чрез уравнението E = mc². Едно от последствията на специалната теория на относителността е създаването на атомната бомба.

Стандартен модел — най-успешната квантова теория на слабото ядрено, електромагнитното и силното ядрено взаимодействие. Стандартният модел се основава на SU₍₃₎ симетрията на кварките, SU₍₂₎ симетрията на електрони и неутрони и U₍₁₎ симетрията на светлината. В теорията се съдържат голяма колекция от частици — кварки, глуони, лептони, W– и Z-бозони и Хигс-частици. Стандартният модел не може да бъде „теорията на всичкото“, тъй като: а) изобщо не взема предвид гравитацията; б) има деветнадесет свободни параметъра, които трябва да се нагласят ръчно, и в) допуска три идентични поколения кварки и лептони, което е излишно раздуване. Стандартният модел може да се вмести в GUT-теория и евентуално в струнна теория, но засега няма експериментални доводи нито за едното, нито за другото.

Стандартна свещ — стандартен източник на светлина, който е един и същ в цялата вселена, което позволява на учените да изчислят астрономическите разстояния. Колкото по-слаба е стандартната свещ, толкова по-далеч се намира тя. Щом знаем яркостта на стандартната свещ, можем да измерим разстоянието до нея. Днес като стандартни свещи се използват свръхновите от тип Ia и цефеидите.

Струнна теория — теория, основаваща се на малки трептящи струни, при която всяко трептене съответства на субатомна частица. Това е единствената теория, способна да съчетае гравитацията и квантовата теория. Това я прави водещ кандидат за всеобща теория. Струнната теория е математически последователна в десет измерения. Най-новата й версия се нарича М-теория, която се дефинира в единадесет измерения.

Суперсиметрия — симетрията, при която могат да се разменят фермиони и бозони. Суперсиметрията решава проблема с йерархията и помага за елиминирането на всички оставащи дивергенции в рамките на суперструнната теория. Това означава, че всички частици в Стандартния модел трябва да имат партньори, наречени s-частици, които досега не са били наблюдавани в лабораторни условия. Суперсиметрията по принцип е в състояние да обедини всички частици на вселената в един обект.

Теория за многото светове — квантова теория, според която всички възможни квантови вселени могат да съществуват едновременно. Тази теория решава парадокса с котката на Шрьодингер, като заявява, че вселената се разделя при всяко квантово съединение и следователно котката може да бъде жива в една вселена и мъртва в друга. Напоследък все повече физици се обявиха в подкрепа на тази теория.

Теория за стационарната вселена — теория, според която вселената не е имала начало, а непрекъснато създава материя при разширяването си и така поддържа една и съща плътност. Тази теория бе отхвърлена поради ред причини, една от които е микровълновото фоново лъчение и откритието, че квазарите и галактиките имат различни еволюционни фази.

Теория на Калуза-Клайн — теорията на Айнщайн, формулирана за пет измерения. Когато се редуцира до четири измерения, теорията на Айнщайн се оказва обединена с теорията на Максуел за светлината. Така това е първото нетривиално обединение на светлината и гравитацията. Днес теорията на Калуза-Клайн е част от струнната теория.

Теория на относителността — специалната и общата теория на относителността на Айнщайн. Първата разглежда светлината и плоското четириизмерно пространство-време, основавайки се на принципа, че скоростта на светлината е постоянна във всички времеви отрязъци. Втората теория разглежда гравитацията и изкривеното пространство и се основава на принципа, че привличането и ускорението са неразличими едно от друго. Взети заедно, теорията на относителността и квантовата теория представляват цялото познание на физиката.

Термодинамика — физика на топлината. Съществуват три закона на термодинамиката: 1) закон за запазване на материята и енергията; 2) закон за нарастване на ентропията и 3) не може да се достигне абсолютна нула. Термодинамиката показва как може да загине вселената.

Тунелиране — процес, при който частиците могат да преминат установените от Нютоновата механика граници. Тунелирането е причината за радиоактивното алфа-разпадане и е страничен продукт на квантовата теория. Вселената може да е възникнала чрез тунелиране. Смята се, че е възможно тунелиране между вселени.

Тъмна енергия — енергията на празното пространство. Въведена за първи път през 1917 г. от Айнщайн и след това отхвърлена, тази енергия според съвременните данни е преобладаващата форма на материя/енергия във вселената. Произходът й е неизвестен, но именно тя може би ще докара вселената до Големия студ. Количеството тъмна енергия е пропорционално на обема на вселената. Най-новите данни показват, че 73 процента от материята/енергията във вселената са под формата на тъмна енергия.

Тъмна материя — невидима материя, която има маса, но не взаимодейства със светлината. Обикновено тъмната материя се открива като хало около галактиките. Масата й надвишава около 10 пъти масата на обикновената материя. Тъмната материя може да се измери косвено, тъй като изкривява звездната светлина с гравитацията си подобно на леща. Според последните данни тъмната материя съставлява около 23 процента от общото количество материя/енергия във вселената. Според струнната теория, тъмната материя може би е съставена от субатомни частици като неутралино, които представляват по-високи трептения на суперструната.

Уравнения на Максуел — фундаменталните уравнения за светлината, изведени през 60-те години на XIX в. от Джеймс К. Максуел. Те показват, че електрическото и магнитното поле могат да се превръщат едно в друго. Максуел показал, че това преобразуване е вълнообразно и създава електромагнитно поле, движещо се със скоростта на светлината. Това го накарало да направи дръзкото предположение, че това е светлина.

Фалшив вакуум — състояние на вакуума, в което енергията не е с най-ниска стойност. Фалшивият вакуум може да бъде състояние на съвършена симетрия, каквато може би е имало в момента на Големия взрив, така че при преминаване към по-ниско енергийно състояние симетрията се нарушава. Фалшивият вакуум е нестабилен и неминуемо преминава в истински, който е с по-ниско енергийно състояние. Идеята за фалшив вакуум е жизненоважна за инфлационната теория, според която вселената е започнала съществуването си като вселена на Де Ситер.

Фермион — субатомна частица със спин половин цяло число, като протон, електрон, неутрон и кварк. Фермионите и бозоните могат да се обединят чрез суперсиметрия.

Фина настройка — изключително прецизна настройка на даден параметър. Физиците не харесват фината настройка, смятат я за изкуствена и измислена и се опитват да наложат физични принципи, които елиминират нуждата от нея — например необходимата за обясняването на плоската вселена фина настройка може да се обясни с инфлацията, а фината настройка, нужна за решаването на главния проблем в общата теория, може да се смени с използването на суперсиметрия.

Фотон — частица или квант на светлината. Фотонът бе предложен за първи път от Айнщайн, за да обясни фотоелектрическия ефект (излъчването на електрони от метал под въздействието на светлината).

Фридманова вселена — най-общото космологично решение на уравненията на Айнщайн, основано на еднородна, изотропна, хомогенна вселена. То е динамично решение, основано на стойностите на Омега и Ламбда, при което вселената може да се разшири до Голям студ, да колапсира в Голям срив или да се разширява и за напред.

Хаотична инфлация — предложена от Андрей Линде версия на рязкото разширяване, което става хаотично. Това означава, че вселената може непрекъснато и безразборно да поражда нови вселени, създавайки по този начин мултивселена. Хаотичната инфлация е един от начините за решаването на проблема със спирането на инфлацията, тъй като при нея имаме разнообразно поколение от всички типове разширяващи се вселени.

Хетеротична струнна теория — физически най-реалистичната струнна теория. Симетричната й група е E₍₈₎ x E⁸, което е достатъчно да включи симетрията на Стандартния модел. Чрез М-теорията хетеротичната струна може да се покаже като еквивалентна на останалите четири струнни теории.

Хокингово лъчение — лъчението на бавно изпаряваща се черна дупка. Има формата на лъчение на черното тяло със специфична температура и се дължи на факта, че квантовите частици могат да преодолеят гравитационното поле около черната дупка.

Хоризонт на събитията — граница около черната дупка, отвъд която връщането е невъзможно. Преди събитийния хоризонт се смяташе за сингулярност от безкрайна гравитация, но по-късно се оказа, че е артефакт от използваните за описанието му координати.

Хоризонт — най-далечната точка, която можем да видим. Около черната дупка има магическа сфера — радиусът на Шварцшилд, или точката, от която връщане назад няма.

Цивилизации от I, II и III тип — класификация на Николай Кардашев, при която цивилизациите се разделят според енергийното им потребление. Отделните типове съответстват на цивилизации, способни да управляват енергията на цяла планета, на звезда или на галактика. Засега няма открити следи от подобни цивилизации в космоса. Нашата собствена цивилизация може да се определи като тип 0.7.

Дупка-червей — тунел между две вселени. Математиците ги наричат „множествено свързани пространства“ — пространства, в които ласото или примката не може да бъде свито до точка. Не е ясно дали може да се мине през дупка-червей, без тя да се дестабилизира или без преминаващият да загине.

Червен гигант — звезда, която изгаря хелий. След като звезда като нашето Слънце изразходва водородното си гориво, тя започва да се разширява и се превръща в изгарящ хелий червен гигант. Това означава, че Земята е обречена да загине в огън, когато след около 5 милиарда години нашето Слънце ще се превърне в червен гигант.

Червено отместване — почервеняването или намаляването на честотата на светлината от далечните галактики поради доплеровия ефект. Червеното отместване показва, че галактиките се отдалечават от нас. То може да се получи и при разширяване на пространството, както при една разширяваща се вселена.

Черна дупка на Кер — точно решение на уравненията на Айнщайн, описващо въртяща се черна дупка, която колапсира в пръстеновидна сингулярност. Попадащите в пръстена тела са подложени на крайна гравитация и по принцип могат да преминат в паралелна вселена. Броят на тези паралелни вселени е безкраен, но след попадането в тях връщането е невъзможно. Все още не се знае колко стабилна е дупката-червей в центъра на черната дупка на Кер. С описването на движението през подобна черна дупка са свързани някои изключително сложни теоретични и практически проблеми.

Черна дупка — обект, за който скоростта на избягване е равна на скоростта на светлината. Скоростта на светлината е най-високата скорост във вселената и това означава, че ако нещо попадне отвъд събитийния хоризонт на черната дупка, то не може да се върне обратно. Черните дупки могат да бъдат с различни размери. Галактическите черни дупки, спотайващи се в центъра на галактики и квазари, могат да достигат маса колкото милиони и милиарди слънца. Звездните черни дупки са останки от умиращи звезди с маса около четиридесет пъти по-голяма от тази на нашето Слънце. И двата типа са регистрирани благодарение на съвременната апаратура за наблюдение. Теорията предсказва евентуалното съществуване и на миниатюрни черни дупки, но засега такива не са регистрирани в лабораторни условия.

Ядрен синтез — създаването на по-тежки ядра от водорода, започнало от момента на Големия взрив. Чрез ядрения синтез могат да се получат различните елементи във вселената. Това е едно от трите „доказателства“ за Големия взрив. По-тежките елементи се образуват в ядрата на звездите. По-тежките от желязото елементи се образуват в ядрата на свръхновите.

Ядро — сърцевината на атома с приблизителен размер 10^–13 см, съставена от протони и неутрони. Броят на протоните определя броя на електроните в обвивката на ядрото, които на свой ред определят химичните свойства на атома.