Теория струн и скрытые измерения Вселенной - Шинтан Яу

Нарушение симметрии — процесс, который понижает количество наблюдаемых симметрий в системе. Имейте в виду, что после нарушения симметрии она все еще может существовать, хотя является скорее скрытой, чем видимой.

Натяжение — величина, отражающая способность сопротивления струны к растяжению или изгибу. Натяжение струны соответствует линейной плотности энергии.

Неевклидова геометрия — геометрия, которую применяют к неплоским пространствам, таким как сфера, где параллельные прямые, вопреки пятому постулату Евклида, могут пересекаться. В неевклидовом пространстве сумма углов треугольника может быть меньше или больше 180 градусов.

Нейтронная звезда — звезда большой плотности, почти полностью состоящая из нейтронов, которая формируется в процессе гравитационного коллапса массивной звезды, исчерпавшей свое ядерное топливо.

Не-кэлерово многообразие — класс комплексных многообразий, который включает кэлеровы многообразия, но также включает многообразия, которые не могут поддерживать кэлерову метрику.

Нелинейное уравнение — уравнение, которое не является линейным, то есть изменение одной переменной может привести к непропорциональному изменению другой переменной.

Ньютоновская постоянная — коэффициент пропорциональности G, который связывает силу гравитации теории Ньютона с массами тяготеющих тел и расстоянием между ними. Хотя закон всемирного тяготения Ньютона вытеснен общей теорией относительности Эйнштейна, он все же остается хорошим приближением во многих случаях.

Общая теория относительности — теория Альберта Эйнштейна, описывающая всемирное тяготение как геометрию пространства-времени.

Ортогональный — перпендикулярный.

Параллельный перенос — способ перемещения векторов вдоль траектории на поверхности или многообразии, при котором сохраняются длины этих векторов, а также углы между любыми двумя векторами. Параллельный перенос легко наблюдать на плоской двухмерной плоскости, но в более сложных, искривленных пространствах, возможно, придется решать дифференциальные уравнения, чтобы определить точный способ перемещения векторов.

Планковская шкала — масштаб длины (около 10-33 сантиметра), времени (около 10-43 секунды), энергии (около 1028 электрон-вольт) и массы (около 10-5 грамм), на котором необходимо учитывать влияние квантовых эффектов на гравитацию.

Платоновы тела — пять правильных выпуклых многогранников: тетраэдр, гексаэдр (куб), октаэдр, додекаэдр и икосаэдр, которые удовлетворяют следующим свойствам: грани многогранников состоят из конгруэнтных правильных многоугольников, ребра имеют одинаковую длину, а в каждой вершине сходится одно и то же количество граней. Греческий философ Платон предположил, что элементы Вселенной состоят из этих твердых тел, которые впоследствии были названы в его честь.

Поверхность K3 — многообразие Калаби-Яу в четырех вещественных измерениях или, аналогично, — в двух комплексных измерениях, названное в честь геометров Эрнста Куммера, Эриха Кэлера и Кунихико Кодайра — 3K. Название этих поверхностей, или многообразий, также связано с названием знаменитой горы в Гималаях — К2.

Поколение — элемент классификации фундаментальных элементарных частиц — лептонов и кварков — в три группы, каждая из которых состоит из двух кварков и двух лептонов. Частицы из разных поколений идентичны во всем, за исключением массы, которая увеличивается от поколения к поколению.

Поле — физическое понятие, введенное в XIX веке физиком Майклом Фарадеем, которое предполагает задание конкретной величины, например числа или вектора, в каждой точке пространства-времени. Хотя поле может описывать силу, действующую на частицу в данной точке пространства, оно также может описывать и саму частицу.

Полином (многочлен) — выражение с одной или несколькими переменными, содержащее операции сложения, вычитания, умножения и возведения в степень, где показатель степени является целым неотрицательным числом. Хотя полиномиальные уравнения на первый взгляд могут показаться простыми, их часто очень трудно (а иногда и невозможно) решить.

Поток — силовые линии, похожие на известные электрические и магнитные поля, которые соответствуют особым полям в теории струн.

Принцип неопределенности — также известен как принцип неопределенности Гейзенберга. Постулат квантовой механики, который утверждает, что нельзя с абсолютной точностью определить одновременно положение объекта и его импульс или одновременно определить энергию состояния и время нахождения системы в этом состоянии. Чем точнее определена одна из этих переменных, тем выше неопределенность другой переменной.

Произведение — результат умножения двух или более чисел или других величин.

Производная — мера изменения функции или величины по отношению к конкретной переменной или переменным. Для каждого значения аргумента (или аргументов) функция дает конкретный результат (число). Производная характеризует, насколько сильно изменяется результат при небольшом изменении аргумента. Если у нас есть график функции, скажем, на плоскости x-y, то производная функции в данной точке равна тангенсу утла наклона касательной к графику в этой точке.

Пространство модулей — для данного топологического объекта, например для многообразия Калаби-Яу, пространство модулей состоит из множества всех возможных геометрических структур — непрерывного набора многообразий, охватывающего все возможные формы и размеры.

Пространство-время — в четырехмерном варианте пространство-время представляет собой объединение трех пространственных и одного временного измерения. Это понятие было введено в начале XX столетия Альбертом Эйнштейном и Германом Минковским. Однако понятие пространства-времени не ограничивается четырьмя измерениями. Теория струн базируется на десятимерном пространстве-времени, а М-теория, с которой она связана, основана на 11-мерном пространстве-времени.

Расслоение — топологическое пространство, которое образовано из многообразия или прикреплено к нему. Чтобы представить его, предположим, что многообразие чем-то похоже на сферу. Далее предположим, что к каждой точке на поверхности сферы присоединен массив векторов (или векторное пространство). Расслоение состоит из самого многообразия (в данном случае — сферы) и массива векторов, присоединенных к каждой точке (см. Касательное расслоение).

Релятивистский — термин, применяемый к частицам или другим объектам, движущимся со скоростями, приближающимися к скорости света.

Риманова геометрия — математическая модель для изучения кривизны пространства произвольной размерности. Эта геометрия, предложенная Георгом Бернхардом Риманом, лежит в основе теории относительности.

Риманова поверхность — одномерное комплексное многообразие или, что эквивалентно, двухмерная действительная поверхность. В теории струн поверхность, которую заметает струна при своем движении через пространство-время, считается римановой поверхностью.

Род — грубо говоря, количество дырок в поверхности или пространстве. Например, обычный бублик — это поверхность 1-го рода, в то время как сфера, в которой отсутствуют дырки, относится к поверхности 0-го рода.

Сильное взаимодействие — взаимодействие, ответственное за связывание кварков внутри протонов и нейтронов и за удержание протонов и нейтронов вместе с образованием атомного ядра.

Симметрия — операция с объектом, физической системой или уравнением, оставляющее их неизменными. Например, круг остается неизменным при повороте вокруг своего центра. Квадрат или равносторонний треугольник остаются неизменными при повороте вокруг центра на 90 и 120 градусов соответственно. Однако квадрат не обладает симметрией относительно поворота на 45 градусов, так как при этом его внешний вид изменился бы на правильный ромб, поставленный на угол.

Сингулярность — точка в пространстве-времени, где кривизна и другие физические характеристики, такие как плотность, становятся бесконечными и обычные законы физики нарушаются. Центр черной дыры и момент Большого взрыва считаются сингулярностями.

Скалярное поле — поле, которое полностью может быть описано единственным числом в каждой точке пространства. Число, соответствующее температуре в каждой точке пространства, представляет собой один из примеров скалярного поля.

Слабое взаимодействие — одна из четырех известных фундаментальных сил природы, которая отвечает за радиоактивный распад и за ряд других процессов.