مؤلف: كيتي فرگوسن
مترجم: رضا خزانه
مترجم: رضا خزانه
آنتروپي- اندازه ي مقدار بي نظمي در يك سيستم. قانون دوم ترموديناميك بيان مي كند كه آنتروپي هميشه افزايش مي يابد و هيچ گاه كم نمي شود. جهان به طور كل يا هر سيستم جدا، هيچ وقت نمي تواند با نظمتر شود.
اَبَرجاذبه N=8- نظريه اي كه سعي مي كند يگانگي كليه ي ذرات، بوزونها و فرميونها را در يك خانواده ي اَبَرقرينه و يگانگي نيروها را به وجود آورد. اين نظريه اي بود كه هاوكينگ در سخنراني لوكاشين خود، از آن نام برد و فكر مي كرد مي تواند به نظريه ي همه چيز، منجر شود.
اَبَرنواختر- انفجار عظيم يك ستاره كه در آن همه چيز، غير از هسته ي مركزي، به فضا پرتاب مي شود. موادي كه در اين فرايند از اَبَرنواختر به فضا پرتاب مي شوند، مواد اوليه ي تشكيل دهنده ي ستارگان و سيارات جديد است.
اصل عدم قطعيت- يك ذره نمي تواند، در يك زمان، مكان معين و سرعت معيني داشته باشد. هر قدر يكي را با دقت بيشتر اندازه بگيريم، دقت اندازه گيري ديگري، كاهش مي يابد. همين طور نمي توان با دقت، شدت يك ميدان و آهنگ تغييرات آن را همزمان اندازه گرفت. جفت كميتهاي ديگري نيز وجود دارد كه از اين اصل پيروي مي كنند. اصل عدم قطعيت، توسط فيزيكدان آلماني وِرنر هايزنبرگ كشف شد و مناسبتر است، آن را اصل عدم قطعيت هايزنبرگ بناميم.
اعداد موهومي- اعدادي كه حاصل ضرب آنها، يك عدد منفي است. بنابراين، مجذور عدد موهومي 2، منهاي 4 و جذر منهاي 9، عدد موهومي 3 است.
افت و خيزهاي كوانتومي- ظاهر شدن و محو شدن دائمي ذرات مجازي در آنچه ما آن را فضاي خالي (خلأ)، تصور مي كنيم.
افق رويداد- مرز يك سياهچاله؛ شعاعي كه در آن، سرعت گريز، بيشتر از سرعت نور مي شود. اين مرز با فوتونهايي كه معطل مي مانند، مشخص مي شود. اين فوتونها كه (با سرعت نور حركت مي كنند) نه مي توانند بگريزند و نه مي توانند به داخل سياهچاله كشيده شوند. اگر نور به درون سياهچاله بتابد، به درون كشيده مي شود. براي محاسبه ي شعاعي كه در آن افق رويداد شكل مي گيرد، بايد جرم خورشيدي سياهچاله را، در 3 كيلومتر، ضرب كنيم. به اين ترتيب اگر جرم سياهچاله 10 برابر جرم خورشيد باشد، شعاع افق رويداد آن 30 كيلومتر است. بنابراين اگر جرم سياهچاله تغيير كند، شعاع افق رويداد و اندازه ي سياهچاله نيز، تغيير مي كند.
امواج راديويي- امواج الكترومغناطيسي با طول موج بزرگتر از نور مرئي. ذرات امواج راديويي، مانند هر تابشي در طيف الكترومغناطيسي، فوتونها هستند.
باز بهنجارش- فرايندی كه براي برداشتن بي نهايتها از يك نظريه به كار مي رود. اين فرايند، با وارد كردن بي نهايتهاي ديگر و امكان دادن به بي نهايتها، براي حذف كردن يكديگر صورت مي گيرد.
برهم كنش الكترومغناطيسي- برهم كنشي كه در آن، الكترون يك فوتون گسيل مي دارد و يك الكترون ديگر، آن را جذب مي كند.
بوزون- ذره اي كه اسپين آن، يك عدد صحيح است. ذرات پيام رسان نيروها ( گلوئونها،
، فوتونها، گراويتونها)، بوزونها هستند.پاد ذره- براي هر ذره، پاد ذره اي با خواص متضاد، مانند علامت بار الكتريكي آن، وجود دارد. (به عنوان مثال، الكترون بار الكتريكي منفي و پاد الكترون يا پوزيترون بار الكتريكي مثبت دارد.) خواص ديگري نيز در پاد ذره وجود دارد كه در اين كتاب به آنها اشاره نشده است. اما پاد ذرات فوتونها و گراويتونها مانند خود اين ذرات است.
پاد ماده- ماده اي كه از پاد ذره درست شده است.
پايستگي انرژي- قانوني كه مي گويد انرژي (يا معادل جرمي آن) نمي تواند به وجود آيد و يا نابود شود.
پرتوهاي گاما- پرتوهاي الكترومغناطيسي، با طول موج كوتاه.
پروتون- يكي از ذرات تشكيل دهنده ي هسته ي اتم. پروتون، بار الكتريكي مثبت دارد. هر پروتون، از 3 ذره ي كوچكتر به نام كوارك، ساخته شده است.
پوزيترون- پاد ذره الكترون، با بار الكتريكي مثبت.
پيشنهاد جهان بدون مرز- تصور اينكه جهان متناهي ولي بدون مرز است (در زمان موهومي).
تابش الكترومغناطيسي- كليه ي اشكال تابش كه طيف الكترومغناطيسي را مي سازد، مانند امواج راديويي، ميكروموج، نور مرئي، پرتوهاي ايكس و پرتوهاي گاما. تابش الكترومغناطيسي، كلاً از فوتونها به وجود مي آيد.
تابش ميكروموج- تابش الكترومغناطيس با طول موج بلندتر از امواج مرئي و كوتاهتر از امواج راديويي. ذرات تابش ميكروموج، مانند كليه ي تابشهاي الكترومغناطيسي، فوتونها هستند. زمينه ي تابش ميكروموج كه در فضاي جهان مشاهده مي كنيم، يكي از دلايل درستي نظريه ي مهبانگ است.
تابش هاوكينگ- تابش ايجاد شده به وسيله ي سياهچاله با در نظر گرفتن آثار كوانتومي آن. اين تابش را مي توانيد اين طور تصور كنيد كه نوعي جفت ذره ي مجازي نزديك افق رويداد توليد مي شود، يكي از آن دو ذره در سياهچاله مي افتد و ذره ي ديگر امكان پيدا مي كند كه به داخل فضا بگريزد.
تپ اختر- يك ستاره ي نوتروني كه با سرعت زياد مي چرخد و امواج راديويي به صورت پالسهاي منظمي از امواج راديويي، گاهي چند صد تا هزار بار در ثانيه، گسيل مي كند.
تكينگي- نقطه اي در فضا- زمان، كه در آن خميدگي فضا- زمان، بي نهايت مي شود. چگالي اين نقطه، بي نهايت است. بعضي از نظريه ها، پيش بيني مي كنند كه تكينگي در مركز يك سياهچاله يا در آغاز و پايان جهان، وجود دارد.
تكينگي مهبانگ- تكينگي در آغاز جهان.
ثابت كيهان شناختي- آلبرت اينشتين در نظريه ي نسبيت عام، يك «ثابت كيهاني» براي خنثي كردن گراني، وارد كرد. بدون آن، نظريه پيش بيني مي كرد كه جهان بايد يا انبساط پيدا كند و يا فروپاشي كند. اينشتين اين دو حالت را با حقيقت مطابق نمي دانست. او بعداً گفت كه «اين بزرگترين اشتباه زندگي من بوده است.» ما اكنون از اين ثابت، به عنوان چگالي انرژي خلأ استفاده مي كنيم.
جرم خورشيدي- جرمي برابر جرم خورشيد.
جزءِ اختياري- چيزي كه نظريه، آن را پيش بيني نمي كند و بايد از طريق مشاهده، به دست آيد. مثلاً اگر بيگانه اي كه تاكنون دنياي ما را نديده است و به جهان ما بيايد و به نظريه هايي كه تاكنون به دست آورده ايم آشنا شود، نمي تواند از روي اين نظريه ها، جرمها و بارهاي ذرات بنيادي را محاسبه كند. اين كميتها اجزاي اختياري در نظريه ها هستند.
جفت ذره ها- جفتهايي از ذرات كه همه جا و در همه زمان، در خلأ به وجود مي آيند. آنها را مي توان ذرات مجازي دانست كه طول عمرشان فوق العاده كوتاه است و آشكارسازي آنها ممكن نيست، مگر آنكه به طور غيرمستقيم، با مشاهده ي تأثيري كه روي ذرات ديگر دارند، آنها را تشخيص دهيم. در كسري از زمان، اين دو ذره بايد يكديگر را يافته و يكديگر را نابود كنند.
خميدگي فضا- زمان- نظريه ي نسبيت عام اينشتين، نيروي گرانشي را با توزيع جرم و انرژي در فضا- زمان، توضيح مي دهد. اين توزيع، سبب چيزي مي شود كه به خميدگي، دندانه دار شدن و فرورفتگي يك سطح پلاستيكي مي ماند. آن گاه كه گلوله هاي سنگيني با وزن و اندازه هاي مختلف روي آن قرار گرفته باشند.
ذرات پيام رسان نيروي ضعيف- ذرات پيام رسان (بوزون) نيروي ضعيف كه با W+، W-، Z0 نمايش داده مي شوند.
ذره ي بنيادي- ذره اي كه آن طور كه ما تصور مي كنيم، از هستيهاي كوچكتر تشكيل نشده، و نمي تواند تقسيم شود.
ذره ي مجازي- در مكانيك كوانتومي به ذره اي گفته مي شود كه نمي توان به طور مستقيم به وجود آن پي برد، ولي با اندازه گيري اثر آن بر ذرات ديگر به وجود آن پي مي بريم.
راديو اكتيويته- واپاشي ناگهاني يك نوع هسته ي اتم، و تبديل آن به نوع ديگر.
رويداد- نقطه اي در فضا- زمان كه تعيين موضوع آن در زمان و فضا مثلاً روي يك نمودار مشخص شده است.
سرعت- تُندي و جهت حركتِ چيزي نسبت به يك نقطه ي معين در فضا.
سرعت گريز- سرعت لازم براي گريز از نيروي گرانشي جسمي با جرم زياد، مثل زمين يا اجسام ديگر، در فضا. سرعت گريز از زمين، حدود 11 كيلومتر در ثانيه است. سرعت گريز از سياهچاله اندكي بيشتر از سرعت نور است.
سوراخ كِرم- سوراخ يا تونلي در فضا- زمان كه مي تواند به جهان ديگر يا قسمتي از جهان ما (يا زمان)، راه پيدا كند.
سوراخ كِرمهاي كوانتومي- (به سوراخ كِرم نگاه كنيد.) سوراخ كِرمي كه اندازه ي آن به طو غيرقابل تصوري ريز است.
سياهچاله- منطقه اي از فضا- زمان به شكل كُره (يا قدري دراز شده در مورد سياهچاله هايي كه دور خود دوران مي كنند) كه نمي تواند از دور مشاهده شود زيرا جاذبه در آن به قدري قوي است كه حتي نور(يا هر چيز ديگر) نمي تواند از آن بگريزد. سياهچاله ها ممكن است از فروپاشي ستاره هاي بسيار بزرگ، به وجود آيند. اين تعريف «كلاسيك» سياهچاله است. هاوكينگ نشان داد كه سياهچاله، از خود تابش گسيل مي دارد و ممكن است كاملاً «سياه» نباشد (به سياهچاله ي آغازين نيز مراجعه كنيد).
سياهچاله ي آغازين- سياهچاله ي بسيار كوچكي كه نه از فروپاشي يك ستاره، بلكه با فشرده شدن ماده در جهان بسيار نخستين، به وجود آ‌مده است. به نظر هاوكينگ، جالبترين آنها، به بزرگي هسته ي اتم، و با جرمي درحدود يك ميليارد تن، هستند.
شرايط اوليه- شرايط مرزي در آغاز جهان، پيش از گذشت هر آنچه كه زمان مي ناميم.
شرايط مرزي- چگونگي جهان در لحظه ي آغاز، قبل از گذشت زمان و در هر «لبه» ديگري از جهان از جمله پايان جهان، يا مركز يك سياهچاله.
شعاع- كوتاهترين فاصله بين مركز يك دايره يا كره و پيرامون، يا سطح خارجي آنها.
شعاع گرانشي- شعاعي از سياهچاله كه فوتونها نمي توانند از داخل آن، به جهان خارج بگريزند. شما مي توانيد آن را همچون افق رويداد تصور كنيد، گرچه دو اصطلاح شعاع و افق، مفهومهاي متفاوتي دارند. براي محاسبه ي شعاع تقريبي، بايد جرم خورشيدي سياهچاله را در 3 كيلومتر ضرب كنيم. بنابراين اگر جرم سياهچاله 10 برابر جرم خورشيد باشد، اين شعاع 30 كيلومتر خواهد بود.
فرميون- تا آنجا كه دانستن آن براي مطالب اين كتاب ضروري است، ذرات ماده ي معمولي (ذرات موجود در اتم، مانند الكترونها، نوترونها و پروتونها)، به دسته اي از ذرات به نام فرميونها تعلق دارند و مانند همه ي فرميونها ذرات پيام رسان مبادله مي كنند. يك تعريف ديگر از فرميون، اين است كه فرميون ذره اي است با اسپين نيم- عدد صحيح كه از اصل طرد پائولي (Pauli) پيروي مي كند. در اين كتاب درباره ي اسپين و اصل طرد صحبتي نشده است.
فوتون- ذره ي پيام رسان نيروي الكترومغناطيسي. در سطح اين كتاب، فوتونها خود را به صورت نور مرئي و تابشهاي ديگري در طيف الكترومغناطيسي مانند امواج راديويي، ميكروموج، پرتوهاي ايكس و پرتوهاي گاما، نشان مي دهند. جرم فوتون صفر است و با سرعت نور حركت مي كند.
قانون دوم ترموديناميك- آنتروپي، مقدار بي نظمي، در يك سيستم منزوي، فقط مي تواند افزايش يابد و هيچ گاه كاهش نمي يابد. اگر دو سيستم به يكديگر ارتباط پيدا كنند، آنتروپي سيستم تشكيل شده برابر مجموع آنتروپي دو سيستم، يا بزرگتر از آن است.
كواركها- كوارك ذره ي بنيادي است (به معناي آنكه به چيزهاي كوچكتر تقسيم نمي شود) كه با متحد شدن در گروههاي سه تايي، پروتونها و نوترونها را به وجود مي آورد. كوارك همچنين در گروههاي دوتايي به هم متصل شده، ذراتي به نام مِزون به وجود مي آورد.
كيهان شناسي- مطالعه ي اجسام بسيار بزرگ و كل جهان.
گراني- به نيروي گرانشي نگاه كنيد.
گراويتون- ذره ي پيام رساني كه نيروي گرانشي را به كليه ي ذرات در جهان، از جمله خود گراويتونها منتقل مي كند. گراويتون، تاكنون، به طور مستقيم مشاهده نشده است.
گلوئون- ذره ي پيام رساني كه نيروي قوي را از يك كوارك به كوارك ديگر مي برد و موجب مي شود كه پروتونها و نوترونها در هسته ي اتم يكديگر باقي بمانند. گلوئونها با يكديگر نيز برهم كنش مي كنند.
مدل تورمي جهان- مدلي كه طبق آن، جهان نخستين از يك دوره ي كوتاه، با انبساط بسيار سريع گذشته است.
مكانيك كوانتومي يا نظريه ي كوانتوم- نظريه اي كه در دهه ي 1920 توسعه يافت و از آن براي توصيف اجزاي بسيار ريز، معمولاً به اندازه ي اتم يا كوچكتر از آن، استفاده مي شود. طبق اين نظريه، نور، پرتوهاي ايكس و امواج ديگر، تنها مي توانند به صورت نوعي «بسته هايي» كه كوانتوم ناميده مي شوند، گسيل يا جذب شوند. به عنوان مثال، نور در بسته هايي به نام فوتون وجود دارد و نمي تواند به «بسته هاي» كوچكتر از فوتون، تقسيم شود. نمي توان فوتون را به دو نيم يا سه چهارم قسمت كرد. در نظريه ي كوانتوم، مي گويند انرژي «كوانتيده» شده است. اصل عدم قطعيت، يكي از نتايج اين نظريه است.
نظريه ي ابرريسمان- نظريه اي كه اجزاي بنيادي جهان را نه به صورت نقطه اي، بلكه به صورت ريسمانهاي بسيار ريز يا حلقه هايي از ريسمان، توضيح مي دهد. اين نظريه، بهترين نامزد، براي يگانگي همه ي ذرات و نيروهاست.
نظريه ي الكتروضعيف- نظريه اي كه در سالهاي دهه ي 1960 توسط عبدالسلام از كالج امپريال لندن، استيون واينبرگ و شلدون گلاشاو از دانشگاه هاروارد توسعه يافت و موجب يگانگي نيروي الكترومغناطيسي و نيروي ضعيف شد.
نظريه ي گراني نيوتن- هر جسم موجود در جهان، با نيرويي به سوي هر جسم ديگر جذب مي شود. هرچه اجسام جرمشان بيشتر و به يكديگر نزديكتر باشند، اين نيرو قويتر خواهد بود. به گفته ي دقيقتر: اجسام با نيرويي يكديگر را جذب مي كنند كه به طور مستقيم متناسب با جرمشان و به طور معكوس متناسب با مربع فاصله ي بين آنهاست.
نظريه ي مهبانگ- نظريه اي كه مي گويد جهان در حالتي با چگالي و فشار بسيار زياد آغاز شده و سپس منفجر و منبسط شد تا به صورتي كه امروز آنكه مي بينيم درآمد.
نظريه ي نسبيت خاص (1905)- ديد جديدي از فضا و زمان كه اينشتين آن را بيان كرده است. اين نظريه، بر پايه ي دو اصل قرارداد، يكي آنكه قوانين علم، بايد براي همه ي ناظراني كه با هر سرعت ثابتي در حركت هستند، بدون تغيير بماند و ديگر آنكه سرعت نور ثابت است و با سرعت و جهت حركت ناظر تغيير نمي كند.
نظريه ي نسبيت عام اينشتين (1915)- نظريه ي گراني كه در آن گراني به صورت خميدگي در فضا- زمان چهار بُعدي بيان مي شود. اين خميدگي، به علت وجود جرم و انرژي، ايجاد مي شود. اين نظريه، مجموعه معادلاتي به دست مي دهد كه معين مي كند با هر توزيع معيني از جرم يا انرژي، چه مقدار خميدگي ايجاد مي شود. اين نظريه، براي توصيف گراني در مقياس بسيار بزرگ، به كار مي رود.
نظريه ي همه چيز- نام مستعاري براي نظريه اي است كه بتواند جهان و هرچه را كه در آن اتفاق مي افتد، توضيح دهد.
نظريه ي يگانگي- نظريه اي كه چهار نيروي بنيادي را به صورت اَبَر نيرويي كه به راههاي متفاوت جلوه گر مي شود، توضيح مي دهد. همچنين فرميونها و بوزونها را در يك خانواده، متحد مي كند.
نوترون- يكي از ذرات تشكيل دهنده ي هسته ي اتم. نوترونها، بار الكتريكي ندارند. هر نوترون از سه ذره ي كوچكتر به نام كوارك، تشكيل شده است.
نيروهاي طبيعت- چهار نوع نيروي بنيادي كه باعث برهم كنش ذرات با يكديگر مي شوند. اين چهار نيرو به ترتيب قويترين تا ضعيفترين آنها، عبارت اند از: نيروي قوي، نيروي ضعيف، نيروي الكترومغناطيسي و نيروي گرانش.
نيروي الكترومغناطيسي- يكي از چهار نيروي طبيعت. اين نيرو موجب چرخش الكترونها به دور هسته ي اتم، مي شود. در سطح اين كتاب، اين نيرو خود را به صورت نور، كليه ي تابشهاي الكترومغناطيسي مثل امواج راديويي، ميكروموج، تابش ايكس و تابش گاما، نشان مي دهد. ذره ي پيام رسان (بوزون) نيروي الكترومغناطيسي، فوتون است.
نيروي ضعيف- يكي از نيروهاي چهارگانه ي طبيعت، ذرات پيام رسان (بوزون) نيروي ضعيف،
هستند. اين نيرو، باعث راديواكتيويته مي شود، كه نوعي از آن را راديواكتيويته ي بتا مي نامند.نيروي قوي- قويترين نيرو از چهار نيروي بنيادي طبيعت. اين نيرو موجب مي شود كه كواركها مثلاً در فوتونها و پروتونها در كنار هم بمانند و نيز موجب مي شود كه پروتونها و نوترونها در هسته ي اتم نگه داشته شوند. ذرات پيام رسان (بوزون) نيروي قوي گلوئون است.
نيروي گرانشي- يكي از چهار نيروي طبيعت كه ضعيفترين آنهاست. گراني، هميشه جذب مي كند، هيچ گاه دفع نمي كند و مي تواند تا فواصل بسيار دور، تأثير داشته باشد.
هسته- قسمت مركزي يك اتم كه از پروتونها و نوترونها تشكيل شده است. (پروتونها و نوترونها خود، از كواركها ساخته شده اند.) نيروي قوي، باعث يكپارچگي هسته مي شود.
هليوم- دومين عنصر سبك در جدول تناوبي عناصر شيميايي. هسته ي هليوم، شامل دو پروتون و يك يا دو نوترون است. دو الكترون در اطراف هسته ي اتم هليوم مي گردند.
هيدروژن- سبكترين عنصر شيميايي. هسته ي هيدروژن معمولي از يك پروتون تشكيل شده است. يك الكترون دور هسته مي گردد. هيدروژن در مركز ستارگان بر اثر همجوشي به هليوم تبديل مي شود.
منبع مقاله :
فرگوسن، كيتي(1379)، داستان زندگي و پژوهشهاي استيون هاوكينگ، رضا خزانه، ترجمه دکتر رضا خزانه، تهران: انتشارات فاطمي، چاپ ششم
