24 декабря 2023 г. Архивач восстановлен после серьёзной аварии. К сожалению, значительная часть сохранённых изображений и видео была потеряна.
Подробности случившегося. Мы призываем всех неравнодушных
помочь нам с восстановлением утраченного контента!
Чёрные дыры породили проблему, заключающуюся в том, что вещество, имеющее огромную энтропию в коллапсирующей звезде или падающее на чёрную дыру, отрезается горизонтом событий от остальной Вселенной. Это приводит к уменьшению энтропии Вселенной и нарушению второго закона термодинамики. Решение проблемы нашёл Якоб Бекенштейн. Исследуя идеальную тепловую машину с чёрной дырой в качестве нагревателя, он вычислил энтропию чёрной дыры как величину, пропорциональную площади горизонта событий. Как ранее установил Стивен Хокинг, эта площадь во всех процессах, в которых участвуют чёрные дыры, ведёт себя аналогично энтропии — не убывает. Отсюда следовало, что они термодинамически представляют собой абсолютно чёрное тело очень низкой температуры и должны излучать.
Другая проблема возникла в космологии. Развитие в сторону увеличения энтропии предполагало, что конечное состояние должно быть однородным и изотропным. Однако таким же должно было быть и начальное состояние материи перед Большим взрывом, а её энтропия — наиболее велика. Выход найден в учёте гравитации как доминирующего фактора, приводящего к образованию сгустков материи. Низкоэнтропийным в таком случае будет именно высокооднородное состояние. По современным представлениям, это обеспечивается этапом инфляции Вселенной, приводящим к «разглаживанию» пространства. Хотя сгущения более упорядочены и их формирование уменьшает энтропию, это компенсируется ростом энтропии за счёт выделения тепла при сжатии вещества, а позднее — за счёт ядерных реакций.
Квантовая гравитация — теория квантованного поля, создающего тяготение. Гравитационное воздействие универсально (в нём участвуют все виды материи и антиматерии), поэтому квантовая теория гравитации — часть единой квантовой теории всех физических полей. Подтвердить (или опровергнуть) теорию путём наблюдений и экспериментов пока невозможно ввиду чрезвычайной малости квантовых эффектов в этой области.
Сингулярность — состояние Вселенной в прошлом, когда в чрезвычайно малом объёме была сосредоточена вся её материя, имеющая огромную плотность. Дальнейшая её эволюция — раздувание («инфляция»), расширение с образованием элементарных частиц, атомов и пр. — называется Большим взрывом.
Космологическая постоянная Λ — параметр уравнений гравитационного взаимодействия Эйнштейна, значение которого определяет динамику расширения Вселенной после Большого взрыва. Содержащий этот параметр член уравнения (космологический член) описывает распределение некоей энергии в пространстве, которая приводит к дополнительному гравитационному притяжению или к отталкиванию в зависимости от знака Λ. Тёмная энергия соответствует условию Λ > 0 (отталкивание, антигравитация).
Тёмная материя (скрытая масса) — вещество неизвестной пока природы, которое не взаимодействует (или взаимодействует очень слабо) с электромагнитным излучением, но создаёт поле тяготения, удерживающее звёзды и другое обычное вещество в галактиках.
Тёмная материя проявляется в эффекте гравитационного линзирования далёких объектов. Согласно оценкам, из неё состоит около 23% массы Вселенной, что примерно в пять раз превышает массу обычного вещества.
Тёмная энергия — некое гипотетическое поле, оставшееся после Большого взрыва, которое равномерно разлито во Вселенной и продолжает её ускоренно расширять в наше время. Она даёт около 70% массы Вселенной.
Парадокс Эйнштейна—Подольского—Розена (парадокс ЭПР) — предложенный в 1935 году мысленный эксперимент, необъяснимый с позиций квантовой механики. Суть его в следующем. В процессе некоего взаимодействия частица, имеющая нулевой спин, распадается на две со спином 1 и –1 по отношению к выбранному направлению, которые разлетаются на большое расстояние. Квантовая механика описывает только вероятность их состояния, известно лишь, что их спины антипараллельны (в сумме 0). Но как только у одной частицы зарегистрировали направление спина, оно тут же появилось и у другой, где бы она ни находилась. В настоящее время состояние таких пар частиц называют связанным или спутанным, парадокс подтверждён экспериментами, его объясняют наличием у частиц неких скрытых параметров и нелокальностью нашего мира. Нелокальность означает, что происходящее в данном месте может быть связано с процессом, идущим на большом удалении, хотя ничем, даже светом, они обменяться не успевают (то есть пространство перестаёт разделять объекты).
Теория раздувающейся Вселенной — модификация теории Большого взрыва путём введения в самом начале эволюции Вселенной этапа инфляции — чрезвычайно короткого интервала времени 10-35с, за который Вселенная колоссально расширилась (более чем в 1030 раз). Это позволяет и объяснить экспериментальные факты, которые не по силам классической теории Большого взрыва: однородность микроволнового фонового излучения; плоскостность пространства (его нулевая кривизна); низкая энтропия ранней Вселенной; расширение Вселенной с ускорением в настоящее время.
Она даёт теоретическое значение 70% для массы, соответствующей тёмной энергии, которое совпадает с экспериментальными значениями.