Изощренный, но не злонамеренный 38 страница

Другая трудность, стоящая перед предложением рассматривать струны как нити пространства-времени, в том, как мы изучили в Главе 13, что теория струн имеет и другие ингредиенты, кроме струн. Какую роль эти другие компоненты должны играть в фундаментальной структуре пространства-времени? Этот вопрос вводится в особенно острой форме сценарием мира на бране. Если трехмерное пространство, которое мы ощущаем, является 3-браной, является ли сама брана неделимой на части или она сделана из объединения других ингредиентов теории? Например, сделаны ли браны из струн или как струны, так и браны являются элементарными? Или мы должны рассматривать еще и другую возможность, что браны и струны могут быть сделаны из некоторых еще более тонких ингредиентов? Эти вопросы стоят на переднем фронте исследований сегодняшнего дня, но, поскольку эта последняя глава посвящена подсказкам и путеводным нитям, позвольте мне отметить один важный результат, который привлек большое внимание.

Ранее мы говорили о различных бранах, имеющихся в теории струн/М-теории: 1-браны, 2-браны, 3-браны, 4-браны и так далее. Хотя я не акцентировал на этом внимание раньше, в теории имеются также 0-браны – ингредиенты, которые не имеют пространственного протяжения, почти как точечные частицы. Это может показаться противоречащим самому духу теории струн/М-теории, которая удаляется от схемы с точечными частицами в попытке приручения диких шероховатостей квантовой гравитации. Однако, 0-браны, точно так же, как их более многомерные родственницы на Рис. 13.2, появляются с присоединенными струнами, буквально, а потому их взаимодействия управляются струнами. Тогда не удивительно, что 0-браны ведут себя совершенно не похоже на общепринятые точечные частицы, и, что самое важное, они полностью принимают участие в рассеивании и уменьшении ультрамикроскопических дрожаний пространства-времени; 0-браны не вводят заново фатальный порок, беспокоящий схемы с точечными частицами, которые пытаются соединить квантовую механику и ОТО.

Фактически, Том Бэнкс из Ратгерсовского Университета и Вилли Фишлер из Университета Техаса в Остине вместе с Леонардом Сасскайндом и Стивеном Шенкером, оба ныне из Стэнфорда, сформулировали версию теории струн/М-теории, в которой 0-браны являются фундаментальными ингредиентами, которые могут быть объединены, чтобы сгенерировать струны и другие, более высокоразмерные браны. Это предложение, известное как Матричная теория – еще одно возможное значение для "М" в "М-теории" – вызвало лавину последующих исследований, но связанная с ней тяжелая математика до сих пор не давала ученым привести этот подход к завершенному виду. Тем не менее, расчеты, которые физики смогли провести в этой схеме, кажется, поддерживают это предложение. Если Матричная теория верна, это может означать, что все сущее – струны, браны и, возможно, даже сами пространство и время – составлены из подходящим образом собранных 0-бран. Это волнующий план и исследователи проявляют осторожный оптимизм, надеясь, что прогресс в течение следующих нескольких лет прольет больше света на его обоснованность.

До сих пор мы рассматривали путь, которым следуют струнные теоретики в поисках составляющих пространства-времени, но, как я отмечал, имеется второй путь, происходящий от главного соперника теории струн, петлевой квантовой гравитации. Петлевая квантовая гравитация берет начало с середины 1980х и является другим многообещающим предложением по соединению ОТО и квантовой механики. Я не хочу пытаться дать детальное описание (если вам интересно, обратите внимание на превосходную книгу Ли Смолина Tree Roads to Quantum Gravity (Три дороги к квантовой гравитации, см. Советы для дальнейшего чтения)), а вместо этого отмечу несколько ключевых моментов, которые особенно показательны для нашего текущего обсуждения.

Как теория струн, так и петлевая квантовая гравитация утверждают, что достигли давно стоящей цели обеспечения квантовой теории гравитации, но они делают это совершенно разными способами. Теория струн выросла из успешной традиции физики частиц, которая десятилетиями искала элементарные составляющие материи; для самых ранних струнных исследователей гравитация была отдаленным, в лучшем случае, вторичным интересом. В отличие от этого, петлевая квантовая гравитация выросла из традиции, тесно основывающейся на ОТО; для большинства последователей этого подхода гравитация всегда была главным объектом внимания. Сравнение в одну фразу будет таково, что струнные теоретики стартовали от малого (квантовая теория) и двигались к охвату большого (гравитация), тогда как приверженцы петлевой квантовой гравитации стартовали от большого (гравитация) и двигались к охвату малого (квантовая теория).[9] Фактически, как мы говорили в Главе 12, теория струн изначально была разработана как квантовая теория сильного ядерного взаимодействия, действующего внутри атомных ядер; и только позже было по счастливому случаю осознано, что теория на самом деле включает гравитацию. Петлевая квантовая гравитация, с другой стороны, взяла ОТО Эйнштейна как отправную точку и стремилась включить в себя квантовую механику.

Этот старт с противоположных концов спектра отразился в путях, которыми две теории разрабатывались до сих пор. В некоторой степени главные достижения каждой оказывались неудачами другой. Например, теория струн соединила все силы и всю материю, включая гравитацию (полное объединение, которое ускользает от петлевого подхода), путем описания всего на языке колеблющихся струн. Частица гравитации, гравитон, является лишь одной особой модой колебаний струны, а потому теория естественным образом описывает, как эти простейшие пучки гравитации двигаются и квантовомеханически взаимодействуют. Однако, как только что отмечалось, главная неудача сегодняшних формулировок теории струн в том, что они заранее предполагают фоновое пространство-время, внутри которого струны двигаются и колеблются. В отличие от этого, главное достижение петлевой квантовой гравитации – впечатляющее достижение – заключается в том, что она не предполагает фонового пространства-времени. Петлевая квантовая гравитация является независимой от фона схемой. Однако, удаление обычного пространства и времени, точно так же, как привычных и успешных свойств ОТО, когда она применяется к большим масштабам расстояний (что легче сделать в сегодняшних формулировках теории струн), из этой экстраординарно непривычной стартовой точки без пространства и без времени является далеко не тривиальной проблемой, которую исследователи все еще пытаются решить. Более того, по сравнению с теорией струн, петлевая квантовая гравитация достигла намного меньшего прогресса в понимании динамики гравитонов. Одна гармонизирующая возможность заключается в том, что струнные энтузиасты и приверженцы петлевой квантовой гравитации на самом деле конструируют одну и ту же теорию, но из чрезвычайно различных стартовых точек. То, что каждая теория содержит петли, – в теории струн это петли струн; в петлевой квантовой гравитации их тяжелее описать нематематически, но, грубо говоря, они представляют собой элементарные петли пространства, – наводит на мысль, что тут может быть некоторая связь. Эта возможность еще больше поддерживается фактом, что на нескольких проблемах, доступных обеим теориям, таких как энтропия черных дыр, две теории полностью согласуются.[10] И по вопросу о составляющих пространства-времени обе теории предполагают, что имеется некоторая разновидность атомистической структуры. Мы уже видели подсказки-намеки в направлении этого заключения, которые появляются из теории струн; аналогичные намеки из петлевой квантовой гравитации убедительны и даже более явны. Петлевые исследователи показали, что многочисленные петли в петлевой квантовой гравитации могут переплетаться, слегка подобно тонким петлям шерсти, ввязанным в свитер, и производить структуры, которые на больших масштабах кажутся почти соответствующими областям пространства-времени. Самое убедительное из всего, петлевые исследователи рассчитали допустимые площади таких поверхностей пространства.

И точно так же, как вы можете иметь один электрон, или два электрона или 202 электрона, но вы не можете иметь 1,6 электрона или любое иное дробное число, расчеты показывают, что поверхности могут иметь площади, которые составляют один квадрат длины Планка, или два квадрата длины Планка или 202 квадрата длины Планка, но никакие дроби невозможны. Еще раз, это сильная теоретическая подсказка, что пространство, как и электроны, начинается с дискретных неделимых кусков.[11]

Если бы я решился погадать на будущие разработки, я представил бы, что независимые от фона техники, разработанные сообществом петлевой квантовой гравитации, будут адаптированы к теории струн, вымостив путь для струнной формулировки, которая не зависит от фона. А это явится искрой, я подозреваю, которая воспламенит третью суперструнную революцию, в которой, я оптимистичен, многие из остающихся глубоких тайн будут решены. Такие разработки, вероятно, также замкнут полный круг долгой истории пространства-времени. В предыдущих главах мы следовали за маятником мнений, когда он качался между реляционистской и абсолютистской позициями по поводу пространства, времени и пространства-времени. Мы спрашивали: Является ли пространство чем-то или нет? Является ли пространство-время чем-то или нет? И в течение нескольких столетий размышлений, мы сталкивались с различными взглядами. Я верю, что экспериментально подтвержденный, независимый от фона союз между ОТО и квантовой механикой даст благодарное решение этой проблемы. Благодаря преимуществу независимости от фона ингредиенты теории могут состоять в некоторых отношениях с такими же другими, но в отсутствие пространства-времени, которое вставлялось в теорию извне, там не будет фоновой арены, в которую они сами были вставлены. Только относительные взаимосвязи будут иметь значение, решение почти в духе реляционистов вроде Лейбница и Маха. Когда ингредиенты теории, – будь это струны, браны, петли или что-то другое, открытое в ходе будущих исследований, – объединяются, чтобы произвести привычное, крупномасштабное пространство-время (или наше реальное пространство-время, или гипотетические примеры, пригодные для мысленных экспериментов), оно будет "чем-то" заново открытым, почти как в нашем раннем обсуждении ОТО: в во всех других отношениях пустом, плоском, бесконечном пространстве-времени (один из подходящих гипотетических примеров) вода в ньютоновском вращающемся ведре будет принимать изогнутую форму. Существенным моментом будет то, что различие между пространством-временем и более ощутимыми материальными сущностями почти совершенно испарится, так как все они будут возникать из подходящих совокупностей более базовых ингредиентов в теории, которая будет фундаментально относительной, без пространства и без времени. Если так и окажется, Лейбниц, Ньютон, Мах и Эйнштейн все смогли бы заявить права на часть победы.

Внутреннее и внешнее пространство

Рассуждения о будущем науки являются занимательным и конструктивным упражнением. Они помещают наше сегодняшнее дело в более широкий контекст и подчеркивают всеобъемлющие цели, в направлении которых мы медленно и осознанно трудимся. Но когда такие рассуждения применяются к будущему самого пространства-времени, они приобретают почти мистическое качество: мы рассматриваем судьбу тех самых вещей, которые господствуют в нашем ощущении реальности. Еще раз, вопрос не в том, что безотносительно к будущим открытиям пространство и время будут продолжать формировать наше индивидуальное восприятие; пространство и время, пока движется повседневная жизнь, будут стоять рядом. Что будет продолжать изменяться и, вероятно, изменяться радикально, так это наше понимание обеспечивающей их системы, – что означает, арены эмпирической реальности. После столетий размышлений мы все еще можем дать только словесное описание пространства и времени, как самого привычного из странного. Они беззастенчиво идут своим путем через наши жизни, но ловко скрывают свою фундаментальную структуру за теми же самыми ощущениями, которые они полностью формируют и на которые влияют.

На протяжении последней сотни лет мы стали близко знакомы с некоторыми ранее скрытыми свойствами пространства и времени благодаря двум теориям относительности Эйнштейна и благодаря квантовой механике. Замедление времени, относительность одновременности, альтернативные сечения пространства-времени, вероятностная природа реальности, дальнодействующее квантовое запутывание не были в списке вещей, которые даже лучшие из физиков мира девятнадцатого века могли бы ожидать найти прямо за углом. А они, однако, там были, что подтвердили как экспериментальные результаты, так и теоретические объяснения.

В нашу эпоху мы подошли к нашему собственному великолепию неожиданных идей: темная материя и темная энергия, которые оказались, несомненно, доминирующими составляющими вселенной. Гравитационные волны – рябь на ткани пространства-времени, – которые были предсказаны ОТО Эйнштейна и однажды позволят нам бросить взгляд дальше назад во времени, чем когда-либо ранее. Океан Хиггса, который пронизывает все пространство и который, если это подтвердится, поможет нам понять, как частицы приобретают массу. Инфляционное расширение, которое может объяснить форму космоса, решить загадку, почему он так однороден на больших масштабах, и установить направление стрелы времени. Теория струн, которая постулирует петли и обрывки энергии вместо точечных частиц и предлагает смелую версию мечты Эйнштейна, в которой все частицы и все силы объединены в единственную теорию. Дополнительные пространственные измерения, возникающие из математики теории струн, и, возможно, обнаруживаемые экспериментами на ускорителях в течение следующего десятилетия. Мир на бране, в котором наши три пространственные измерения могут быть лишь одной вселенной среди многих, плавающих в многомерном пространстве-времени. И, возможно, даже новое пространство-время, в котором сама ткань пространства и времени составлена более фундаментальными беспространственными и безвременными сущностями.

В течение следующего десятилетия все более мощные ускорители обеспечат почти необходимый экспериментальный вклад, и многие физики уверены, что данные, собранные из высокоэнергетических столкновений, которые планируются, подтвердят большое число стержневых физических построений. Я разделяю этот энтузиазм и страстно ожидаю результатов. До тех пор, пока наши теории не соприкоснулись с наблюдаемыми, проверяемыми явлениями, они остаются в подвешенном неопределенном состоянии – они остаются многообещающими коллекциями идей, которые могут иметь или могут не иметь отношения к реальному миру. Новые ускорители существенно продвинут вперед уменьшение зазора между теорией и экспериментом и, мы, физики, надеемся, введут многие из этих идей в область признанной науки.

Но имеется другой подход, который, будучи более чем смелым предположением, наполняет меня несравненным удивлением. В Главе 11 мы обсуждали, как эффекты мельчайших квантовых скачков могут быть заметны на любом ясном ночном небе, поскольку они были чудовищно растянуты космическим расширением, приведя в итоге к сгущениям, давшим начало формированию звезд и галактик. (Повторим аналогию с мельчайшими черточками, нарисованными на воздушном шаре, которые растягиваются по его поверхности, когда шар раздувается). Это осознание наглядно дает доступ к квантовой физике через астрономические наблюдения. Вероятно, это может быть продвинуто даже дальше. Возможно, космическое расширение может растянуть отпечатки даже самых мелкомасштабных процессов или свойств – физики струн или, возможно, квантовой гравитации, или атомистической структуры самого ультрамикроскопического пространства-времени – и распространить их влияние, в некотором тонком, но наблюдаемом смысле, через небеса. Это означает, может быть, что вселенная уже расписана микроскопическими волокнами ткани космоса и явно раскрывает их через небо, и все, что нам нужно, это научиться, как распознавать картинку.

Оценка самых современных предложений для глубоких физических законов может в будущем потребовать, чтобы дикая мощь ускорителей частиц была в состоянии воссоздать неистовые условия, невиданные с моментов после Большого взрыва. Но для меня не будет ни достижения более поэтичного, ни итога более привлекательного, ни унификации более полной, чем подтвердить для нас наши теории ультрамалого – наши теории об ультрамикроскопической структуре пространства, времени и материи – просто через нацеливание наших самых мощных телескопов в небо и через безмолвный пристальный взгляд на звезды.

Толковый словарь

Абсолютизм: Точка зрения, считающая, что пространство абсолютно.

Абсолютное пространство: Ньютоновский взгляд на пространство; воображаемое пространство как неизменное и независимое от его содержимого.

Абсолютное пространство-время: Взгляд на пространство, возникающий из СТО; воображаемое пространство через полноту времени, с любой системы отсчета, как неизменное и независимое от его содержимого.

Большого взрыва теория/стандартная теория Большого взрыва: Теория, описывающая горячую, расширяющуюся вселенную от момента после ее рождения.

Большой хруст: Один из возможных концов вселенной, аналог обращенного Большого взрыва, в котором пространство коллапсирует само в себя.

Вакуум: Наибольшая пустота, в которой может быть регион; состояние с низшей энергией.

Вакуумные флуктуации поля: См. Квантовые флуктуации.

Великое объединение: Теория, пытающаяся объединить сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия.

Величина вакуумного среднего Хиггсова поля: Ситуация, в которой Хиггсово поле приобретает ненулевую величину в пустом пространстве; Хиггсов океан.

Вероятностная волна: Волна в квантовой механике, которая кодирует вероятность, что частица будет найдена в данном положении.

Волновая функция: См. Вероятностная волна.

Вращательная инвариантность, вращательная симметрия: Характеристика физической системы или теоретического закона, при которой они не изменяются при вращении.

Временное сечение: Все пространство в данный момент времени; отдельное сечение пространственно-временного блока или батона.

Второй закон термодинамики: Закон, который гласит, что, в среднем, энтропия физической системы имеет тенденцию возрастать от любого заданного момента.

Глюоны: Переносчики сильного ядерного взаимодействия.

Горизонт событий: Воображаемая сфера, окружающая черную дыру, отделяющая точки невозврата; все, пересекшее горизонт событий, не может спастись от гравитации черной дыры.

Гравитоны: Гипотетические частицы-переносчики гравитационного взаимодействия.

Единая теория: Теория, которая описывает все силы и всю материю в единой теоретической структуре.

Замкнутые струны: Нити энергии в теории струн в форме петель.

Запутывание, квантовое запутывание: Квантовый феномен, в котором пространственно разделенные частицы имею коррелированные свойства.

Инерция: Свойство объекта сопротивляться ускорению.

Интерференция: Явление, в котором перекрывающиеся волны создают характерную картину; в квантовой механике включает в себя объединение вместе кажущихся особыми альтернатив.

Инфляционная космология: Космологическая теория, включающая короткий, но гигантский взрыв пространственного расширения в ранней вселенной.

Информация выбора пути: Квантовомеханическая информация, очерчивающая путь, который частица выбирает, двигаясь от источника к детектору.

Казимира cила: Квантовомеханическая сила, основанная на дисбалансе вакуумных флуктуаций поля.

Калуцы-Кляйна теория: Теория вселенной, содержащая более чем три пространственных измерения.

Квантовая механика: Теория, разработанная в 1920е и 1930е для описания области атомов и субатомных частиц.

Квантовая хромодинамика: Квантовомеханическая теория сильного ядерного взаимодействия.

Квантовые флуктуации, квантовые дрожания, квантовые скачки: Неизбежные быстрые изменения величины поля на малых масштабах, возникающие из квантовой неопределенности.

Кварки: Элементарные частицы, подверженные сильному ядерному взаимодействию; имеется шесть разновидностей (верхний (up), нижний (down), странный (strange), очарованный (charm), вершинный (top), донный (bottom)).

Кельвин: Шкала, по которой температура отсчитывается от абсолютного нуля (минимально возможной температуры, около –273№ по шкале Цельсия).

Классическая физика: Как использовалось в этой книге, физические законы Ньютона и Максвелла. В более общем смысле часто используется для ссылок на все неквантовые законы физики, включая СТО и ОТО.

Коллапс вероятностной волны, коллапс волновой функции: Гипотетический процесс, в котором вероятностная волна (волновая функция) переходит из распределенной к пикообразной форме.

Копенгагенская интерпретация: Интерпретация квантовой механики, которая воображает, что большие объекты подвержены действию классических законов, а малые объекты подвержены действию квантовых законов.

Космический горизонт, горизонт: Положения в пространстве, за пределами которых свет не может иметь времени, чтобы достичь нас за период с начала вселенной.

Космическая микроволновая фоновая радиация: Остаточная электромагнитная радиация (фотоны) из ранней вселенной, которая пронизывает пространство.

Космологическая константа: Гипотетическая энергия и давление, однородно заполняющая пространство; происхождение и состав не известны.

Космология: Изучение происхождения и эволюции вселенной.

Критическая плотность: Величина плотности массы/энергии, требуемая, чтобы пространство было плоским, около 10–23 грамма на кубический метр.

Независимость от фона: Свойство физической теории, в которой пространство и время возникают из более фундаментальной концепции, вместо того, чтобы быть введенными аксиоматически.

Маха принцип: Принцип, в соответствии с которым любое движение является относительным и стандарт покоя обеспечивается средним распределением массы во вселенной.

Микроволновая фоновая радиация: См. Космическая микроволновая фоновая радиация.

Многомировая интерпретация: Интерпретация квантовой механики, в которой все возможности, содержащиеся в вероятностной волне, реализуются в отдельных вселенных.

М-теория: В настоящее время незавершенная теория объединения всех пяти версий теории струн, полностью квантовомеханическая теория всех сил и всей материи.

Наблюдаемая вселенная: Часть вселенной внутри нашего космического горизонта; часть вселенной, достаточно близкая, чтобы испущенные ею свет мог достичь нас до сегодняшнего дня; часть вселенной, которую мы можем видеть.

Неопределенности принцип: Свойство квантовой механики, при котором имеется фундаментальное ограничение на то, насколько точно определенные взаимодополняющие физические свойства могут быть измерены или определены.

Открытые струны: Нити энергии в струнной теории в форме обрывков.

Отрицательная кривизна: Форма пространства, содержащего плотность меньше критической; седлообразная форма.

Общая теория относительности (ОТО): Теория гравитации Эйнштейна, привлекающая кривизну пространства и времени.

Планка время: Время (10–43 секунды), которое требуется свету, чтобы пролететь Планка длину; интервал времени, ниже которого общепринятое понятие времени теряет применимость.

Планка длина: Расстояние (10–33 сантиметра), ниже которого проявляется конфликт между квантовой механикой и ОТО; размер, ниже которого общепринятое понятие пространства теряет применимость.

Планка масса: Масса (10–5 грамма, масса частички пыли, десять миллиардов миллиардов масс протона), типичная масса колеблющейся струны.

Плоское пространство: Возможная форма пространства вселенной, не имеющая кривизны.

Поле: "Дымка" или "эссенция", пронизывающая пространство, может передавать взаимодействие или описывать присутствие/движение частиц. Математически содержит число или комбинацию чисел в каждой точке пространства, обозначающих величину поля.

Поле инфлатона: Поле, чья энергия и отрицательное давление вызывает инфляционное расширение.

Потенциальная энергия: Энергия, запасенная в поле или объекте.

Проблема горизонта: Затруднение космологической теории в объяснении, как области пространства, находящиеся друг от друга за пределами космического горизонта, имеют почти идентичные свойства.

Проблема квантового измерения: проблема объяснения, как мириады возможностей, закодированные в вероятностной волне, дают путь для одного результата в процессе измерения.

Проблема плоскостности: Затруднение космологической теории в объяснении наблюдаемой плоскостности пространства.

Пространство-время: Единство пространства и времени, впервые озвученное СТО.

Реляционизм: Точка зрения, заключающаяся в том, что все движения относительны и пространство не абсолютно.

Светоносный эфир: См. Эфир.

Сильное ядерное взаимодействие: Силы природы, которые влияют на кварки; удерживает кварки вместе внутри протонов или нейтронов.

Симметрия: Преобразование физической системы, которое оставляет проявление системы неизменным (например, вращение совершенной сферы относительно ее центра оставляет сферу неизменной); преобразование физической системы, которое не влияет на законы, описывающие систему.

Симметрия относительно обращения времени: Свойство принятых законов природы, при котором законы не делают различия между одним и другим направлением времени. От любого заданного момента законы трактуют прошлое и будущее совершенно одинаковым образом.

Скорость: Скорость и направление движения объекта.

Слабое ядерное взаимодействие: Сила природы, действующая на субатомных масштабах и отвечающая за явления, подобные радиоактивному распаду.

Специальная теория относительности (СТО): Теория Эйнштейна, в которой пространство и время не являются индивидуальными абсолютами, а, вместо этого, зависят от относительного движения индивидуальных наблюдателей.

Спин: Квантовомеханическое свойство элементарных частиц, в котором, в некотором смысле подобно волчку, они испытывают вращательное движение (имеют внутренний угловой момент).

Спонтанное нарушение симметрии: Формальное название Хиггсова океана; процесс, при котором ранее проявлявшаяся симметрия скрывается или портится.

Стандартная модель: Квантовомеханическая теория, состоящая из квантовой хромодинамики и электрослабой теории; описывает всю материю и силы, за исключением гравитации. Основывается на концепции точечных частиц.

Стандартные свечи: Объекты с известной внутренней яркостью, которые удобны для измерений астрономических расстояний.

Стрела времени: Направление, в котором кажется ориентированным время, – от прошлого в будущее.

Струн теория: Теория, основывающаяся на одномерных колеблющихся нитях энергии (см. Суперструн теория), но которая не обязательно включает суперсимметрию. Иногда используется как сокращение теории суперструн.

Суперсимметрия: Симметрия, в которой законы не изменяются, когда частицы с целочисленным спином (частицы сил) взаимозаменяются на частицы с полуцелым спином (частицы материи).

Суперструн теория: Теория, в которой фундаментальные ингредиенты являются одномерными петлями (замкнутые струны) или обрывками (открытые струны) колеблющейся энергии, которая объединяет ОТО и квантовую механику; включает суперсимметрию.

Сценарий мира на бране: Возможность в рамках теории струн/М-теории, что наши привычные три пространственных измерения являются 3-браной.

Темная материя: Материя, заполняющая пространство, оказывая гравитационное воздействие, но не испускающая света.

Темная энергия: Гипотетическая энергия и давление, однородно заполняющая пространство; более общее понятие, чем космологическая константа, поскольку ее энергия/давление может изменяться со временем.

Трансляционная инвариантность, трансляционная симметрия: Свойство принятых законов природы, при котором законы применимы в любом месте пространства.

Ускорение: Движение, которое содержит изменение в скорости и/или направлении.