Генезис – происхождение.
Ген – (от греческого gen – род, происхождение) – наследственный фактор, единица наследственного материала, ответственная за формирование какого-либо элементарного признака. У высших организмов (эукариот) входит в состав хромосом. Дискретные наследственные признаки были открыты в 1865 г. Г. Менделем. В 1909 г. В. Иогансен назвал их генами. Развитие молекулярной генетики привело к раскрытию химической природы генетического материала и представлению о гене как об участке молекулы ДНК (у некоторых вирусов РНК) со специфическим набором нуклеотидов, в линейной последовательности которых закодирована генетическая информация. Каждый ген ответственен за синтез определенного белка (фермента и др.). Контролируя их образование, ген управляет всеми химическими реакциями организма и определяет его признаки. Уникальное свойство генов – сочетание их высокой устойчивости (неизменяемости в ряду поколений) со способностью к наследуемым изменениям – мутациям, которые являются источником генетической изменчивости организмов и основой для действия естественного отбора.
Генотип – совокупность всех генов организма, составляющих его генетическую конституцию.
Гипероны – (от греческого hyper – над, сверх, выше) – барионы с отличным от нуля значением странности, распадающиеся благодаря слабому (или электромагнитному) взаимодействию и имеющие вследствие этого времена жизни, на много порядков превышающие характерное время сильного взаимодействия. Поэтому гипероны условно относят к квазистабильным частицам. Как все барионы, гипероны являются адронами и имеют полуцелый спин. Убедительные доказательства их существования получены в 1951 г.
Глюоны – (от греческого glue – клей) – нейтральные частицы со спином 1 и нулевой массой, обладающие специфическим цветовым зарядом (цветом); являются переносчиками сильного взаимодействия между кварками и «склеивают» их в адроны.
Гондвана – гипотетический материк, который существовал в южном полушарии, по мнению одних геологов, с начала палеозойской эры и частично в мезозойскую эру, а по мнению других – во второй половине палеозойской эры. В этот материк входили части современных материков Южной Америки и Африки, Аравии, Индия, Австралия и, возможно, часть Антарктиды. В триасе и юре большая часть Гондваны погрузилась под уровень Индийского океана, что привело к расчленению единого материка.
Гравитационное взаимодействие – тип фундаментальных взаимодействий (наряду с сильным, электромагнитным и слабым), который характеризуется участием гравитационного поля (поля тяготения) в процессах взаимодействия. По современным представлениям, любое взаимодействие частиц осуществляется путем обмена виртуальными (или реальными) частицами – переносчиками взаимодействия. Так, переносчиками электромагнитного взаимодействия является квант электромагнитного поля – фотон, переносчиком слабого взаимодействия в современной объединенной теории электрослабого взаимодействия – промежуточные векторные бозоны. Предполагается, что сильное взаимодействие переносят глюоны, «склеивающие» кварки внутри адронов.
Двойные звезды – пары звезд, обращающихся вокруг общего центра масс.
Динамическая система – реальная система (химическая, физическая, биологическая и др.), эволюция которой однозначно определяется начальным состоянием. Характеризуется видом, локальным свойством, критериями поведения.
Живое вещество – совокупность живых организмов биосферы, численно выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии. Понятие введено В.И. Вернадским в его учении о биосфере и роли живых организмов в круговороте веществ и энергии в природе.
Звездные скопления – гравитационно связанные группировки звезд одинакового возраста и совместного происхождения. Различают шаровые и рассеянные скопления.
Звездообразование – процесс превращения облаков разреженного газа в плотные самосветящиеся газовые шары – звезды. Звездообразование заключается в постепенном сжатии под влиянием собственной гравитационной силы определенного объема межзвездного газа до значений температуры и плотности, достаточных для возникновения термоядерных реакций в центре образующегося сгустка и прекращения дальнейшего сжатия. Образовавшаяся звезда достигает главной последовательности и начинает термоядерный тип своей эволюции.
Изостазия – равновесное состояние земной коры и мантии, вызванное действием гравитационных сил, при котором земная кора как бы плавает на более плотном и пластичном подкоровом слое.
Ионосфера – ионизованная часть верхней атмосферы Земли. Расположена на высоте более 50 км.
Верхней границей ионосферы является внешняя часть магнитосферы Земли. Ионосфера представляет собой природное образование разреженной слабоионизованной плазмы, находящейся в магнитном поле Земли и подвергающейся воздействию ионизующего излучения Солнца. Только благодаря ионосфере возможно распространение радиоволн на далекие расстояния.
Квазары (от английского quasar, сокращенно от quasistellar radiosource – квазизвездный источник радиоизлучения) – космические объекты чрезвычайно малых угловых размеров, имеющие значительные красные смещения линий в спектрах, что указывает на их большую удаленность от Солнечной системы1, достигающую нескольких тысяч мегапарсек.
Это образования окраин Вселенной. Квазары излучают в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики. Источник их энергии точно не известен.
Квантовая механика – (волновая механика) – теория, устанавливающая способ описания и законы движения физических систем, для которых величины, характеризующие систему и имеющие размерность действия, оказываются сравнимыми с постоянной Планка h. Этому условию удовлетворяют движения микрочастиц (электронов в атоме, атомов в молекулах, нуклонов в ядрах и т.д.). Однако в некоторых случаях специфическими квантовыми свойствами обладают макроскопические системы как целое.
Кварки – самые малые, микроскопические частицы со спином 1/2 и электрическим зарядом, кратным 1/3, элементарные составляющие всех адронов: барионов и их мезонов. Это конечные бесструктурные образования, размер которых составляет меньше 10–12 см. К началу 80-х гг. известно 5 типов кварков. Имеются серьезные основания предполагать и шестой тип.
Каталитические процессы – ускоряющие химические реакции. Катализаторами выступают различные вещества, влияющие на изменение скорости химических превращений. Катализаторы, замедляющие скорости химических реакций, называют ингибиторами. Биологические катализаторы называются ферментами. Каталитическими веществами служат синтетические алюмосиликаты, металлы платиновой группы (платина, осмий, иридий, палладий), серебро, никель и др. Естественные алюмосиликаты группы железа, магния, кальция на ранних стадиях эволюции вещества в Солнечной системе могли входить в структуру соединений (глинистых минералов), ускоряющих процесс формирования преджизненных форм не только на Земле, но и в открытом космическом пространстве в присутствии воды, углерода (углекислоты).
Конвекция – перенос массы в результате перемещения сплошной среды (газа, жидкости). Различают свободную, вынужденную и капиллярную конвекции.
Корпускулярно-волновой дуализм – важнейшее универсальное свойство природы, заключающееся в том, что всем микрообъектам присущи одновременно и корпускулярные и волновые характеристики. Так, например, электрон, нейтрон, фотон в одних условиях проявляют себя как частицы, движущиеся по классическим траекториям и обладающие определенной энергией и импульсом, а в других – обнаруживают свою волновую природу, характерную для явлений интерференции и дифракции частиц. Корпускулярно-волновой дуализм лежит в основе квантовой механики и квантовой теории поля.
Космические скорости – скорости, употребляемые в астрономии и динамике космических полетов. Различают три типа скоростей. Первая космическая скорость (круговая скорость) – скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы он стал искусственным спутником Земли (около 7,9 км/сек). Вторая космическая скорость (параболическая скорость) – скорость, которую необходимо сообщить телу, чтобы он преодолел земное притяжение, но не вышел из пределов Солнечной системы (около 11,2 км/сек). Третья космическая скорость, при которой тело покидает Солнечную систему – около 16 км/сек.
Лептоны (от греческого leptos – легкий) – группа элементарных частиц, обладающих только слабым и (при наличии электрического заряда) электромагнитным взаимодействием. Все лептоны имеют спин 1/2. К их числу относятся: электрон, электронное нейтрино, мюон и мюонное нейтрино, тау-лептон и тау-нейтрино, а также их античастицы.
Литосфера – верхняя каменная оболочка Земли, включающая земную кору.
Литосферная плита – крупный (несколько тыс. километров в поперечнике) блок земной коры, включающий не только континентальную, но и сопряженную с ней океаническую кору. Ограничен со всех сторон сейсмически и тектонически активными зонами глубинных разломов.
Мезоны – нестабильные элементарные частицы с нулевым или целым спином, принадлежащие к классу адронов и не имеющие барионного заряда. К мезонам относятся пи-мезоны, К-мезоны и некоторые резонансы. Мезоны являются переносчиками ядерных сил. Мюон, который прежде (а иногда и сейчас) называли мю-мезоном, фактически мезоном не является: это лептон.
Метаболизм – обмен веществ. В более узком смысле метаболизм – промежуточный обмен, то есть превращение определенных веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов (например, метаболизм белков, метаболизм глюкозы и т.д.).
Мутагенез – процесс возникновения в организме наследственных изменений – мутаций. Основа мутагенеза – изменения в молекулах нуклеиновых кислот, хранящих и передающих наследственную информацию.
Мутагены – физические и химические факторы, вызывающие наследственные изменения – мутации; ионизирующее и ультрафиолетовое излучения, различные химические соединения (иприт, азотистая кислота) и др.
Мутанты – организмы, отличающиеся от исходного (дикого) типа каким-либо наследственным отклонением, возникающим в результате мутации.
Мутации (от латинского mutatio – изменение, перемена) – возникновение естественным или искусственным путем изменений наследственных свойств организма в результате перестроек и нарушений в генетическом материале организма – хромосомах и генах. Мутации – основа наследственной изменчивости в живой природе.
Нейтрино – стабильная незаряженная частица со спином 1/2 и, по-видимому, нулевой массой. Относится к лептонам. Нейтрино участвуют только в слабых и гравитационных взаимодействиях и поэтому чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом. Различают электронное нейтрино, всегда выступающее в паре с электроном или позитроном, мюонное нейтрино, выступающее в паре с мюоном и тау-нейтрино, связанное с тяжелым лептоном. Каждый тип нейтрино имеет свою античастицу.
Неодарвинизм – эволюционная концепция, созданная в 80–90-х гг. XIX в. Основоположник неодарвинизма – А. Вейсман. Концепция, пытавшаяся увязать данные цитологии об оплодотворении с эволюционной теорией и дополнить дарвиновское представление о естественном отборе, содержала ценные идеи (например, роль хромосом в наследственности, отрицание наследственности приобретенных признаков). Сегодня считается устаревшей.
Нуклоны – частицы (протоны и нейтроны), слагающие ядро атома.
Нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды) – высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновых кислот – дезоксирибоза или рибоза – различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Последовательность нуклеотидов в нуклеиновых кислотах определяет их первичную структуру. Нуклеиновые кислоты присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению и передаче генетической информации, участвуют в механизмах, при помощи которых она реализуется в процессе синтеза клеточных белков. В организмах находятся в свободном состоянии и в комплексе с белками (нуклеопротеиды).
Нуклеотиды – фосфорные эфиры нуклеозидов. Состоят из азотистого основания, углевода и остатка фосфорной кислоты. Соединения из одного, двух, трех или нескольких остатков нуклеотидов называются, соответственно, моно-, ди-, три- или полинуклиотидами. Нуклеотиды – составная часть нуклеиновых кислот, коферментов и других активных соединений.
Пангея – гипотетический материк, объединяющий в палеозое современные материки. Раскол и раздвижение его связывают с образованием новой системы конвекционных течений в мантии.
Парадигма – 1) строго научная теория, воплощенная в системе понятий, выражающих существенные черты действительности; 2) исходная концептуальная схема, модель постановки проблем и их решения, методов исследования, господствующих в течение определенного исторического периода.
Персистентные формы (от латинского persisto – упорствую) – организмы, сохраняющиеся в процессе эволюции в неизменном виде, так называемые «живые ископаемые», или филогенетические реликты (кистеперая рыба латимерия, моллюск неопилина).
Плазма – ионизованный газ, в котором концентрации положительных и отрицательных зарядов равны (квазинейтральность). В состоянии плазмы находится подавляющая часть вещества во Вселенной. Около Земли плазма существует в виде солнечного ветра и ионосферы. Высокотемпературная плазма (десятки, сотни миллионов градусов Кельвина) из смеси дейтерия и трития исследуется с целью управляемого термоядерного синтеза. Низкотемпературная плазма (менее 100000°К) используется в газоразрядных приборах, МГД-генераторах, плазмотронах и т.д.
Планетарная туманность – галактические туманности, которые при наблюдении в телескоп имеют вид круглых или овальных дисков, напоминающих диски планет, а также колец. Состоят из космической пыли и газа. В центре планетарной туманности всегда находится звезда с очень высокой температурой – источник свечения туманности. Средний диаметр туманности – 10000 астрономических единиц.
Пульсары – пульсирующие источники радиоизлучения. Космические источники импульсного электромагнитного излучения, открытые в 1967 г. группой Э. Хьюиша (Великобритания). Импульсы пульсаров повторяются с периодом от нескольких долей секунд до секунд с высокой точностью. Большинство пульсаров излучает в радиодиапазоне от метровых до сантиметровых волн. Радиопульсары отождествляются с быстровращающимися нейтронными звездами, у которых имеется активная область, генерирующая излучение в узком конусе. Этот конус бывает направлен в сторону наблюдателя через промежуток времени, равный периоду вращения звезды. Энергия излучения черпается из вращения звезды, поэтому ее период вращения (период пульсара) постепенно возрастает. Кроме радиопульсаров открыты пульсары, наблюдающиеся только в рентгеновском или гамма-диапазонах. Они имеют периоды от нескольких до сотен секунд и входят в тесные системы двойных звезд. Источником энергии их излучения, согласно современным представлениям, является гравитационная энергия, выделяющаяся при аккреции на нейтронную звезду или черную дыру вещества, перетекающего от соседней нормальной звезды.
Резонансы – резонансные частицы, адроны, которые могут распадаться за счет сильного взаимодействия и поэтому имеют крайне малое время жизни порядка 10–24 сек.
Реликт – организм, вещь или явление, сохранившиеся как пережиток минувших эпох, как остаток явлений далекого прошлого.
Реликтовое излучение – фоновое (остаточное) космическое излучение, спектр которого близок к спектру абсолютно черного тела с температурой около 3°К. Наблюдается на волнах от нескольких мм до десятков см, практически изотропно. Происхождение реликтового излучения связывают с эволюцией Вселенной, которая в прошлом имела высокую температуру и плотность излучения.
Релятивистская астрофизика – раздел астрофизики, изучающий на основе общей теории относительности (теория тяготения А. Эйнштейна) свойства сверхплотных космических тел – нейтронных звезд и черных дыр.
Сверхновые звезды – внезапно вспыхивающие звезды, мощность излучения которых во время вспышки во много тысяч раз превышает мощность вспышки новой звезды. К взрыву сверхновой звезды приводит гравитационный коллапс. При взрыве центральная часть становится нейтронной звездой (пульсаром), а вещество внешних слоев выбрасывается со скоростью в несколько тысяч км/сек и образует волокнистую туманность (пример – Крабовидная туманность).
Строматолиты – карбонатные мелководные постройки в области смешения пресных и морских вод, образованные древнейшими организмами (сине-зелеными водорослями), жившими в протерозое, венде, кембрии, ордовике.
Суперпозиция – относится к понятию суперпозиции функций (мат.). Это композиция функций, состоящая из двух функций сложной функции. Супермногообразие является обобщенным понятием многообразия, в котором функции принимают значения коммутации. Принцип суперпозиции (в физике) учитывает результирующий эффект от нескольких независимых воздействий. Представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым воздействием в отдельности. В квантовой механике принцип суперпозиции относится к волновым функциям: если физическая система может находиться в состояниях, описываемых двумя или несколькими волновыми функциями, то она также может находиться в состоянии, описываемом любой линейной комбинацией этих функций.
Тектонические циклы – определенная последовательность тектонических процессов, благодаря которым геосинклиналь превращается в платформу. Охватывает интервалы геологического времени продолжительностью в 150–250 миллионов лет (галактический год). Завершаются эпохами складчатости (горообразования). Это этапы общей направленной геологической эволюции Земли.
Термодинамика – раздел физики, изучающий наиболее общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями (неравновесные процессы изучает термодинамика неравновесных процессов). Она возникла в первой половине XIX в. в связи с развитием теории тепловых машин (С. Карно) и установлением закона сохранения энергии (Ю.Р. Майер, Дж. Джоуль, Г. Гельмгольц). Основные этапы термодинамики связаны с именами Р. Клаузиуса, У. Томсона, В. Нернста.
Термоядерные реакции – реакции слияния легких ядер в более тяжелые, происходящие при высоких температурах. Сопровождаются выделением колоссальной энергии. Основной источник энергии звезд.
Триггер – внезапный спусковой механизм (переключатель), скачкообразно изменяющий состояние любой физической, химической, физико-химической и других систем, развивающихся самопроизвольно или под влиянием внешних воздействий.
Туманности (в астрономии) – внутригалактические облака разреженных газов и пыли. Преимущественно газовые туманности выделяются в планетарные (правильной формы) и диффузные (неправильной формы). Пылеватые туманности подразделяются на светлые (светятся отраженным светом) и темные (видны на фоне Млечного Пути).
Управляемый термоядерный синтез – синтез легких ядер в более тяжелые, идущий с выделением колоссальной энергии и могущий служить для ее производства. Условия достижимости термоядерного синтеза достигаются в плазме с температурой более 10000000°К. Решение проблемы управляемого синтеза позволит обеспечить потребности человека энергией на неограниченный срок.
Фазовый переход – переход вещества из одной фазы в другую. В термодинамике рассматриваются только равновесные фазовые переходы. Различают фазовые переходы первого и второго рода. Фазовые переходы первого рода – превращения, при которых плотность вещества, термодинамические потенциалы, энтропия меняются скачкообразно, выделяется или поглощается теплота фазового перехода (испарение, плавление и обратные им процессы – конденсация, кристаллизация, а также полиморфные превращения веществ). Фазовые переходы второго рода – превращения, при которых плотность вещества, энтропия и термодинамические потенциалы не испытывают скачкообразных изменений, а теплоемкость, сжимаемость, коэффициент термического расширения фаз меняются скачкообразно (переход гелия в сверхтекучее состояние, переход железа из ферромагнитного в парамагнитное состояние).
Фотон – квант электромагнитного поля, нейтральная элементарная частица с нулевой массой и спином 1. Переносчик электромагнитного взаимодействия между заряженными частицами.
Цефализация (от греческого kephale – голова) – процесс обособления головы и включения одного или более туловищных сегментов в головной отдел у животных в процессе их исторического развития.
Черные дыры – космические объекты, которые образуются путем эволюции (сжатия, коллапса), например, звезд больших масс. Излучение черных дыр «заперто» супергравитацией, поэтому они не излучают, а их положение можно определить только по их тяготению либо по тормозному излучению газа, падающего на них извне.