Чудовища доктора Эйнштейна. О чёрных дырах, больших и малых

Еще более сумасшедшая теория, опубликованная в 2014 г., воспользовалась инструментарием теории струн. Попытавшись обойтись без сингулярности Большого взрыва, ученые Института теоретической физики «Периметр» в Ватерлоо (Канада) выдвинули теорию, согласно которой наша Вселенная возникла в результате формирования черной дыры во вселенной большей размерности. В нашей трехмерной Вселенной черные дыры имеют двухмерные горизонты событий. В четырехмерной вселенной горизонт событий черной дыры должен иметь три измерения. Ниайеш Афшорди и его коллеги предполагают, что наша Вселенная начала существовать, когда звезда в четырехмерной вселенной коллапсировала в черную дыру. Большой взрыв – мираж, отзвук более многомерного события. Они объясняют это при помощи платоновской аллегории с пещерой: «Двухмерные тени – единственное, что видят пленники, – их единственная реальность. Оковы не позволяют им увидеть настоящий мир, имеющий на одно измерение больше, чем мир, который они знают. ‹…› Узники у Платона не понимают, какие силы управляют Солнцем, как мы не понимаем четырехмерной объемной Вселенной»[250].

Лабораторная черная дыра

Но давайте вместе с черными дырами вернемся на Землю и зададимся вопросом: по силам ли нам создать черную дыру? Прежде чем ответить на него, вспомним, что это за необыкновенный объект – черная дыра. Радиус Шварцшильда пропорционален массе. Чтобы превратить Солнце в черную дыру, его пришлось бы сжать до радиуса 3 км, что соответствует плотности 20 трлн кг на куб. м. Превращение Земли в черную дыру потребовало бы сжать ее до радиуса 9 мм – это меньше шарика для настольного тенниса. Плотность будет чудовищной – 10²⁴ кг/м³. Для сравнения приведем плотность типичной скальной породы – 2000 кг/м³. Супермен с его фантастической силой может, стиснув кусок угля, превратить его в алмаз, но плотность при этом увеличивается всего лишь от 900 до 3500 кг на куб. м. Чтобы достичь плотности черной дыры, пришлось бы сжать материю еще в тысячу миллиардов миллиардов раз! Вперед, Супермен!

Создание черных дыр выходит далеко за пределы наших нынешних возможностей. Большой адронный коллайдер (илл. 43) вырабатывает беспрецедентную энергию, но и ее в 10 млн раз меньше, чем нужно для получения черной дыры – даже в теории[251]. Что не помешало СМИ окрестить его «машиной Судного дня» и предположить, что коллайдер породит микроскопические черные дыры, которые провалятся в центр Земли и поглотят нашу планету. Поиск микроскопических черных дыр не дал результатов[252], и всевозможные апокалипсические сценарии были убедительно опровергнуты[253].

Если дополнительные измерения существуют, гравитация в нашей Вселенной может перетекать в другие измерения. Этим объясняется столь слабое гравитационное взаимодействие. Кроме того, поскольку энергия, необходимая для создания микроскопической черной дыры, зависит от количества измерений пространства, создавать микроскопические черные дыры было бы проще. С этой точки зрения факт, что ускоритель частиц не способен сформировать миниатюрные черные дыры, противоречит идее дополнительных измерений. Опять-таки, энергии, позволяющие создавать микроскопические черные дыры и существенно превосходящие возможности Большого адронного коллайдера, наблюдаются каждые несколько месяцев в форме космических лучей, однако нет никаких свидетельств, что космические лучи порождают черные дыры. Наконец, даже если коллайдер создал бы черные дыры, они были бы крохотными – 10^–23 кг, чтобы дорасти до килограмма, им потребовалось бы поглощать материю в течение 3 трлн лет. Однако, если теория черных дыр верна, их шансы вырасти равны нулю, поскольку они полностью испарятся за ничтожную долю секунды вследствие излучения Хокинга[254].