Читаем Краткие ответы на большие вопросы полностью

Черная дыра с массой Солнца должна терять частицы в таком малом темпе, что их невозможно обнаружить. Однако возможно существование гораздо более мелких, миниатюрных черных дыр, массой, скажем, с гору. Они могли образоваться в очень молодой Вселенной, если бы она была хаотичной и несимметричной. Черная дыра с массой горы должна испускать рентгеновские и гамма-лучи с интенсивностью примерно в 10 миллионов мегаватт, чего хватило бы для обеспечения энергией нашей планеты. Впрочем, использовать такую миниатюрную черную дыру будет непростым делом. Ее нельзя поместить в электростанцию, потому что она проткнет пол и провалится в центр Земли. Если бы у нас была такая черная дыра, мы могли бы ей воспользоваться, только поместив ее на околоземную орбиту.

Поиски миниатюрных черных дыр такой массы ведутся, но пока ни к чему не привели. Жаль, потому что в случае удачи я получил бы Нобелевскую премию. Впрочем, другая возможность заключается в создании миниатюрных черных дыр в дополнительных измерениях пространства-времени. Согласно некоторым теориям, Вселенная, в которой мы находимся, всего лишь четырехмерная поверхность в десяти- или одиннадцатимерном пространстве. Фильм «Интерстеллар» (2014) дает некоторое представление о том, на что это похоже. Мы не можем видеть эти дополнительные измерения, потому что свет в них не распространяется: ему доступны только четыре измерения нашей Вселенной. А вот гравитация может оказывать влияние на дополнительные измерения, и сила ее там может оказаться гораздо больше, чем в нашей Вселенной.

Таким образом, в дополнительных измерениях создать черную дыру окажется гораздо проще. Это можно будет наблюдать на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе. Коллайдер представляет собой туннель – кольцо протяженностью 27 километров. Два потока частиц перемещаются в этом туннеле в противоположных направлениях и сталкиваются. В результате этих столкновений могут образоваться миниатюрные черные дыры. Они будут излучать частицы с характеристиками, которые легко будет распознать. Так что я, в конце концов, мог бы стать лауреатом Нобелевской премии. («Нобелевская премия не присуждается посмертно, поэтому, к сожалению, этой мечте не суждено сбыться».)

По мере того как частицы покидают черную дыру, она теряет массу и съеживается. Это увеличивает интенсивность испускания частиц. Постепенно черная дыра потеряет всю свою массу и исчезнет. А что тогда произойдет со всеми частицами и неудачливыми астронавтами, которые в нее упали? После исчезновения черной дыры они не могут восстановиться. Частицы, покидающие черную дыру, должны быть абсолютно хаотическими и не иметь никакого отношения к тому, что когда-то упало в дыру. Получается, что информация о том, что оказалось в черной дыре, помимо общего объема массы и вращения, теряется навсегда. Но если информация исчезает, это вызывает серьезную проблему, которая затрагивает сами основы наших представлений о науке. На протяжении более 200 лет мы верили в научный детерминизм, то есть в то, что научные законы определяют эволюцию Вселенной.

Если информация в черных дырах действительно пропадает, мы не сможем предсказывать будущее, поскольку черная дыра может испускать любой набор частиц. Она может испустить работающий телевизор или том сочинений Шекспира в кожаном переплете, хотя шансы на такие экзотические явления чрезвычайно малы. Более вероятно, что она будет испускать тепловое излучение, подобное свечению раскаленного докрасна куска металла. Может показаться, что наша неспособность предсказать, что будет излучать черная дыра, не имеет большого значения. Рядом с нами нет черных дыр. Но это вопрос принципа. Если детерминизм, предсказуемость Вселенной, перестает действовать в черных дырах, то он может перестать действовать и в других ситуациях. Могут существовать черные дыры, которые возникают как флуктуации из вакуума, поглощают один набор частиц, испускают другие и растворяются в вакууме снова. Хуже того, если не работает детерминизм, мы не можем быть уверены и в нашей прошлой истории. Исторические труды и наши воспоминания могут оказаться иллюзиями. Прошлое объясняет нам, кто мы такие. Без него мы утратим свою идентичность.

Очень важно четко определить, действительно ли в черных дырах вся информация пропадает бесследно или в принципе ее можно восстановить. Многие ученые полагают, что информация не должна исчезать, но на протяжении многих лет еще никто не предложил механизма, с помощью которого ее можно сохранить. Эта очевидная утрата информации, известная как информационный парадокс, беспокоит ученых последние сорок лет и до сих пор остается одной из важнейших нерешенных проблем теоретической физики.

Недавно интерес к возможности разрешения информационного парадокса возродился благодаря новым открытиям в области объединения гравитации и квантовой механики. Центральным для этого научного прорыва является понимание симметричности пространства-времени.

Перейти на страницу:

Все книги серии Большая наука

Похожие книги

Бывшие люди
Бывшие люди

Книга историка и переводчика Дугласа Смита сравнима с легендарными историческими эпопеями – как по масштабу описываемых событий, так и по точности деталей и по душераздирающей драме человеческих судеб. Автору удалось в небольшой по объему книге дать развернутую картину трагедии русской аристократии после крушения империи – фактического уничтожения целого класса в результате советского террора. Значение описываемых в книге событий выходит далеко за пределы семейной истории знаменитых аристократических фамилий. Это часть страшной истории ХХ века – отношений государства и человека, когда огромные группы людей, объединенных общим происхождением, национальностью или убеждениями, объявлялись чуждыми элементами, ненужными и недостойными существования. «Бывшие люди» – бестселлер, вышедший на многих языках и теперь пришедший к русскоязычному читателю.

Дуглас Смит , Максим Горький

Публицистика / Русская классическая проза
Этика Михаила Булгакова
Этика Михаила Булгакова

Книга Александра Зеркалова посвящена этическим установкам в творчестве Булгакова, которые рассматриваются в свете литературных, политических и бытовых реалий 1937 года, когда шла работа над последней редакцией «Мастера и Маргариты».«После гекатомб 1937 года все советские писатели, в сущности, писали один общий роман: в этическом плане их произведения неразличимо походили друг на друга. Роман Булгакова – удивительное исключение», – пишет Зеркалов. По Зеркалову, булгаковский «роман о дьяволе» – это своеобразная шарада, отгадки к которой находятся как в социальном контексте 30-х годов прошлого века, так и в литературных источниках знаменитого произведения. Поэтому значительное внимание уделено сравнительному анализу «Мастера и Маргариты» и его источников – прежде всего, «Фауста» Гете. Книга Александра Зеркалова строго научна. Обширная эрудиция позволяет автору свободно ориентироваться в исторических и теологических трудах, изданных в разных странах. В то же время книга написана доступным языком и рассчитана на широкий круг читателей.

Александр Исаакович Мирер

Публицистика / Документальное