Пять возрастов Вселенной

Посмотрим, как работает этот логический элемент. Рассмотрим некоторую позицию в потоке. Если входящий поток номер один имеет в этой позиции черную дыру, то его обработанная противоположность имеет в данной позиции пробел. Затем этот пробел взаимодействует со вторым входным потоком. Если второй входной поток тоже содержит черную дыру, черная дыра появится и в выходном потоке. Таким образом, чтобы выходящий поток имел черную дыру, оба входящих потока должны иметь черную дыру в данной позиции.

Несмотря на всю простоту этих операций, имея достаточное количество логических вентилей, можно построить вычислительную машину огромной сложности. В принципе. На практике же компьютер, построенный из этих логических элементов, будет отягощен тремя важными факторами: неустойчивостью, рассеянием и испарением самих его составляющих. Неустойчивость приводит к разрушению всей системы из-за внутренних взаимодействий ее составляющих. Рассеяние приводит к потере энергии и искривлению орбит черных дыр. Наконец, сами черные дыры имеют хотя и долгое, но конечное, время жизни. Ясно, что, когда они испарятся, компьютер прекратит вычислять.

Как и наш компьютер, построенный на черных дырах, системы, созданные из объектов, взаимодействующих посредством гравитации, часто бывают неустойчивы. Рассмотрим, например, научно-фантастический сценарий, согласно которому в нашей Солнечной системе, с обратной стороны Солнца, обитает зловещая планета. Эта зловещая планета намерена занять орбиту Земли, но смещена ровно на полгода. Эти две планеты никогда не видят друг друга, так как их разделяет Солнце. Однако такая конфигурация нестабильна, а этот сценарий несостоятелен. Представьте, что Солнце немного сдвинулось из центра такой системы (см. рис. 21): ведь обе планеты совместными усилиями пытаются оттащить Солнце как можно дальше от центра. Солнце попросту невозможно удержать в состоянии равновесия между двумя противодействующими силами гравитации. В отсутствие тщательно продуманной схемы наш компьютер на основе черных дыр тоже подвержен действию неустойчивости такого рода. Если один из наших «знаков», представленных черными дырами, немного сдвинуть с нужного места, остальные дыры, расположенные ниже по линии, могут оттащить его еще дальше от надлежащего места, что может привести к ошибке в вычислениях или, что еще хуже, к уничтожению целого числа. Чтобы отсрочить то время, которое потребуется, чтобы такого рода неустойчивость причинила вред нашей вычислительной машине, мы можем сделать компьютер большего размера, чтобы черные дыры дальше отстояли друг от друга. Быть может, существует также возможность создания более умных и сложных логических элементов, в меньшей степени подверженных гравитационной неустойчивости.

Рис. 21. Если бы в природе существовали две планеты, расположенные на одной орбите, такая система была бы нестабильной. Совместное гравитационное действие обеих планет сместило бы центральную звезду из центра этой системы, а сами планеты отбросило бы на сложные неустойчивые орбиты

Помимо неустойчивости, которая портит логические составляющие, наш компьютер на основе черных дыр, как и любая другая физическая система, подвержен различного рода рассеянию. В обычных системах распространенным источником рассеяния становится трение. Оно приводит к замедлению движения, остановке или износу механизмов. В компьютере, основанном на черных дырах, одним очевидным источником рассеяния является потеря энергии из-за гравитационного излучения. Движущиеся массивные тела, например черные дыры, составляющие наш компьютер, при движении через космическое пространство излучают энергию. Когда энергия теряется, орбиты этих тел должны соответственно изменяться. Вся система может сохранять свою целостность лишь до тех пор, пока это излучение не изменит орбиты слишком сильно. К счастью, когда мы, стремясь отсрочить неустойчивость, увеличиваем расстояние между черными дырами, возрастает и время, которое пройдет прежде, чем гравитационное излучение повлияет на нашу систему. Безусловно, в силу этого увеличивается и время, которое требуется нашему компьютеру для выполнения операций: потоки черных дыр вынуждены проходить более длинное расстояние. Однако для данного увеличения расстояния эффекты гравитационного излучения уменьшаются быстрее, чем удлиняется операционное время.

Наконец, последним препятствием в создании компьютера на основе черных дыр является конечное время жизни самих черных дыр. По истечении достаточного времени черные дыры испаряются. И хотя это достаточно долгий промежуток времени, излучение Хокинга ограничивает объем вычислительной мощности, доступный в будущем.

Схемотехника на основе черных дыр