Жизнь 3.0. Быть человеком в эпоху искусственного интеллекта

В отличие от этого любой из способов получения энергии, применяемых нами сейчас, прискорбно неэффективен, о чем можно судить по данным табл. 6.1 и рис. 6.3. Переваривание шоколадного батончика эффективно всего на 0,00000001 % — в том смысле, что при этом высвобождается лишь одна триллионная часть от mc² — содержащейся в нем энергии. Будь ваш желудок эффективен хотя бы на 0,001 %, одного обеда вам бы хватило до конца жизни. По сравнению с тем, как мы едим, сжигание угля или бензина всего лишь в 3 и 5 раз эффективнее соответственно. Современный атомный реактор, расщепляя ядра урана, производит энергию гораздо продуктивнее, но и он пока не может добыть больше 0,08 % от той, что там есть. Термоядерный реактор в ядре Солнца на порядок более эффективен, чем все, что мы построили, — он добывает 0,7 % содержащейся в ядрах водорода энергии за счет слияния их друг с другом и превращения в ядра гелия. И даже если мы когда-нибудь заключим Солнце в идеальную сферу Дайсона, мы никогда не сможем превратить в полезную для нас энергию больше 0,08 % его массы, потому что как только Солнце израсходует примерно одну десятую содержащегося в нем водорода, оно завершит свою жизнь нормальной звезды и разрастется в красного гиганта, а потом начнет медленно умирать. И для других звезд дела обстоят не лучше: доля водорода, который им удастся израсходовать за время своей нормальной жизни, колеблется от 4 % для самых маленьких звезд до 12 % — для самых больших. Если мы сделаем совершенный ядерный реактор, который будет на 100 % синтезировать весь попадающий в него водород в гелий, мы и в этом случае застрянем на обидно низком показателе в 0,7 % эффективности ядерного синтеза. Что бы такое придумать получше?

Испарение черных дыр

В своей книге A Brief History of Time[39] Стивен Хокинг описал электростанцию, работающую на черных дырах[40]. Это, возможно, звучит парадоксом, если вспомнить, что в черной дыре, как считалось долгое время, все, однажды туда попавшее, застревает навеки, и даже свет не может ее покинуть. Однако, как известно, Хокинг сумел рассчитать квантово-гравитационный эффект, благодаря которому черная дыра ведет себя как горячее тело, — причем чем меньше, тем горячее. Это излучение так и стали называть излучением Хокинга. Излучая, черная дыра теряет свою энергию, пока не испарится совсем. Другими словами, какое бы вещество вы ни засунули внутрь черной дыры, оно со временем вылезет обратно в виде теплового излучения, и к тому моменту, когда черная дыра испарится окончательно, все ваше вещество превратится в излучение практически со 100-процентной эффективностью[41].

Проблема с использованием черных дыр в качестве источников энергии, однако же, такова: пока размер дыры не сравняется с размером атома или даже не станет значительно меньше его, на что уйдет больше времени, чем нынешний возраст Вселенной, а пока этого не случится, излучение очень слабое: энергии выделяется не больше, чем от обычной свечки. При уменьшении размера черной дыры излучение растет пропорционально его квадрату, поэтому физики Луис Крейн и Шон Вестмореланд предложили использовать дыры примерно в тысячу раз меньшего размера, чем протон, и по весу примерно равные самому большому океанскому лайнеру^{80}. Главное для них заключалось в том, чтобы использовать энергию такой дыры для космического корабля (сюжет, к которому мы еще вернемся), поэтому их интересовала не столько эффективность, сколько портативность, и они предлагали кормить дыру лазерным лучом, исключая всякую возможность превращения энергии в вещество. Но даже если вы будете кормить ее веществом, а не излучением, гарантировать высокую эффективность трудно: чтобы заставлять протоны проваливаться в черную дыру размером в одну тысячную от их собственного, нужна машина вроде Большого адронного коллайдера, увеличивающая их энергию mc² хотя бы в тысячу раз за счет кинетической энергии (энергии движения). А так как по меньшей мере 10 % этой кинетической энергии потеряется с гравитонами, когда черная дыра испарится, то окажется, что нам приходилось вкладывать в нее гораздо больше энергии, чем мы получим в конце, то есть ее эффективность и вовсе будет отрицательной. Более подробное изучение возможностей использования черной дыры в качестве источника энергии упирается в то, что для этого нам нужна квантовая теория гравитации, которая так до сих пор и не создана, — но эта неопределенность означает также то, что в ней может скрываться полезный квантово-гравитационный эффект, который нам пока неизвестен.

Вращающаяся черная дыра