Новости

У нас вышла книга «Звездануло: весело и доступно про проблемы современной физики и астрономии». Она для тех, кому интересна современная наука, но нет времени и возможности зарываться в формулы и вязнуть в деталях. Кратно. Весело. По делу.

Роман Юдаев, автор книги и создатель популярного подкаста «Звездануло», берет сложные концепции современной физики и буквально взрывает их, превращая в фейерверк увлекательных рассказов с изрядной долей юмора. Черные дыры? Теперь это не просто загадочные объекты в космосе, а настоящие космические «пожиратели» всего, что попадается на их пути. А знали ли вы, что кот Шрёдингера, которого все считают символом квантовой механики, изначально был задуман как аргумент против неё, но в итоге стал её визитной карточкой!

Юдаев разбирает науку на молекулы, изучает «генеалогическое древо» вещества и показывает, как квантовая физика изменила наше понимание мира. Роман — энтузиаст, настоящий «детектив от физики», который копает глубже, задает неудобные вопросы и ищет смыслы за пределами сухих формул. Кстати, формул в книге, как раз, практически нет.

Эта книга — не просто пересказ научных фактов. Это путешествие в мир, где наука становится понятной, живой и даже немного безумной. Если вы человек, который хочет понять, как устроена вселенная, — это ваш шанс взглянуть на физику с новой стороны. И да, это та самая книга, которую ждали все поклонники подкаста «Звездануло». Роман Юдаев снова переводит науку на человеческий язык — и делает это блестяще.

Предлагаем ознакомиться с отрывком «Черная дыра из света?»

Я уже многое рассказал о черных дырах. Нам осталось всего ничего. Считайте, только кугельблиц, планковские и электронные черные дыры, кольцевые сингулярности, эргосферы, горизонты Коши и БХЛ-сингулярности, всякие сингуляторные реакторы и… еще много всего.

Но, наверное, для разговора обо всем этом нужно писать отдельную книгу. Так что остановимся на кугельблице. Информации по всей этой истории на самом деле очень немного, так что бо́льшую часть текста следует считать только моими измышлениями, ничем неподтвержденными. Я вполне могу ошибаться, такое уже было и не один раз.

На этой позитивной ноте давайте начинать.

Мы с женой как-то смотрели фильм про Человека-муравья, и я зацепился за сцену со взрывом здания. Ребята сложили взрывпакеты по всему зданию, подорвали его, но взрыв получился направленным внутрь здания. Получилось так, что и взрыв, и само здание всосались в себя. Что это было?

Я хотел бы сказать, что ребята идеально рассчитали, куда ставить взрывчатку, когда взрывать, рассчитали направление взрывов и сжали здание в черную дыру. Проблема в том, что масштабы здания, его масса, даже если сложить ее с энергией взрыва, никак не дают нам возможности создать черную дыру, даже если она быстро насытится и схлопнется. Скорее всего, взрыв и здание просто уменьшили частицами Пима.

Так, стоп! Стоп-стоп-стоп!

В смысле, энергию можно сложить с массой и превратить это в черную дыру? Давайте разбираться.

Вы же помните нашу мантру ?

Помните, что она позволяет нам говорить о том, что массу можно превратить в энергию, а энергией можно заменить массу?

Вы же в курсе, что, когда жарите на мангале шашлыки, превращаете массу угля в энергию — тот самый жар?

Хотя, конечно, в случае с шашлыками превращение массы в энергию настолько мало́, что практически неизмеримо, а весь жар мы вытаскиваем из энергии связей. Но в случаях термояда и ядерного распада мы КПД повышаем. Свет любой звезды тому доказательство. Ну и если вы знаете химические реакции, где есть выделение энергии и реальное изменение массы, — это тоже живой пример.

Так вот, а что будет, если мы поступим наоборот: возьмем дофигиллион энергии и начнем светить ею в одну точку?

Прикиньте, купить ВСЕ фонарики на свете, все лампочки, все светодиоды и направить их в одну точку. Что получится, кроме офигевших продавцов электроники? На самом деле, конечно, получится просто очень яркое пятно. Наверное, маме моей такая конструкция помогла бы лет двадцать назад меня будить. Слава богу, никто такой чепухой не занимался.

Но если взять и вправду очень много энергии направить в одну точку — можно создать кугельблиц.

Кугельблиц — это черная дыра, только образованная светом, а не массой. Именно из-за того, что , гравитации по фигу, кто будет гнуть пространство-время — свет или масса. Это те же Фаберже, только в другом ракурсе.

После образования горизонта событий пофиг становится вообще всем. Черная дыра появилась, а из чего — кому какое дело?

Только вот энергии потребуется и правда много. Опять же — берем наше , меняем местами и получаем . Значение энергии должно быть больше значения массы в  раз.

Так сколько нам понадобится фонариков, чтобы сделать кугельблиц?

Сейчас одна из нижних границ мощности для кугельблица — это 129 петаватт. Приставка «пета» — это .

Мощность фонарика давайте возьмем в среднем 3 Ватта.

Поделим одно на другое — получится 43 квадриллиона фонариков.

Столько на Земле просто физически нет. Даже если мы говорим о том, что карманный фонарик весит около ста граммов, то нам тупо нужно массы чуть больше четырех триллионов тонн. Это около четырех тысяч Эверестов. Придется переплавить на фонарики какую-нибудь Австралию. Эх…

Я уж не говорю о том, что эти 43 квадриллиона фонариков надо будет компактно уложить в сферу, чтобы они светили внутрь. И радиус такой сферы будет вообще ни разу не маленьким. Придется наделать больше фонариков, чтобы скомпенсировать рассеяние, да и провести какие-то световоды, по которым свет будет идти с минимальными потерями к центру нашей кугельблицирующей установки. Так что мы еще и какую-нибудь Великобританию пустим на провода и фонарики.

А вообще для кугельблица с массой Земли нужно всего-то собрать весь свет от всех звезд в радиусе 350 световых лет от Земли за 10 лет. И весь этот свет нужно собрать в горошине сантиметрового радиуса. Помните, радиус Шварцшильда для Земли — 1 сантиметр примерно?

Так вот, кроме того что столько света будет не очень легко собрать в такое маленькое пространство, это еще и температуры невообразимые. Настолько, что привычная нам физика в таких критических условиях уже довольно серьезно сбоит. Температура кугельблица превышает планковскую, а это значит, что энергия частиц настолько велика, что их гравитация сравнима с остальными взаимодействиями. У нас есть минимально понимаемый отрезок времени — планковское время. Так вот, планковская температура — это температура Вселенной в первый момент ее жизни, то есть в момент, когда Вселенная существовала одну единицу планковского времени, а дальше Вселенная только остывала. И раз температура кугельблица еще больше планковской, то мы понятия не имеем, какая будет физика, если нам удастся собрать столько света, будет ли гравитация работать так же, как и в обычном мире, будет ли вообще материя существовать в том виде, в котором мы ее знаем, или переходы из материи в энергию и обратно станут обыденным делом.

А может, такая концентрация света прожжет насквозь наше трехмерное пространство-время, как мальчишка с лупой выжигает чьи-то имена на деревяшке?

Мы пока не знаем. И это нормально. Наука предпочитает считать и наблюдать, строить гипотезы, какие-то опровергать, а какие-то подтверждать.

Кугельблиц — пока одна из неподтвержденных гипотез. Такие вот дела.

Хотя мне кажется, что ученые вполне могут прийти на концерт Киркорова и провести натурные эксперименты.

Там столько света и страз, что наверняка зрительный зал пару раз кугельблицировал.

А вообще, не так давно появилось новое исследование, в котором минимальное значение энергии для кугельблица пересмотрели, и пересмотрели довольно сильно.

Суть работы в том, что ученые вспомнили про эффект Швингера. Вы знаете об этом эффекте, я про подобные штуки часто говорю. Вообще речь о появлении пар частица — античастица из какого-то большого количества энергии. Мы о подобных ситуациях говорили, когда обсуждали хокинговское излучение и всякий раз, когда вспоминали квантовые флуктуации.

Только вот эффект Швингера — это частный случай. Он работает на сильных электромагнитных полях. То есть если сильно светить в одну точку, а свет — это и есть электромагнитная волна, то сначала, как предохранитель, появится пара — частицы и античастицы. Причем раз поля электромагнитные, то и частицами будут электрон и позитрон.

И они будут уносить с собой значительную часть энергии как за счет, скажем так, собственно выпадения в осадок, так и за счет того, что они могут покидать место появления, унося с собой еще кусочек энергии для этого. Так что только после всех этих эйнштейновских налогов оставшаяся энергия будет концентрироваться в какой-нибудь кугельблиц.

Странно, что этот эффект не просчитали раньше, ведь это фактически единственное, что нужно было учесть.

В общем, если раньше мы считали, что для кугельблица нужно около  Ватт на метр, то сейчас это значение увеличилось до  Ватт на метр. Совсем немножко, всего-то порядков на 67. Хотя могу с цифрами напутать, тут лучше проверить в источниках.

Так что придется нам на фонарики какой-нибудь Юпитер переводить. Да и то — сильно маловероятный вариант.

Ну ладно, я так много говорил о том, как черные дыры появляются и как умирают. А можно ли черную дыру взять и просто заткнуть какой-нибудь пробкой?

Ознакомиться с книгой «Звездануло: весело и доступно про проблемы современной физики и астрономии» можно у нас на сайте.