Цифровой журнал «Компьютерра» № 35

Сергей Рыжиков («1C-Битрикс»): «Мы всё сделали верно» Юрий Ильин

ОпубликованоЮрий Ильин

- С самого ли начала система управления контентом «Битрикс» задумывалась такой, какой в итоге стала?

- До выпуска «1С-Битрикс: Управление сайтом» мы сделали несколько продуктов, которые не были так успешны, как нынешние. Среди этих продуктов: «Битрикс: Арендуемые магазины», первые версии «Битрикс: Управление сайтом» и «Битрикс: Информационный портал». Это были продукты, в которых мы допустили не технологические, но маркетинговые ошибки. Мы не совсем четко представляли себе, для кого эти продукты и как их продавать. Только «Битрикс: Управление сайтом 3.0» стал первым пакетом, который мы архитектурно разработали, как тиражный продукт: точно спозиционировали его на партнеров, ориентировали на профессиональных веб-разработчиков, более серьезно подойдя к разработке маркетинговой стратегии. Должен отметить, что с тех пор, как существует «Битрикс: Управление сайтом», мы постоянно его реконструируем и развиваем, дополняя новыми решениями, учитывая современные тенденции. И сейчас можно сказать, что это далеко уже не тот продукт, который был выпущен как первый тиражный.

- Если бы «Битрикс» писался с нуля сейчас, многое ли бы стоило сделать по-другому?

- Иногда я и сам задаюсь именно этим вопросом! Если бы сейчас мне предложили сделать «Битрикс» и все начать с нуля, взялся бы я вообще за этот рынок? И хочу сказать, что у меня нет уверенности, что сегодня я решился бы на это. Безусловно, некоторые вещи мы бы сделали по-другому. Мы бы не допустили ряда ошибок. Возможно, мы выстроили бы как-то иначе нашу стратегию, но едва ли она бы сильно отличалась от того, что было сделано. Оценивая ситуацию сейчас, я склонен утверждать, что мы все делали верно и достигли наилучшего соотношения результатов на затраты.

- Веб-технологии меняются на глазах; сейчас существует немалое количество технологий, заметно упрощающих и ускоряющих разработку сложных веб-приложений. Сказываются ли эти перемены как-то на разработке системы — и на её предполагаемом будущем?

- Действительно, сегмент интернет, а тем более веб-разработки — один из самых нестабильных. Нестабильный этот сегмент с точки зрения того, что каждые два-три года появляется новая технология, новая концепция или новая мода в этой отрасли. Когда мы начинали бизнес, слова AJAX и подобных ему технологий не было и в перспективе. Сегодня же, продать продукт без AJAX довольно сложно. Тенденции, меняющиеся настолько быстро, заставляют постоянно реконструировать продукты и решения. Если говорить концептуально, рынок веб-разработки и технологии веб-программирования вообще принципиально не изменились. Есть новые веяния, есть тенденции, но базовые вещи, которые лежат в основе продукта — кто занимается разработкой, кто интегрирует, как происходит верстка, каков бизнес-цикл по разработке интернет-сайта и другие решения подобного уровня — принципиальных изменений не претерпели.

- В каком направлении планируется развивать систему «Битрикс»? Останется ли она тем, что представляет собой сейчас, или сделается чем-то другим?

- Вообще, «1С-Битрикс» – это уже давно не только система управления сайтом и CMS в чистом виде. Само понятие CMS существенно изменилось за последние годы. То, что принято понимать под CMS (управление контентом) – это один из 27 модулей, который включает в себя продукт. Сегодня мы смотрим и видим будущее не только в развитии именно этого продукта, а больше как концепцию развития сегмента веб-разработки. На сегодняшний момент, серией наших продуктов мы закрываем потребности компаний в разработке как сайтов, так и решений для интранет и экстранет (для внутренних коммуникаций (B2B, B2C). Таким образом, все, что связано с веб-разработками, является нашим приоритетом. Развитие платформы веб-разработки, минимизация цикла разработки, упрощение тестирования, облегчение масштабирования и многое-многое другое.

- «Битрикс» за относительно непродолжительный срок сделалась самой распространённой в России коммерческой CMS. За счёт чего удалось этого добиться?

- Очень любопытно высказывается экономист и философ Николас Талеб в своей книге «Черный лебедь»: «Нам, как людям, свойственно переоценивать одни факты, и недооценивать другие». Успех «1С-Битрикс» — это множество составляющих. Попробую выделить главные аспекты.

Важной составляющей является технологическая разработка, ориентированная, в первую очередь, на реализацию потребностей клиента, при этом учитывающая потребности веб-разработчиков по созданию и разработке решений.

В результате продукты «1С-Битрикс» — это достаточно простые решения, чтобы ими массово могли пользоваться 5000 веб-студий — наших партнеров. И чтобы эти веб-студии могли выпускать достаточно простые сайты для 40000 клиентов SMB (средний и малый бизнес), которые работают на наших платформах.

Также я бы выделил выбранную нами концепцию продвижения – через партнеров. Эту концепцию я бы охарактеризовал так: «Прежде чем научиться умножать, нужно научиться делить и делить этот бизнес с партнерами». Самое главное – это профессиональный коллектив, доверяющих и помогающих друг другу людей, объединенных общей целью.

- Насколько способствовало продвижению «Битрикса» партнёрство с 1С? Чем 1С привлекла именно ваша система?

- Обсуждая взаимное сотрудничество с компанией «1С» в самом начале мы пришли к важному выводу, а именно — модель продвижения у нас очень похожа. Мы так же опираемся на партнеров и строим свой бизнес вместе с партнерами. Именно это и позволило нам договориться и создать совместно предприятие, которое я считаю крайне выгодным и важным для нас, для «1С», и для индустрии в целом.

Наше будущее построено во многом на веб-приложениях и веб-платформах. Я уверен, что уже выпущенная платформа «1С: Предприятие 8.2», которая работает в вебе, и решения «1С-Битрикс» в дальнейшем будут более тесно интегрированы. Это создаст для клиентов важные преимущества для автоматизации, как внутренних процессов, так и своего присутствия в интернет.

- Насколько существенной для «1С-Битрикс» представляется конкуренция с открытыми и бесплатными системами управления контента?

- В самом начале, выходя в этот сегмент, мы знали и видели этих участников рынка. Мы никогда не считали, что конкурируем с бесплатными системами. Бесплатный софт, в основном, востребован у частных пользователей. Во-первых, все наши продукты открыты, то есть все наши продукты мы поставляем с открытыми исходными текстами.

Это касается и коммерческих, и пробных версий продуктов. Но мы не бесплатны. В этом смысле мы сочетаем в себе преимущества систем с открытым кодом с преимуществами коммерческого продукта: ответственностью, безопасностью, технической поддержкой и целым рядом других моментов, которые содержит в себе коммерческий софт. На наш взгляд, именно эта концепция соответствует потребностям рынка.

- Как известно, компания «1С-Битрикс» заключила соглашения с хостинг-провайдерами masterhost и RadiusHost, так что теперь версия «Корпоративный портал» предоставляется в SaaS-формате. Какая выгода от этого «1С-Битрикс» и что от этого выигрывают пользователи?

- Мы считаем очень важным развитие SaaS-направления. Выпущенный в аренду «1С-Битрикс: Корпоративный портал» – это только первый из серии продуктов, которые мы планируем предоставлять клиентам по арендной модели. Направление аренды мы оцениваем как стратегическое.

Основной выигрыш конечных пользователей заключается в возможности в самые короткие сроки получить готовое решение для организации интранет-системы. При этом — с минимальными финансовыми рисками. Клиент получает полностью работающую услугу в течение часа после оформления заказа у хостинг-провайдера.

При этом есть возможность опробовать весь функционал системы в течение бесплатного тестового периода и уже затем принять решение об оплате. Небольшая ежемесячная абонентская оплата, отсутствие необходимости выделять разово значительные суммы на покупку лицензий и внедрение продукта, отсутствие расходов на поддержку и обслуживание делают арендную модель максимально привлекательной для SMB.

Не стоит забывать и о выгоде хостеров. «Корпоративный Портал» в аренду – новая услуга как для существующей клиентской базы, так и для потенциальных новых клиентов.

- Планируется ли заключать аналогичные соглашения с какими-либо другими хостерами?

- Мы полностью открыты к сотрудничеству со всеми компаниями. В нашей компании SaaS-направлением занимается Александр Демидов (руководитель направления арендных решений «1С-Битрикс»), который взаимодействует с компаниями, ищет заинтересованные компании и помогает им развивать эти направления.

- Каким вы видите будущее своей компании?

- Основная концепция развития компании направлена на охват всех направлений, связанных с развитием веб-разработки в интранет, экстранет и интернет. Мы по-прежнему сильны и будем расширять возможности продукта «1С-Битрикс: Управление сайтом» для электронной торговли, для коммуникации, для создания социальных сетей, сообществ, и всего того, что связано с созданием и развитием интернет-проектов.

Мы очень активно развиваем «1С-Битрикс: Корпоративный портал», считая это одним из самых приоритетных направлений. Мы продолжим развитие технологий бизнес-процессов документооборот, выпустим целый ряд новых инструментов для внутренних коммуникаций в компании. Уже этой осенью выйдет внутрикорпоративный вики. Мы также планируем выпустить решение CRM для внутрикорпоративного использования.

Также продолжается развитие «1С-Битрикс: Управление сайтом» на платформе .NET. В этом году мы планируем представить интернет-магазин, реализованный на этой платформе. То есть,мы развиваем и расширяем наше присутствие во всех сегментах веб-разработки.

Когда-то мы ставили перед собой задачу: каждый второй сайт должен быть сделан на базе нашего продукта. И мне кажется, мы успешно движемся в этом направлении. Некоторые отчеты iTrack показывают, что почти 50% разработанных коммерческих сайтов используют платформу «1С-Битрикс».

Наша «сегодняшняя задача», — каждый второй интранет-портал должен быть сделан на «1С-Битрикс: Корпоративный портал».

Если говорить о компании в целом, мы надеемся сохранить и увеличить темпы роста, будем стремиться быть эффективными. Надеемся, что продукты «1С-Битрикс» станут такой же неотъемлемой частью для большинства компаний, как антивирусы и офисный софт.

- Сергей, скажите, пожалуйста, почему при том, что «1С-Битрикс Корпоративный портал» способен поддерживать работу 20 тысяч сотрудников, вы позиционируете его для малого и среднего бизнеса, и что вы можете предложить для крупного бизнеса?

- Технически мы готовы обслуживать и более 20 тысяч человек. Но на первом этапе запуска продукта «1С-Битрикс: Корпоративный портал» мы сознательно решили ограничить себя сегментом среднего и малого бизнеса. Потому как крупный корпоративный клиент уже на первых продажах начал запрашивать у нас интеграции с внутренними системами. Полтора года назад мы были не готовы к этому, но сейчас уже начали работать с крупными заказчиками.

- Какую платформу вы считаете более перспективной: PHP или ASP.NET? Начав разрабатывать «1С-Битрикс Управление сайтом» на ASP.NET, не забросите ли вы PHP-версию?

- На наш взгляд, именно две эти платформы имеют перспективу и будущее. Безусловно, у каждой есть как плюсы, так и минусы. Например, ASP.NET кажется более стройным языком, но среди минусов — работа только в среде Windows (не рассматриваем неудачные исключения) и существенно более высокая цена разработки и внедрения.

При этом PHP кроссплатформенный, очень рентабельный с точки зрения разработки приложений и отлично зарекомендовавший себя продукт. Мы не забросим ни одно из наших направлений и, как и раньше заявляли, будем развивать ASP.NET версию не в ущерб PHP продуктам.

- Скажите, планирует ли «1С-Битрикс» выпускать принципиально новые продукты?

- Спасибо за хороший вопрос! Мы планируем в конце этого или начале следующего года выпустить CRM, а также серию готовых решений на платформе «1С-Битрикс: Управления сайтом», ориентированных на конечных пользователей (медицинские учреждения, образовательные учреждения и др.)

- Сергей, «Битрикс» работает через партнёров. А в чем преимущества этого подхода?

- Мы используем принцип, гласящий: «Прежде, чем научиться умножать, необходимо научиться делить». Работа через партнеров – это, по моему мнению, единственно возможный способ построения продаж тиражного продукта на рынке веб-разработки и корпоративных порталов.

- Собирается ли компания «Битрикс» выпускать какую-то софтовую продукцию, не связанную с «Управлением сайтом»?

- Я совершенно убежден в том, что сегодня софтверные приложения должны разрабатываться именно как веб-приложения, или, как иногда говорят, web-based приложения. То есть это программы с веб-интерфейсом, доступные через браузер, желательно через разные платформы, как на стационарных компьютерах, так и на мобильных устройствах.

Мне кажется, опрометчиво создавать приложения, способные работать только в одной платформе (будь то Windows, Apple или Linux). Как я уже говорил, мы выпустим CRM как веб-приложение. Есть планы и по другим продуктам, но раньше времени говорить о них не хотелось бы.

- Опять же, развивая предыдущий вопрос, хотел бы узнать, не рассматривали ли вы возможность создания какого-либо сервиса вроде Livejournal, Blogger или даже что-либо вроде социальной сети?

- Совершенно убежден, что каждый должен заниматься своим делом. Нельзя пытаться делать программные продукты и при этом еще и разрабатывать сайт или сервисы. У нас есть своя внутренняя социальная сеть для разработчиков, есть и свои сайты. Но мы не ставим целью создание открытых массовых сервисов. Тем не менее, это не мешает нам развивать SaaS-стратегию и предоставлять наши продукты в аренду.

- У себя в твиттере вы писали, что пробовал Windows Phone 7. Как впечатления? Какая платформа привлекательнее — iPhone, Android или Windows Phone 7?

- Я считаю направление мобильных устройств необычайно перспективным и важным, поэтому сам использую топовые модели основных смартфонов на Android, iPhone 4 и iPad и, как только появится, буду использовать и Windows Phone 7, причем одновременно. :-) Это, скорее, профессиональная цель – ориентироваться в тенденциях.

Но первое знакомство с Windows Phone 7 оставило, признаться, смешанные чувства, и пока я, скорее, пессимистично настроен по поводу конкуренции Microsoft с основными игроками. Но время покажет, и я буду только рад, если Windows Phone 7 займет достойное место.

- Сергей, а как вы планируете свой день, и как вам удается все успевать? Хватает ли времени на отдых и семью?

- Основная проблема, с которой сталкивается каждый из нас – это выбрать главные задачи, которые необходимо выполнить. Потому как сделать все действительно нельзя. Я намечаю для себя на сезон три-четыре большие долгосрочные задачи, а также обычно на каждую неделю планирую несколько более мелких, но важных и конкретных дел. И стараюсь делать их в первую очередь, исходя из принципа, что более мелкие и менее значительные дела заполнят остальное время самостоятельно, по мере своей значимости.

К оглавлению

Профессор Николай Винокуров о лазере на свободных электронах Алла Аршинова

ОпубликованоАлла Аршинова

Хотя разновидностей лазеров очень много, до недавнего времени не существовало мощного регулируемого лазера, который работал бы в субмиллиметровом диапазоне длин волн. Теперь такая установка есть — это новосибирский лазер на свободных электронах (ЛСЭ). Его технические возможности столь непривычны ученым, что не все и не сразу понимают, как с ним работать. Еще бы, ведь это — самый мощный в мире генератор когерентного субмиллиметрового излучения.

О том, почему российский ЛСЭ действительно лучший, рассказывает один из его создателей — заведующий лабораторией Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН), доктор физико-математических наук, профессор, лауреат Государственной премии Российской Федерации за 2009 год в области науки и техники "За достижения в области разработки и создания лазеров на свободных электронах" и обладатель множества наград Николай Винокуров

- Николай Александрович, чем отличается ЛСЭ от обычных лазеров? Что для них является рабочим телом?

- Типов лазеров много. Все они используют явление вынужденного излучения. Есть спонтанное излучение: в старинном гелий-неоновом лазере был газовый разряд, и атомы светились. Если посмотреть сбоку на трубку, то было видно, что она светится красноватым светом.

Вынужденное излучение — это когерентная часть излучения, которая появляется в результате синхронизации (фазировки) излучателей. Это явление приводит к усилению волны в излучающей среде и к появлению когерентного излучения между зеркалами лазера. Так вот, ЛСЭ — это те лазеры, которые используют эффект вынужденного ондуляторного излучения, то есть такого, которое излучает электрон, когда проходит через специальную периодическую магнитную систему — ондулятор.

А почему он излучает? Потому что когда электрон движется по непрямолинейной траектории в ондуляторе, он ускорен, а всякий заряд, движущийся с ускорением, излучает. ЛСЭ — это ондулятор и электронный пучок, из которых можно делать разные комбинации.

ЛСЭ отличаются от других лазеров двумя особенностями. Во-первых, они могут обеспечивать любую, наперед заданную, длину волны от 1 миллиметра до 1Å, в отличие от остальных лазеров, которые могут, как правило, генерировать излучения в довольно узком диапазоне длин волн. Здесь же мы видим, что этот диапазон длин волн от 1 мм до 1 Å составляет 7 порядков. Кроме того, можно относительно быстро перестраивать длину волны излучения на десятки процентов.

Еще одно отличие заключается в том, что средняя мощность ЛСЭ может быть довольно высокой. Американцы продемонстрировали мощность 14 киловатт, и это, конечно, рекорд для ЛСЭ, хотя лазеры других типов могут быть более мощными. Но электронный пучок, который ЛСЭ использует как рабочее тело, может быть гораздо более мощным.

Поскольку сильных ограничений на мощность нет, есть проекты ЛСЭ на мощности в сотни киловатт. Они могут быть интересны для технологических применений, потому что для производства нужна большая мощность, так как от этого зависит производительность. Более того, существуют и другие проекты, например, подсветка (энергоснабжение) спутников.

- А какие есть ограничения на мощность у обычных лазеров?

- У многих лазеров ограничение мощности определяется тем, что после того, как рабочая среда отдает часть энергии, ее нужно заменить на другую. Например, ее можно прокачивать через рабочий объем лазера.

В ЛСЭ скорость прокачки — это скорость света, а значит, она самая высокая, какая может быть. Поэтому и мощность ЛСЭ потенциально — самая большая.

Кроме того, рабочим телом ЛСЭ является электронный пучок, который летит в магнитном поле, и так как в некотором смысле это вакуум, то ток пучка может быть довольно большим. В других лазерах, как правило, есть среда, в среде обычно бывают паразитные потери, которые ее греют, это и ограничивает среднюю мощность таких лазеров.

В рабочей среде ЛСЭ нет лишних примесей, есть только электроны, которые излучают. То есть электронный пучок, который выполняет в ЛСЭ роль среды, идеально для этого подходит.

Еще нужно отметить, что в электронных пучках средняя мощность (произведение энергии электрона на ток пучка), может быть очень большой, и нужно просто суметь отобрать часть этой мощности. Например, в электронных накопителях энергия электрона — несколько ГэВ, и ток может быть 1 ампер, и получаем один гигаватт средней мощности. Если от них отобрать хотя бы одну тысячную, то уже будет довольно большая мощность (в нашем примере — один мегаватт).

На самом деле электронные накопители для мощных ЛСЭ не подходят, но наш пример демонстрирует, что в электронных пучках может быть большая средняя мощность. Итак, для мощных ЛСЭ нужен мощный электронный пучок. Чтобы его получить, надо построить специальный ускоритель, так называемый ускоритель-рекуператор. Этим мы и занимаемся.

- Где, когда и кем были построены первые ЛСЭ?

- ЛСЭ являются ближайшими родственниками вакуумных электронных сверхвысокочастотных (СВЧ) приборов магнетронов, клистронов и, особенно, ламп бегущей волны. В них тоже используется электронный пучок, и тоже часть его мощности переводится в мощность электромагнитных волн, только длины волн другие. Поэтому к ЛСЭ люди подходили с разных сторон. Одна из сторон: это просто совершенствование вакуумных электронных СВЧ приборов.

Одним из первых шагов в создании ЛСЭ можно считать статью П. Л. Капицы и П. А. М. Дирака (1933), где был описан так называемый эффект Капицы-Дирака, то есть вынужденное комптоновское рассеяние, происходящее вследствие группировки электронов в поле стоячей электромагнитной волны. В некотором смысле этот эффект лежит в основе устройства ЛСЭ, но работа П. Л. Капицы и П. А. М. Дирака была надолго забыта, потому что тогда этому не нашлось практического применения.

Затем В.Л. Гинзбургом в 1947 году были предложены ондуляторы. Это такие устройства, в которых электроны летят по периодически искривленной траектории (она напоминает синусоиду). В ондуляторах электроны излучают довольно интенсивно.

Изначально они были предложены для того, например, чтобы детектировать космические лучи. В. Л. Гинзбург рассчитал параметры этого излучения — его спектральные свойства и угловую направленность.

После этого в 50-е гг, в Америке Ганс Моц построил такую магнитную систему, и называл ее «ондулятор». Он поставил ее на электронный пучок линейного ускорителя, измерил параметры излучения и показал, что, действительно, электроны в такой системе могут интенсивно излучать. Потом ондуляторы были использованы и для генерации рентгеновского излучения в современных накопителях, то есть не на ЛСЭ, а просто как источники спонтанного рентгеновского излучения. Они были использованы и в ЛСЭ.

В 1960 г в Америке Р. Н. Филлипс построил СВЧ прибор, генератор сверхвысокочастотных волн, который назывался убитроном. В нем электроны проходили через ондулятор (то есть все было как в ЛСЭ), но только электронный пучок имел довольно низкую энергию. В результате длина волны была сантиметровой, а не миллиметровой, или субмиллиметровой, как в современных ЛСЭ. Это еще один этап в создании ЛСЭ в их современном понимании.

Дальше проблема была в том, чтобы создать достаточно хороший электронный пучок с малыми размерами, с малыми угловыми разбросами для того, чтобы генерировать не сантиметровое излучение, а более коротковолновое. И этот шаг был сделан позже, в 1976 году.

Группа Джона Мэйди в Америке построила сверхпроводящий ондулятор. Они использовали очень хороший пучок из своего сверхпроводящего высокочастотного ускорителя и продемонстрировали усиление и генерацию электромагнитного излучения на длине волны около трех микрон.

Вот это и считается первым работающим ЛСЭ. В нем было практически все то, что есть в современных ЛСЭ: ондулятор, электронный пучок малого размера, оптический резонатор. Он работал следующим образом. Световой пучок, проходя вместе с электронным, усиливается. В лазере установлены два зеркала, последовательно отражающие свет. После этого свет опять проходил через тот же усилитель (ондулятор с электронным пучком). Так происходило многократное усиление сигнала до тех пор, пока не наступало насыщение.

После работ группы Мэйди многие заинтересовались ЛСЭ и стали делать их на разных ускорителях.

Одной из самых важных частей этой проблемы было создание такого ускорителя, который обеспечивал бы нужный пучок для ЛСЭ. Многие группы занялись решением этой задачи, и мы тоже. В нашем Институте ядерной физики ЛСЭ начали заниматься в 1977 году, были написаны теоретические работы В. Н. Байером и А. И. Мильштейном, а также А.Н. Скринским и мной.

В нашей работе предлагалось усовершенствовать ЛСЭ. Это усовершенствование назвали оптическим клистроном. Мы сделали небольшую модель, которую потом поставили на электронный накопитель ВЭПП-3. Так началась работа с ЛСЭ в нашем институте.

- На каких длинах волн работа ЛСЭ будет оправдана?

- Сейчас ЛСЭ работают в диапазоне длин волн от 1 мм до 1 Å, но стоит отметить следующее: большим недостатком ЛСЭ является использование ускорителей. Потому что они большие и требуют радиационной защиты. Для ускорителя необходимо отдельное помещение с толстыми бетонными стенами. Соответственно, это дорогостоящие установки, поэтому, конечно, на тех длинах волн, где работают другие лазеры, использовать ЛСЭ невыгодно и не следует.

Тогда встает вопрос: какие есть диапазоны, «незакрытые» обычными лазерами? Таких диапазона два. Один, естественно, — рентгеновский. Все давно хотели иметь рентгеновский лазер, и вот они его получили в виде ЛСЭ, который построили в Америке в Стэнфордском центре линейных ускорителей. А второй диапазон — это субмиллиметровый.

Оказалось, что на длинах волн от 1 мм и короче (до 10 микрон) тоже нет перестраиваемых лазеров. Есть лазеры, которые создают излучение с некоторыми выделенными длинами волн, а вот перестраиваемых нет, также как и достаточно мощных. И вот этот субмиллиметровый, или (если по частотам) терагерцовый, диапазон тоже оказался полезным и неосвоенным, то есть тем диапазоном, в котором есть смысл работать ЛСЭ, потому что другие лазеры в таком диапазоне сделать невозможно.

- Какие были этапы создания ЛСЭ в ИЯФ СО РАН?

- Мы делали различные модификации магнитной системы ЛСЭ на накопители ВЭПП-3. В процессе работы было предложено несколько вариантов ондуляторов, и те технические решения, которые мы внедрили, используются сейчас и для рентгеновского излучения. То есть, попутно были еще разработаны разные новые типы ондуляторов, которые потом оказались полезными для генерации рентгеновского излучения (спонтанного излучения на накопителях).

После была большая модернизация накопителя ВЭПП-3, и тогда, уже на модернизированном накопителе, был построен новый ЛСЭ, на котором было получено ультрафиолетовое излучение с рекордно короткой (на тот момент) длиной волны. На этой установке мы поставили несколько экспериментов по работе разных модификаций ЛСЭ, а потом эта программа была исчерпана, так как мы сделали почти все, что хотели.

- Какое еще может быть применение у ондулятора?

- Мы поставили интересный эксперимент по наблюдению движения одного электрона в накопителе. Оказалось, что излучение из нашего ондулятора настолько интенсивно, что можно увидеть даже один-единственный электрон.

Тогда мы запустили в накопитель всего один электрон, измерили его координаты в разные моменты времени и построили график зависимости координаты (продольной) электрона от времени. Оказалось, что электрон движется так, как если бы на него действовала некая случайная сила, то есть его движение напоминало броуновское движение частицы в жидкости. Это неудивительно, так и предсказывалось квазиклассической теорией квантовых флуктуаций синхротронного излучения.

Эксперименты с единичным микрообъектом (ионом в специальной ловушке) проводились и раньше. Но в нашем случае на электрон не действовали никакие случайные силы, так как электрон двигался в регулярных полях. Поэтому в нашем случае движение электрона было истинно случайным.

В каком смысле случайным? Когда в начале прошлого века изучали поведение частицы в жидкости, видели, что эта частица движется хаотически. Тогда ученые объяснили, что она так дрожит, потому что отдельные молекулы жидкости ударяют ее, причем молекул много, и движение частицы непредсказуемо, так как мы не видим положения этих молекул. Но если бы мы увидели их, то могли бы предсказать их движение и броуновское движение частицы, помещенной в жидкость. То есть такое движение не является истинно случайным.

В отличие от этого движение электрона в накопителе является истинно случайным, потому что там нет никаких микрочастиц, которые его ударяют, и все начальные условия и поля известны. Когда речь идет о квантовой механике, часто приводят высказывание Эйнштейна «Бог не играет в кости», так вот наш эксперимент — это прямая демонстрация того, что «Бог играет в кости», в том смысле что это истинно случайный процесс: движение электрона мы принципиально не можем предсказать. Причем, оно классическое.

Это никак не связано с квантовыми измерениями, это просто случайная кривая. Так что при помощи хорошего длинного ондулятора, который мы сделали, мы смогли поставить эти эксперименты на накопителе.

- Почему для него нужен специальный ускоритель, и каким он должен быть?

- Еще до того, как мы начали делать эксперименты на накопителе ВЭПП-3, были проведены оценки, которые показали, что в электронном накопителе нельзя получить большую мощность излучения.

Кроме того, у ЛСЭ есть одна особенность. Доля мощности электронного пучка, которая преобразуется в излучение, довольно мала. Как правило, это не более 1 %. То есть мы можем преобразовать всего 1% мощности электронного пучка в мощность электромагнитного излучения, а 99 % остаются в электронном пучке.

Естественно, надо пытаться вернуть эту мощность назад в ускоритель. В технике этот прием известен как рекуперация энергии — возврат энергии, которая была куда-то вложена, обратно в ту систему, которая ее вложила. Было предложено использовать для этого ускорители-рекуператоры.

В таких ускорителях электронный пучок ускорятся в высокочастотных резонаторах, затем отдает часть энергии в ЛСЭ, а потом снова посылается в те же высокочастотные резонаторы, но там уже замедляется. При этом он возвращает в резонаторы ту энергию, которая не была использована.

Кроме того, что это экономит энергию, это еще и очень сильно снижает радиационную опасность установки. Почему? Потому что если электроны на высокой энергии сбрасывать на какой-то поглотитель (мишень), из этой мишени будет выходить гамма-излучение.

А если энергия электронов составляет сотню МэВ, и мощность электронного пучка велика, то и мощность гамма-излучения и энергия этих фотонов, или гамма-квантов, будут очень высокими.

В результате могут появляться относительно долгоживущие изотопы, это неприятно, это и есть радиационная опасность. Если же мы замедляем электронный пучок и сбрасываем его в поглотитель с относительно низкой энергией (энергия должна быть меньше 10 МэВ), тогда никаких долгоживущих изотопов не образуется, установка становится радиационно-безопасной после того, как ее выключили. Поэтому для ускорителей электронов с энергией выше и ниже 10 МэВ санитарные нормы и правила разные.

- Как началось создание мощного ЛСЭ Сибирского центра фотохимических исследований?

- Итак, использование ускорителей-рекуператоров для мощных ЛСЭ было очень желательно. В 80х гг мы стали проектировать такой ускоритель, для него понадобились новые технические решения: высокочастотные резонаторы, специальные магниты. И в начале 90х гг мы подготовили проект такого ускорителя. Следующим шагом стал поиск помещения.

Мы связались с руководством Института химической кинетики и горения СО РАН, а там уже много лет работала лаборатория лазерной фотохимии, руководителем которой был профессор Александр Константинович Петров.

Они изучали изменения химических процессов под действием лазерного излучения. Лазерный свет может действовать как катализатор, реакции происходят совсем по-другому. Кроме того, можно заниматься разделением изотопов, то есть выделять нужные изотопы из смеси. Этим и занималась лаборатория лазерной фотохимии Института химической кинетики и горения.

Поэтому к нам пришли академик Юрий Николаевич Молин, который был тогда директором института, и А. К. Петров. Со стороны ИЯФ в этих обсуждениях участвовали наш директор академик Александр Николаевич Скринский, заведующий нашей лабораторией Геннадий Николаевич Кулипанов, Александр Данилович Орешков и я.

В ходе этого разговора мы выяснили, что если бы у них был мощный лазер с перестраиваемой длиной волны, то они смогли бы существенно расширить свои исследования. Потому что до этого они пользовались несколькими лазерами, самым хорошим из которых был лазер на окиси углерода. Он имеет длину волны 10,6 мкм. Для того чтобы с ним работать, химики специально синтезировали молекулы, у которых переходы лежали именно в этой области.

Кроме того, от других программ у них остался специальный корпус, помещение, где можно было расположить ускоритель. Мы договорились, что ИЯФ в этом помещении построит установку, которая потом будет использоваться ими и другим институтами и научными учреждениями.

В 90х гг. началось строительство ЛСЭ. Оно шло довольно долго, потому что сначала нужно было подготовить помещение и изготовить необходимые компоненты. Наш ЛСЭ заработал в 2003 году. Примерно через год мы сделали каналы вывода излучения, ведь продукт нужно поставлять потребителю, а через два года у нас начали работать первые пользователи.

Вывод излучения из ускорительного зала осложнялся тем, что субмиллиметровое излучение плохо проходит через воздух. Чтобы решить эту проблему, нужно было сделать специальную магистраль, заполненную сухим азотом, специальную оптику, которая правильно фокусирует излучение.

Все это было сделано, заработала первая очередь нашей установки — ЛСЭ, который генерирует излучение в диапазоне длин волн от 110 до 240 мкм. С тех пор он работает, и наши пользователи получают свои научные результаты. Средняя мощность излучения — 0,5 кВт, а пиковая — около 1 МВт. В 2008 г. мы достроили наш ускоритель-рекуператор, добавив к магнитной системе еще два электроннооптических канала. С их помощью мы дважды ускоряем электроны, а затем дважды замедляем использованный электронный пучок.

Кстати, это — первый в мире «многопроходный» ускоритель-рекуператор. В 2009 г. мы запустили второй ЛСЭ. Он использует электроны с удвоенной (по сравнению с первым ЛСЭ) энергией и, вследствие этого, работает в более коротковолновом диапазоне длин волн — 50-80 микрон, со средней мощностью 0,5 кВт. В 2010 г. мы вывели излучение нового ЛСЭ на существующие пользовательские станции.

- Строительство ЛСЭ пришлось на 90е, как вы справлялись?

- Все знают, что в 90х гг. был провал в финансировании. Что-то мы успели сделать до него, после же продавали разработанное и изготовленное нами научное оборудование заграницу. Другими источниками финансирования были Министерство науки и Российская академия наук, в частности, интеграционные гранты Президиума Сибирского отделения РАН. Так, из разных мест, мы набрали средства.

Что касается «заграничных» разработок, то мы отослали оборудование старого ЛСЭ в Университет Дьюка, не бесплатно, естественно. Кроме того, мы делали ондуляторы для разных мировых центров — Университета Дьюка, Брукхейвенской национальной лаборатории, Аргоннской национальной лаборатории, и тоже на этом зарабатывали.

Еще мы сделали компактный ЛСЭ для Корейского института атомной энергии и (для них же) ускоритель, который является копией инжекционной части нашего ускорителя, а так же бустер (специальный ускоритель) и новый высокочастотный резонатор для Университета Дьюка. Таким образом, мы сами зарабатывали во время провала финансирования.

Затем стала расти доля государственного финансирования. Для строительства нашего ЛСЭ понадобились относительно небольшие деньги. Это связано еще и с тем, что все оборудование сделано на нашем экспериментальном производстве, в нашем институте.

- В чем уникальность нашего ЛСЭ?

- С самого начала работы мы получили мощность примерно полкиловатта, которая является рекордной для этого диапазона длин волн, но не предельна для ЛСЭ вообще. Электронный пучок, и излучение идут не непрерывно, а периодически в виде коротких сгустков. Поэтому пиковая мощность нашего излучения гораздо выше средней — порядка одного мегаватта.

- Какие еще есть подобные установки в мире?

- ЛСЭ сейчас довольно много, но в основном они имеют меньшую среднюю мощность, потому что не используют ускорителей-рекуператоров. Таких ускорителей в мире всего три — в лаборатории им. Джефферсона (США), в Японском институте исследований по атомной энергии (у них машина работает в импульсном режиме, то есть не непрерывно, поэтому средняя мощность поменьше) и у нас.

- В чем сложность получения терагерцового излучения?

- Сложность состоит в том, что пока его не было, то не было и соответствующей техники для работы с ним, например, измерителей мощности на этот диапазон, стандартной оптики, линз, потому что почти все материалы непрозрачны в этом диапазоне.

- Где применяется ЛСЭ?

- С излучением нашего ЛСЭ работает около 10 научных групп. Специфика этой работы заключается в том, что поскольку до этого никогда не было такого излучения, наши потенциальные пользователи не знают, что с ним можно делать.

Они пробуют работать, и у многих что-то не получается, поэтому они уходят. Но, к счастью, уходят не все, у некоторых есть интересные научные результаты. И мы небезосновательно надеемся, что со временем пользователей будет все больше и больше.

Сейчас у нас активно работают группы из Института химической кинетики и горения СО РАН и Института цитологии и генетики СО РАН, Института физики полупроводников СО РАН, Новосибирского и Московского государственных университетов. Планируют начать исследования сотрудники Института неорганической химии СО РАН, Института теоретической и прикладной механики СО РАН и Международного томографического центра.

- Есть ли куда совершенствоваться новосибирскому ЛСЭ? Что должно стать следующим шагом?

- Сейчас мы строим третий ЛСЭ, который будет на том же ускорителе, в этом году мы заканчиваем монтаж магнитной и вакуумной систем. Мы надеемся, что в будущем году мы его запустим, и он будет работать в диапазоне длин волн от 5 до 20 мкм, и тогда появятся еще более широкие возможности для работы наших пользователей.

К оглавлению

Астрофизик Сергей Попов (ГАИШ) о чёрных дырах Алла Аршинова

ОпубликованоАлла Аршинова

Черная дыра — одно из самых загадочных космических тел, с которым связано много вопросов и заблуждений. Почему черную дыру неправильно сравнивать с пылесосом? Почему, вопреки расхожему представлению, в нее очень сложно попасть? Как выглядит предмет, «упавший» в нее? Об этом и многом другом рассказывает кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга Московского государственного университета, Сергей Попов.

- Сергей Борисович, что такое гравитационное притяжение, как оно связано с черными дырами?

Современной стандартной теорией гравитации является Общая теория относительности (ОТО). Это геометрическая теория гравитации. Ученые при этом понимают, что любая современная теория гравитации и ОТО в частности — это не последний шаг. Не надо думать, что ОТО для ученых это священная корова, которую они лелеют и не трогают. Физика, как и любая другая область, делится на две части. Одни ученые используют уже имеющийся результат, то есть самую стандартную, самую проверенную теорию на сегодняшний день, и сейчас это ОТО. И есть люди, которые занимаются изучением теории гравитации. И они пытаются продвинуться дальше, сделать более общую, проверенную модель.

Так вот современная теория гравитации — геометрическая. С точки зрения этого подхода, массивные тела искажают геометрию пространства. Чтобы объяснить, что такое черная дыра, уместно привести следующий образ. Представьте резиновую плоскость, на которую положили шарик, и он продавил воронку. В реальности примерно так же возникает «яма» в пространстве, и когда тела притягиваются, они как бы скатываются в нее. С такой иллюстрацией очень легко объяснить, что такое черная дыра. Вы кладете на эту резиновую плоскость шарик, потом кладете более тяжелый шарик такого же размера или более маленький той же массы, он продавливает сильнее, и, наконец, область пространства-времени, как капелька, отделяется, замыкается от этой плоскости и становится обособленной областью. В некотором смысле это и есть черная дыра. Черная дыра — это область пространства-времени, которая вот так замкнулась, в нее можно попасть, а выбраться из нее уже нельзя. Геометрический образ наиболее адекватен. Гравитация действительно сворачивает пространство-время так, что образуется замкнутая полость, с точки зрения стороннего наблюдателя похожая на сферу. Это, пожалуй, самый близкий образ, который можно дать в рамках современных геометрических теорий.

- Как образуются черные дыры?

Образуются черные дыры одним основным способом: каким-то образом в маленький объем помещается большая масса. В принципе, конечно, любое тяжелое тело всегда стремится схлопнуться, поэтому природа образует черные дыры. С другой стороны, есть силы давления, которые этому противодействуют. Мы сидим на стульях и не проваливаемся к центру Земли, потому что не только мы давим на пол, но и пол давит на нас. Чтобы сделать черную дыру, нужно каким-то образом выключить эти силы давления. В твердых телах это сделать тяжело. Вот оно, давление, куда его деть? Его, правда, можно превзойти. А «выключить» давление в звездах немного проще. Звезда имеет внутреннее давление, то есть высокую температуру и плотность, в ней происходят термоядерные реакции, и они идут до определенного предела: топливо закончится, и конец. Так вот, самый простой способ сделать черную дыру — это взять достаточно массивную звезду, подождать, пока она использует все доступное топливо (а ждать придется недолго, массивные звезды живут несколько миллионов лет), тогда ядро звезды потеряет устойчивость, давление внутри будет уже слишком низкое, они начнут схлопываться. Это самый обычный путь образования черных дыр, и в галактике типа нашей черные дыры образуются примерно раз в тысячу лет, что, в общем, по галактическим меркам часто. В видимой части Вселенной примерно сто миллиардов крупных галактик. Получается, чаще чем раз в секунду в видимой части Вселенной образуется черная дыра. Это достаточно много.

- Что происходит с телами, попавшими в черную дыру? Можно ли сделать предположение о том, что происходит за горизонтом событий?

Горизонт событий не является, как говорят, истинной особенностью. То есть если протон попадает с «закрытыми глазами» в черную дыру, то он пересечет горизонт событий и не заметит, что с ним что-то произошло. Поэтому когда люди моделируют коллапс звезды, то они легко могут посчитать, как вещество уходит под горизонт. Проблема начинается уже с сингулярностью, то есть с достижением очень экстремальных условий, где уравнения перестают работать. Горизонт с точки зрения падающего тела не представляет собой что-то особенное.

- Это же не проверено экспериментально, откуда вы тогда знаете, что там, в сингулярности, уравнения перестают работать?

Совершенно верно. Какова, действительно, ситуация? У нас есть в качестве стандартной модели Общая теория относительности. Мы знаем, где она работает, более того, мы не знаем, где она не работает в доступной для наблюдения области. Мы можем посчитать, как двигаются тела в этой модели. Если модель стандартная, это означает, что не найдены условия, где она заведомо дает ложный результат. Не найдены именно в природе, в эксперименте, а не в теории. Поэтому мы пользуемся уравнениями этой модели и можем просчитывать разные ситуации. Действительно, с экспериментальной точки зрения мы не знаем, как ведут себя уравнения сразу за горизонтом событий, но есть хорошо подкрепленное мнение, что ничего удивительного там не происходит. Конечно, меняется внешний вид падающего в черную дыру тела, на которое гипотетический наблюдатель смотрит со стороны. Но важно то, что мы знаем, как это посчитать. Если мы продолжаем траекторию движения частиц, упавших в черную дыру, дальше, до самого центра, то так или иначе, они попадают в точку с экстремальными параметрами. По уравнениям тела, попавшие за горизонт событий, должны падать в самый центр, туда, где достигается бесконечная плотность. А как только появляется бесконечность, модель перестает работать, и что происходит в центре, мы не знаем. Существующие модели не адекватны для описания условий в центре черной дыры. Конечно, природа должна каким-то образом избегать бесконечных плотностей, но что происходит, мы не знаем, во многом это связано с тем, что у нас нет наблюдательных данных, и любую теорию приходится именно экстраполировать в эту точку и, естественно, происходит расхождение.

- А есть планы или мечты по экспериментальному изучению?

На мой взгляд, в ближайшем времени — нет. Теоретики надеются, что им удастся построить что-то типа квантовой гравитации, модель которой будет учитывать квантовые эффекты для гравитационных полей, и тогда, может быть, проблема сингулярности исчезнет, и можно будет давать конечные предсказания для таких ситуаций. Но подтверждать расчеты экспериментально, в конечном счете, тоже надо, и мне пока трудно представить, как можно проверить условия сингулярности. Сингулярности без горизонта, видимо, не существует, а изучать что-то под горизонтом запрещают законы природы. То есть мы можем слетать и изучить, но не можем передать информацию обратно, в этом и есть определенные сложности.

- Расскажите, пожалуйста, об излучении Хокинга.

Излучение Хокинга — это очень интересное предсказание, еще говорят об испарении черных дыр, которое происходит за счет этого эффекта. Обычно это иллюстрируют таким образом. Вакуум — это не пустое пространство, у него есть энергия, в нем происходят различные интересные процессы, в нем рождаются пары частиц и античастиц, которые потом аннигилируют и исчезают. Такие недолго живущие частицы называются виртуальными. Свойства вакуума как непустой среды, где постоянно бурлят виртуальные частицы, — это наблюдаемый эффект. А если рождение виртуальных частиц начинает происходить близко от горизонта событий, то одна из частиц пары может исчезнуть под горизонтом, и тогда вторая не сможет с ней проаннигилировать. Получается, что из вакуума как бы рождается новая частица. На самом деле, откуда-то энергию надо брать. Предположим, у этого процесса есть наблюдатель. Издалека ему будет казаться, что от черной дыры к нему летят частицы. Мы знаем, что энергия сохраняется, значит, наблюдатель должен решить, что она возникает из черной дыры. А если черная дыра не заряжена и не вращается, у нее есть один-единственный источник энергии — ее масса. Значит, частицы должны рождаться за счет уменьшения массы черной дыры. Она как бы испаряется, как капля воды, молекулы потихонечку из нее улетают.

- А почему она не пополняется извне?

Конечно, в обычных условиях, она как раз пополняется. Представьте, что не было бы никакого излучения Хокинга. Берем черную дыру, помещаем её в реальное межзвездное пространство, межзвездный газ на нее падает, масса черной дыры растет. Так и должно происходить. Плюс всё-таки есть процесс излучения частиц, который существует просто в силу природы черной дыры. Так вот, важно, что именно в конкретной ситуации превалирует. Если речь идет о черной дыре, которая образовалась из массивной звезды, то оказывается, что излучение Хокинга для неё очень слабо, и её масса растет за счет того, что в чёрную дыру попадает межзвездный газ или ещё что-то. Но чем меньше черная дыра, тем важнее излучение Хокинга относительно захвата частиц. Это можно объяснить так: чем меньше черная дыра (пусть она будет сферическая), тем меньше радиус, тем больше кривизна поверхности. Люди жили тысячи лет на Земле, и не знали, что она круглая, потому что ее размер достаточно большой. Нам кажется, что Земля плоская, а если бы ее радиус был не 6 400 км, а 640 км, люди бы всегда знали, что она круглая, потому что, передвигаясь, убедились бы в этом. Так вот, чем меньше радиус, тем больше кривизна, и именно этот параметр важен для излучения Хокинга. Поэтому маленькие черные дыры испарялись бы очень быстро, но где взять маленькие черные дыры? Сейчас они в природе естественным образом не должны возникать. Из звезд сделать маленькие черные дыры нельзя, астероиды никогда не схлопываются, а чтобы на наших глазах черная дыра испарилась, нужна ее начальная масса, как у астероида.

Есть модели, в которых предсказывается, что на самых ранних этапах жизни Вселенной образовывались маленькие черные дыры, и если это так, сейчас они должны активно испаряться из-за излучения Хокинга. Ученые пытаются найти его, это должно быть гамма-излучение. Пока есть только верхние пределы, хорошие кандидаты в первичные черные дыры, которые сейчас испарялись бы, не найдены. Если они будут обнаружены, это станет самым прямым доказательством, что мы имеем дело именно с черными дырами.

- Как черные дыры были обнаружены? Как их наблюдают?

С одной стороны, о черной дыре можно говорить как о физическом объекте, который обладает определенными внутренними свойствами, с другой стороны, можно рассматривать черную дыру как астрономический объект. Астрономия — наука необычная, это единственная естественная наука, где мы не можем прямо экспериментировать, а можем только наблюдать издалека. Поэтому для астрофизика черная дыра — это объект, который выглядит как черная дыра, что, в общем-то, не одно и то же, ведь могут быть настоящие дорогие швейцарские часы, а может быть их дешевая имитация. Так и астрофизикам бывает трудно отличить одно от другого. Поэтому когда ученые говорят о черных дырах, они имеют в виду массивные компактные объекты, которые демонстрируют определенные наблюдательные свойства, например, видимое отсутствие поверхности и малое излучение. Сейчас самая надежная черная дыра — это та, которая находится в центре нашей галактики.

- Надежная в каком смысле?

В том смысле, что это объект, астрофизические свойства которого наиболее близки к тому, что мы думаем о черных дырах. Что мы имеем? Мы имеем объект с массой примерно три-четыре миллиона солнечных масс (это напрямую измерено) с размером, меньшим, чем несколько астрономических единиц, который излучает очень мало. Если мы подумаем, как мы еще можем сделать объект, который при такой большой массе имеет такой маленький размер, и который ничего не излучает, то окажется, что сделать это крайне сложно. Черная дыра — это консервативная гипотеза. Одна из самых важных характеристик черной дыры, повторюсь, это массивность и компактность. Другим способом, без теории черной дыры, таких характеристик достичь очень сложно. Вы, например, можете сказать, что там сидит объект относительно холодный и не светится, но если вы попробуете сделать железный объект такой массы, то ничего не получится, гравитация победит, он схлопнется, и все равно превратится в черную дыру. Если вы будете делать такой объект из звездного вещества, он будет ярко светить, и, перебирая разные варианты из того, что предлагает нам стандартная модель, черная дыра — это единственное, что нам подходит. Мало того, мы видим, как газ течет на этот объект. Он падает в гравитационное поле, разгоняется, и если бы внизу была поверхность, газ бы при ударе об эту стенку нагрелся, и мы увидели бы излучение, но мы его не видим. То есть он действительно падает как в дыру, отчасти отсюда и название. И действительно очень сложно придумать модель, которая бы описала такое явление без привлечения черной дыры. Поэтому можно сказать, что вот так мы и наблюдаем черные дыры.

В центрах других галактик мы видим массивные объекты, и тоже достаточно компактные. Поскольку другие галактики дальше, ограничения на размер менее жесткие, но все равно, если мы знаем, что в центре галактики сидит массивный и компактный объект с массой миллиард солнечных, очень трудно придумать, как еще он мог образоваться. Считается, что это черные дыры. Есть еще черные дыры в двойных звездных системах, это когда одна из двойных звезд превращается в черную дыру.

Теоретически, мы можем наблюдать черные дыры просто как невидимые массивные спутники звезд, но чаще их наблюдают по излучению газа, падающего в дыру. Поскольку они обладают очень сильным гравитационным полем, то объекты, падающие в черную дыру, разгоняются до очень большой скорости и формально пересекают горизонт со скоростью света. Так вот если мы просто бросаем предмет в черную дыру, то он туда падает, и практически ничего не излучается. Но мы можем себе представить другую ситуацию. Мы кидаем два предмета в черную дыру, они сталкиваются друг с другом незадолго до падения под горизонт. То есть получается, что у нас сталкиваются два объекта, двигающиеся с очень высокой скоростью. При этом каждый для другого является стенкой, и выделяется очень большая энергия. В реальности на черную дыру может течь газ, поэтому газ сталкивается сам с собой. Например, если в начале был момент вращения, вокруг черной дыры может образоваться диск, и из-за трения этот быстро движущийся газ разогревается до миллионов градусов, при этом выделяется очень много энергии. Это простой, но очень эффективный способ генерации энергии, и черные дыры наблюдаются по излучению этого падающего газа. Такая схема реализуется, например, в двойных системах, если вещество из одной звезды течет в другую, которая в данном случае является черной дырой. Черная дыра, на которую идет мощный поток вещества в центре галактики, называется квазаром. Квазаров очень много, мы знаем как минимум десятки тысяч штук, на самом деле их больше, но это вопрос обнаружения и классификации большого количества объектов. В двойных системах мы в основном изучаем черные дыры все-таки в нашей галактике, хотя есть примеры и в других. В нашей же таких систем известно несколько десятков. Так что можно сказать, что по большей части астрофизики изучают сверхмассивные черные дыры, но это просто наблюдательный эффект, на самом деле маленьких черных дыр больше, просто их труднее найти.

- Много ли черных дыр во Вселенной?

Тут вопрос — каких? Мы знаем два основных типа черных дыр — это дыры из звезд и сверхмассивные. Плюс есть два обсуждаемых типа черных дыр — это маленькие первичные черные дыры и черные дыры промежуточных масс. Последние связаны с объектами, природу которых легко объяснить, если в них находится черная дыра не сверхмассивная, а с массой тысяча масс солнц, скажем. Это пока остается моделью, нет достаточно прямых данных. Важно, что есть разные типы черных дыр, и поэтому, отвечая на вопрос «Сколько?», нужно уточнять, каких. Сверхмассивных черных дыр должно быть (грубо говоря) столько же, сколько галактик, а их сто миллиардов в видимой части Вселенной. Черных дыр звездных масс в нашей галактике примерно сто миллионов. Соответственно, в каждой галактике типа нашей должно быть примерно столько же.

- А почему первых столько же, сколько и галактик? Какая здесь связь?

Во-первых, мы видим, что практически в любой массивной галактике, которую мы можем достаточно хорошо изучить, есть своя черная дыра. При этом ей не обязательно выглядеть так, будто горит что-то яркое. В центре нашей, например, практически ничего не светит. Более того, видно, что чем больше масса сферической составляющей галактики, тем больше масса черной дыры. То есть такое ощущение, что черные дыры образуются вместе со сферической частью галактики. Строятся соответствующие модели, и чтобы хорошо объяснить эту связь, нужно предположить, что в каждой галактике на каком-то этапе возникает сверхмассивная черная дыра. Есть, конечно, детали, например, она может вылететь из галактики, но это исключение. Согласно современной модели в каждой галактике уже на самых ранних этапах есть черная дыра, это достаточно легко объяснить на пальцах. Звезды образуются раньше галактик, первое, что у Вселенной зажглось, это звезды. Образовались небольшие облака газа, в которых зажглась одна массивная звезда, может быть две. А массивные звезды превращаются в черные дыры. Поэтому достаточно быстро появились первые черные дыры. Они, конечно, не обнаружены напрямую. Масса у них была, как мы думаем, примерно двести масс Солнца. Потом шел процесс образования структуры. Первые сгустки вещества объединились, и стали образовываться галактики. Получается, что поскольку галактики состоят из большого числа блоков, то к моменту образования галактики было уже много черных дыр с массой двести-триста масс Солнца. Часть этих черных дыр может попадать в центр, они начинают быстро расти, сливаются друг с другом, на них течет газ, темное вещество, и таким образом в центре образующейся галактики появляется зародыш сверхмассивной черной дыры, вместе с галактикой растет и черная дыра. Поэтому мы думаем, что в центре каждой галактики должна быть черная дыра, но галактика должна быть определенного типа, достаточно массивной. Скажем, в Магеллановых облаках не должно быть черных дыр. Соответственно, в видимой части Вселенной насчитывается сто миллиардов сверхмассивных черных дыр (по числу крупных галактик), и сто миллионов черных дыр звездных масс в каждой крупной галактике. Первичных дыр должно быть очень много, если они вообще есть. С черными дырами промежуточных масс ситуация менее ясна, поскольку это модельный объект. Но если верна картина образования галактик, как я ее описал, значит, в каждой галактике кроме сверхмассивной дыры в центре и дыр, образовавшихся из звезд уже этой галактики, болтается несколько сотен черных дыр с массой двести-триста (может быть тысяча) солнечных масс.

- Как далеко от нас черные дыры?

Узнать это достаточно просто. Нужно оценить размер галактики, посчитать ее объем, прикинуть количество черных дыр, разделить одно на другое. Если вы это проделаете, то окажется, что ближайшая черная дыра находится на расстоянии примерно ста световых лет от нас. По галактическим меркам это немного. Но обнаружить такой объект достаточно трудно (к сожалению астрофизиков, которые хотели бы ее изучать), поскольку это должна быть одиночная черная дыра звездной массы. Вроде бы до черных дыр рукой подать, но наблюдать их непросто. При этом отмечу, что, несмотря на то, что черные дыры находятся от нас относительно близко, ничего страшного в этом нет, не нужно представлять себе черную дыру как пылесос, который все засасывает.

- Не нужно? Она же и правда втягивает.

Это не очень удачный образ. Вот представьте. Есть черная дыра массой десять масс Солнца, а есть звезда с массой десять масс Солнца. Вы с закрытыми глазами крутитесь вокруг того и другого объекта, и не видите никакой разницы, важна только масса, и всё. Представлять себе, что черная дыра будет тихонечко засасывать все объекты, которые вокруг нее находятся, не правильно. Точно так же, как мы все не падаем на звезды и Солнце, мы не падаем в эти многочисленные черные дыры. Черная дыра находится в центре нашей галактики, вокруг этого центра мы крутимся вместе со звездами. Звезды находятся гораздо ближе к центру, и даже это не поможет им попасть в черную дыру. Точно также как Земля не падает на Солнце, Луна не падает на Землю, так и звезды, вращающиеся вокруг черной дыры, не падают на нее. Естественно, упасть туда можно, как можно упасть на Солнце или Землю (что еще проще), но для этого нужны особые условия. Скажем, запустить спутник, и сделать так, чтобы он упал на Солнце — очень дорого. Хотя, казалось бы, Солнце близко и массивное, но Земля крутится вокруг него со скоростью 30 км в секунду. Чтобы упасть на Солнце, вам нужно погасить эту скорость. Поэтому лететь к Меркурию гораздо дороже, чем к Юпитеру. Меркурий значительно ближе, но чтобы на него попасть, вам нужно очень сильно затормозить, а чтобы полететь к Юпитеру, нужно чуть-чуть разогнаться. Так что если вы со страшной скоростью летите на звездолете, и знаете, что рядом черная дыра, чтобы в нее попасть, вам нужно будет остановить звездолет, что очень трудно сделать, или же направить его прямо внутрь черной дыры, что тоже непросто. А вот мимо вы пролетите сами собой, без особых усилий.

- Какие направления в исследовании физики черных дыр, на Ваш взгляд, являются наиболее интересными?

Сложно сказать, потому что это вопрос личного вкуса. В исследовании черных дыр есть несколько аспектов. Есть теоретические исследования, где можно решать очень сложные и увлекательные задачи, например, в моделировании образования черных дыр. С другой стороны, есть астрофизика, где люди в разных условиях наблюдают разные типы черных дыр. Кому-то интересно заниматься сложной задачей, которая, возможно, никогда не сможет быть решена. Но зато если получится добиться результата, будет очень здорово. А кому-то интересно наблюдать квазар прямо сейчас. Но, на мой взгляд, наиболее перспективные исследования связаны с поиском и изучением гравитационных волн от сливающихся черных дыр. Возможны красивые ситуации, когда обе звезды двойной системы превращаются в черные дыры, или одна в нейтронную звезду, другая в черную дыру, неважно. Так вот такая пара звезд потихонечку будет сближаться из-за излучения гравитационных волн. И, в конечном счете, они сольются. При этом выделится много энергии в такой удивительной форме, как гравитационные волны. Гравитационные волны были предсказаны ОТО, по многим свидетельствам мы знаем, что они есть, и пытаемся найти непосредственно сигнал слияния. Для этого строят большие сложные детекторы, и если сигнал будет найден, это станет серьезным механизмом исследования самих черных дыр, а не процессов, происходящих в газе вокруг них. Но в реальности в этом направлении исследований нет результатов: пока ничего не видно, потому что установке не хватает чувствительности. На мой взгляд, из ближайших ожиданий это — самое интересное.

- Почему опасения, что на Большом адронном коллайдере образуются черные дыры, необоснованны?

Это самый простой вопрос. Потому что тут природа за нас провела все эксперименты. Почему безопасно сидеть на стуле? Потому что миллиарды людей до нас сидели на стуле и не умерли. С черными дырами на БАК то же самое. Там энергия будет несколько ТэВ, ТэВ — это 10¹² эВ. На Землю прилетает огромное количество частиц космических лучей, которые обладают в миллионы раз большей энергией. БАК строят не потому, что в природе нет энергичных частиц, а потому, что на ускорителе можно сделать очень много частиц. Поэтому, если какое-то событие с ТэВными частицами космических лучей происходит с маленькой вероятностью, то на БАК вы его точно получите, а наблюдая одну частицу из космоса — вряд ли. Зато в космических лучах есть гораздо более энергичные частицы, а кроме того, в природе, во-первых, «эксперимент» идет уже очень долго, более 10 миллиардов лет, во-вторых, есть тела, гораздо более плотные, чем Земля. Например, белые карлики. Представьте себе очень плотное остывшее ядро звезды, которое миллиарды лет обстреливается частицами в сотни миллионов раз более энергичными, чем на БАК. Если бы при столкновениях как на БАК рождались бы маленькие черные дыры, которые бы в себя «всасывали» что-то, то никаких белых карликов просто не было бы. И это было детально подсчитано, поэтому я говорю именно о белых карликах. Получается, с одной стороны, мы знаем космические лучи с очень высокой энергией, с другой: нам известно большое количество белых карликов. Это говорит о том, что опасные реакции просто не возможны. Это экспериментальный факт, природа за нас 10 миллиардов лет ставила эксперимент, который нам не под силу, и показала полную безопасность работ на БАК.

К оглавлению

Дмитрий Комиссаров о новой стратегии Mandriva Евгений Крестников

ОпубликованоЕвгений Крестников

- Как вы оцениваете результаты прошедшего собрания? Прокомментируйте опубликованные в вашем блоге данные?

- Учитывая, что за моё избрание голосовали старые акционеры (на собрании только утверждена эмиссия, которую выкупит NGI и после этого предложит в Board двух своих представителей), приятно считать себя независимым директором.

-Какими будут ваши обязанности в составе совета директоров компании Mandriva?

- Развитие продуктов вообще и разработка Desktop — в частности. Хочу только отметить, что я не менеджер Mandriva — я курирую эти процессы.

- Какой будет дальнейшая маркетинговая политика Mandriva? Правда ли, что российский рынок станет основным для компании?

- Стратегия опубликована, что касается детальной маркетинговой политики — она пока в разработке. Про российский рынок: конечно, нет — он третий по размерам дохода, если говорить о планах. У Mandriva большие надежды на европейский рынок в целом, поскольку сейчас её коммерческая активность есть только во Франции.

- Не могли бы вы рассказать нашим читателям о будущем популярного дистрибутива? Сохранит ли он статус международного или будет выпускаться преимущественно для нашего рынка?

- Тут я вас адресую к опубликованной стратегии — там подробно всё расписано.

- Расскажите о планах Mandriva на российский рынок СПО. Как компания будет взаимодействовать с российскими партнерами (PingWin Software и «Мандрива.Ру»), и будет ли она участвовать в конкурсе на почётное звание оператора НПП?

- PingWin Software — сервисная компания, работающая не только с Mandriva, что сохранится и в будущем. С «Мандрива.Ру» сотрудничество будет плодотворным, детали всё-таки позже. Что касается «почётного звания», мы все-таки больше ориентируемся «по нечётным», деньги зарабатывать. Когда кто-нибудь расскажет, что такое НПП — можно будет формулировать позицию.

- Но директор по маркетингу компании «Мандрива.Ру» Светлана Семавина сообщила нам, что они будут участвовать в конкурсе...

- «Мандрива.Ру» представляет интересы Mandriva в России, но не уполномочена решать, пойдёт ли французская компания на конкурс или куда то ещё.

- В опубликованной недавно стратегии Mandriva ничего не сказано о создании центра разработки в России. Можно ли считать этот факт косвенным подтверждением незаинтересованности компании в проекте создания НПП?

- Центр будет, конечно. Он уже есть, только мы не афишируем, из кого он формируется.

- Как вы относитесь к недавним инициативам концерна «Ростехнологии»? Нет ли реальной опасности, что концерн станет единственным поставщиком открытого ПО для государственных нужд?

- Инициативы «Ростехнологий» повторяют письма председателя совета директоров «Армады» президенту. Я опасности не вижу, более того, в отличии от «Армады», понимание ущербности монополизма есть у менеджеров «Ростехнологий».

- Если «Ростехнологии» станут единственным оператором НПП, что это будет означать для будущего компании Mandriva на российском рынке?

- Единственный оператор Национальной программной платформы — звучит уже смешно. Отчаявшись получить исправленный дистрибутив «Альт Линукс» для школ, в PingWin Software на его основе сделали собственный ПСПО 5. Не исключаю, что на предприятиях тех же «Ростехнологий» будут использовать доделанный специалистами PingWin Software дистрибутив на базе «Альт Линукс». Найти тут единственность сложно.

К оглавлению