Итоги № 48 (2011)

Живут в такой дыре... / Парадокс

Обладая колоссальной плотностью вещества, черные дыры, как считается, засасывают в себя все, что пролетает рядом, включая световые волны. Однако доктор физико-математических наук Вячеслав Докучаев из Института ядерных исследований РАН предполагает, что внутри черных дыр могут существовать стабильные орбиты для планет, на которых чисто теоретически может существовать жизнь. Правда, обнаружить эти орбиты не позволяет так называемый горизонт событий — та область черных дыр, где время и пространство сливаются воедино. Для нас эта граница непроходима, как лесное болото. Но если бы мы нашли способ преодолеть препятствие, то, как полагает Докучаев, уперлись бы в так называемый горизонт Коши — область, где пространство и время снова обретают привычные для нас свойства. Вырвавшись из космической чащи, мы опять угодили бы в мир, где объекты вращаются по тем же законам сингулярности, что и планеты нашей Солнечной системы. Правда, в отличие от обычных орбит они могут иметь не круговую или эллиптическую, а более сложную форму, что не мешает такому миру быть пригодным для жизни.

Интересно, что независимо от Вячеслава Докучаева собственную математическую модель обитаемой черной дыры построили заведующий отделом теоретической астрофизики Астрокосмического центра ФИАН Владимир Лукаш и его коллега Владимир Строков. Получилась дверь, открыть которую нельзя, но можно заглянуть в глазок и увидеть другой мир, в котором идет процесс рождения новой вселенной. «Черные дыры — это лазейки во множество других миров, где рождаются и умирают вселенные, и так до бесконечности, — констатирует Владимир Лукаш. — Ничего не мешает развитию жизни в этих мирах».

Хранилище энергии

Черные дыры могут оказаться наилучшим местом обитания для разумных инопланетян прежде всего по той причине, что там они способны черпать энергию в неограниченном количестве. Это еще в начале 70-х годов прошлого века предположил советский астрофизик Николай Кардашев, ставший одним из пионеров поисков разумной жизни во Вселенной (российский сегмент международной программы SETI). Ныне директор Астрокосмического центра ФИАН академик РАН Кардашев полагает, что его гипотеза по-прежнему имеет право на существование. По его мнению, существуют космические цивилизации трех типов. Мы находимся на первой, нижней ступени развития, примитивно питаясь энергией от своего солнца. Второй, более продвинутый тип — это цивилизации, освоившие весь объем энергии, излучаемой ближайшей звездой. Третий тип пользуется энергией всех звезд своей галактики, а это, надо сказать, бешеная энергия. Согласно гипотезе Кардашева, чем больший объем энергии цивилизация научилась потреблять, тем более она развита технологически. Для такой нет ничего привлекательнее черной дыры — массивного энергетического вампира, которого она сумела превратить в своего донора. Исключать такие варианты не стоит хотя бы потому, что вполне серьезные ученые на нашей планете тоже мыслят в этом направлении. К началу 90-х уже существовал сценарий приручения ненасытного космического хищника, который разработал американский астрофизик Уильям Кауфман. Одна загвоздка — для его осуществления понадобится доставить на орбиту искусственного спутника Земли небольшую черную дыру. Транспортировку предлагается обеспечить с помощью мощного космического корабля, следом за которым она будет перемещаться за счет гравитационного взаимодействия. Оказавшись на геостационарной орбите, космический корабль начнет посылать в сторону черной дыры мини-снаряды, вещество которых под действием гравитационного поля будет нагреваться до сверхвысоких температур. В образовавшейся при этом плазме пойдет термоядерная реакция, часть плазмы окажется притянута дырой, а другая часть выброшена за пределы ее гравитационного поля. Пройдя через магнитные поля, создаваемые зависшим вблизи дыры космическим кораблем, эта плазма возбудит в его обмотках электрический ток. Вырабатываемую при этом энергию можно будет передавать на Землю, например, с помощью СВЧ-излучения. Одной черной дыры даже микроскопических размеров, по расчетам Кауфмана, окажется достаточно для удовлетворения энергетических потребностей цивилизации на неопределенно долгий срок, и тогда мы автоматически поднимемся на новую ступень технологического развития.

Но тут подстерегает другая проблема: не получится ли так, что нашу цивилизацию просто-напросто затянет в черную дыру и мы перейдем в другое измерение? Может быть, нечто подобное действительно ранее уже произошло с кем-то из подобных нам?

Банк информации

Какова геометрическая структура черной дыры? В том-то и состоит сложность, что ответ пока неоднозначен: она может состоять как из отдельных вселенных, так и, допустим, из вариантов нашей собственной Вселенной. Если это так, можно даже предположить, что в окрестностях черных дыр прячутся не чуждые нам цивилизации, а наша собственная, но ушедшая на много тысячелетий вперед или отброшенная назад. А зависеть это может от различных сценариев. Скажем, некто в далеком прошлом, как в известном фантастическом рассказе, случайно раздавил бабочку, и весь ход эволюции пошел иначе. Хотя на самом деле все может оказаться даже еще замысловатее.

Сотрудник Государственного астрономического института им. Штернберга МГУ доктор физико-математических наук Юрий Ефремов и российско-американский психолог и математик, профессор Владимир Лефевр высказывают парадоксальное предположение: черная дыра и наш мозг — своего рода космические близнецы. Мало того, черные дыры, как гигантские зеркала, отражают наше сознание. «Согласно модели Керра внутренность черной дыры представляет собой сложную систему бесконечных вселенных, в которых существуют свои черные дыры, — поясняет Юрий Ефремов. — В этой системе можно выделить набор черных дыр, как матрешки, последовательно вложенных друг в друга. Внутри каждой находится пара вселенных, причем расстояния в одной из них измеряются положительными числами, а в другой — отрицательными. Между этими вселенными находится сингулярность — область мира, плотность вещества в которой, а также кривизна пространства бесконечны».

Большим сюрпризом для физиков стал вывод одного из наиболее влиятельных физиков-теоретиков нашего времени Стивена Хокинга, который указал на возможность поглощения черной дырой вещества и излучения, что может привести к исчезновению из нашего мира некоторого количества информации. Иначе говоря, черные дыры словно подворовывают у нас ценные сведения. Теоретические исследования, проведенные голландским физиком Герардом Хоофтом, показали, что такая потеря несовместима с законом сохранения энергии. Это противоречие, получившее название информационного парадокса, грозило крушением квантовой механики — основы сегодняшней научной картины мира. Неудивительно поэтому, что были предприняты самые серьезные попытки разрешить информационный парадокс. Это удалось сделать американскому физику Леонарду Сусскинду, построившему голографическую модель черной дыры. «В этой модели информация не исчезает в ее недрах, а как бы оседает на оболочке — горизонте. Таким образом, оболочка дыры представляет собой особый текст, фиксирующий сложность потока вещества, прошедшего через ее горизонт. Черная дыра, как и наш мозг, обладает чертами информационной системы», — подводит итог Ефремов.

Если это так, тогда вряд ли находящиеся внутри черных дыр гиперцивилизации имеют биологическое происхождение, считает американский астроном Сет Шостак, один из руководителей программы SETI. Скорее уж это цивилизации, основанные на достижениях искусственного интеллекта, — только они могли поселиться вблизи постоянно гравитирующих объектов. «Машинам в отличие от людей или иных живых существ не требуются планеты земного типа, и потому они не привязаны к той обитаемой зоне, которую сейчас старательно изучают астрономы в поисках похожих на Землю небесных тел, — рассуждает Шостак. — Для них более привлекательными могут быть либо звезды-гиганты, либо область вблизи ядра Галактики, где, судя по всему, находится активно поглощающая вещество черная дыра». И потому, как считает ученый, шанс обнаружить мощные радиопередатчики других цивилизаций наиболее высок именно вблизи черных дыр.

Впрочем, у ученых пока нет окончательных и бесспорных доказательств существования в природе таких экзотических объектов, как черные дыры. И сегодня есть исследователи, полагающие, что черные дыры, как и темная энергия, — это грандиозная мистификация, за которой стоят зашедшие в тупик, но не желающие признаться в этом астрофизики. Вероятно, космический мрак в определенной степени рассеет российская исследовательская программа «Радиоастрон», которая уже начала изучать квазары и пульсары. В ее «объективе» вот-вот должны оказаться и объекты, подпадающие под понятие «черные дыры». Глядишь, кто-нибудь оттуда и подаст знак.

Наталия Лескова