| ||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||
![]() |
![]()
![]()
![]()
![]()
И даже в черной дыре бесследно не
исчезают Известный популяризатор науки и
специалист по черным дырам Стивен Хокинг (Stephen
Hawking) на пару
с Кипом Торном (Kip
Thorne),
профессором теоретической физики из Калифорнийского
технологического института (Caltech), по всей видимости, проспорил Джону
Прескиллу (John Preskill), также профессору теоретической
физики из Калифорнийского технологического, полное собрание
томов Британской энциклопедии. В 1997 году эти три космолога
заключили между собой ставшее вскоре широко известным пари
относительно того, исчезает или нет информация, поглощаемая
черными дырами вместе с материальными носителями, то есть
меняется ли вообще внутреннее состояние черной дыры в
зависимости от конкретных характеристик частиц, которые ею
поглощены. Собственно, Британская энциклопедия фигурировала в
этом пари совершенно не случайно, ведь "наивный" вопрос звучал
в "переводе" на общедоступный язык примерно так: "Что
изменится, если уронить в черную дыру не что-нибудь
"полуслучайное", а какой-нибудь конкретный том Британской
энциклопедии?" Полная "Британника" сегодня стоит как
минимум полторы тысячи долларов, так что сумма "на кону"
оказывается вполне существенная, хоть и не критичная для
миллионера Хокинга. А Торну "раскошеливаться" уже не впервой.
Как-то он уже спорил с тем же Хокингом, есть ли у черной дыры
"волосы" или нет. Торну, утверждавшему, что "волосы" есть,
пришлось покупать Хокингу годовую подписку на Playboy или
что-то в этом духе, тоже недешевое. Впрочем, возможно, Торн и
поспешил с выплатой "контрибуции", если учитывать
нижеизложенные новейшие исследования в этой области...
По всей видимости, с тем же успехом можно
было бы поспорить по тому же самому поводу с самим Воландом из
романа Булгакова, а с этим персонажем, как известно, спорить
просто смертельно опасно, тут уж подпиской на "Плэйбой" или
"Британику" точно не отделаешься.
Хокинг предположил, что какая-либо
конкретика - т.е. какие именно частицы, энциклопедии или даже
звезды сгинут в черной дыре, уйдя под "горизонт событий" - не
имеет ровным счетом никакого значения. Черная дыра не только
сожрет все это с аппетитом и не подавится, но и "сотрет" всю
информацию о своем преступлении, будто его и не было, это
своего рода "идеальный чистильщик". Но такая теория серьезно
противоречила законам квантовой механики, возникал так
называемый "информационный парадокс" (information paradox).
Теперь физики-теоретики из Университета штата Огайо
(Ohio
State University)
во главе с профессором Самиром Матуром (Samir Mathur) предложили решение этого парадокса в
рамках теории струн (то есть теории, которая рассматривает все
частицы во Вселенной в качестве крошечных "вибрирующих" струн
или "стрингов" (string)). Они вывели полную систему уравнений,
из которой следует, что информация продолжает сохраняться в
любом случае при любых коллизиях - даже в той немыслимой
путанице "струн", которая заполняет черную дыру от ее
сердцевины до "поверхности" - то есть горизонта событий. В
результате получается, что взгляд на черные дыры как на
"гладкие", лишенные индивидуальности объекты, имеющие только
считанное число параметров (собственно, вес и момент
вращения), как считалось ранее, по сути неверен. На самом деле
черные дыры представляют собой своего рода "волокнистые
пушистые шары" или "пушистые колобки из струн"... Впрочем,
никто, наверно, не откажется при случае прикинуться белым и
пушистым вместо того скользкого и черного, что есть на самом
деле...
В классической модели черных дыр
сверхмассивный объект-коллапсар вроде гигантской звезды или ее
останков в результате выгорания ядерного топлива или звездного
взрыва сжимается до такой степени, что формирует чрезвычайно
компактный "шарик", обладающий в самом центре бесконечным
гравитационным потенциалом, то есть образуется "прокол
пространства-времени", "сингулярность". В результате
образования такой сингулярности в пространстве возникает
сферическая поверхность, при пересечении которой любой
материальный объект или излучение безвозвратно исчезают для
этого мира. Эта граница называется "горизонтом событий" и
считается своего рода границей самой черной дыры, которая,
понятное дело, не имеет иных границ.
Размеры этой "оболочки", то есть
"горизонта событий", зависят как от массы объекта, который
положил начало формированию черной дыры, так и от дальнейшей
активности коллапсара (грубо говоря, от того, сколько материи
он потом сможет еще сожрать). Например, если бы произошел
коллапс Солнца, то его "горизонт событий" имел бы диаметр
приблизительно 3 км. А если бы Земля выкинула бы вдруг
подобный фортель, то ее "горизонт событий" ужался бы до 1
сантиметра. Но независимо от того, какой исходный материал
послужил основой для формирования сингулярности (Земля,
Солнце, другая какая-нибудь звезда), область "горизонта
событий" считалась раньше лишенной каких-либо структурных
особенностей или измеримых характеристик. То есть "горизонт
событий" такой черной дыры абсолютно гладок, лишен структурных
особенностей-"волос", по которым можно было бы догадаться, что
тут было раньше, до катаклизма.
Конечно, существует феномен так
называемого "испарения" черных дыр, предсказанный Хокингом и
советскими теоретиками (иными словами, "хокинговская
радиация"), непрерывное рождение пар виртуальных частиц вблизи
"горизонта событий". Вылеты частиц из различных частей
пространства вблизи горизонта черной дыры в таком случае
должны быть коррелированными, но совершенно неясно, как такая
корреляция может осуществляться. На самом деле это абсолютно
бессмысленный шум, лишенный каких бы то ни было различительных
признаков. Никакую исчезнувшую информацию по этому шуму
восстановить невозможно, и что именно мы опустим внутрь: том
"Британники" или пачку журналов Playboy точно такого же веса,
- уже через мгновение различить будет принципиально
невозможно. Хуже того, подобное непрерывное испарение может
привести к тому, что черная дыра попросту исчезнет вместе со
всей "скопившейся" информацией.
"Проблема с классической теорией состоит
в том, - объясняет Матур, - что вы могли использовать любую
комбинацию частиц, чтобы сделать черную дыру: протоны,
электроны, звезды, планеты, - без разницы. Могли быть
миллиарды способов получить черную дыру, и, согласно
классической модели, конечное состояние системы будет всегда
тем же самым". Однако этот вид однородности нарушает
квантовомеханический закон обратимости. В физике всегда должна
существовать теоретическая возможность проследить ход любого
процесса от конца к начальному состоянию, включая тот процесс,
за счет которого и образовалась черная дыра. Если же все
черные дыры "на одно лицо" и имеют одну и ту же форму, то
"жизнь" ни одной из них не может быть изучена "от конца к
началу", то есть вся информация о частицах, которые создали
ее, будет потеряна навсегда.
На вопрос, что будет, если уронить в
такую дыру том Британской энциклопедии, предлагалось даже
отвечать примерно так: содержащаяся в нем информация не
исчезает, а переносится в другую вселенную, одну из множества
тех самых "пузырьков" в общей "пене" пространства-времени,
туннелем в который и является та или иная черная дыра. Другая
гипотеза состояла в том, что черные дыры никогда не
"испаряются" полностью, а съеживаются до размеров микрочастиц
и в таком виде сохраняют всю содержащуюся в них информацию до
конца существования нашей Вселенной. Для таких "информационных
частиц" даже придумали подходящие названия - "информоны",
"инфотоны", "библиотеконы".
В 2000 году вышеозначенный информационный
парадокс под номером восемь был назван в числе десяти
важнейших проблем физики, которые должны быть решены в течение
следующего тысячелетия. Этот список включал проблемы вроде
определения продолжительности жизни протона (собственно,
прежде всего вопрос о его стабильности или нестабильности), а
также объяснение происхождения Вселенной с помощью теории
квантовой гравитации.
Матур начал работать над разрешением
информационного парадокса, когда был еще доцентом в
Массачусетском технологическом институте (MIT), но вплотную занялся им только с 2000
года в Огайо. Вместе с Олегом Луниным он сделал расчеты
структуры объектов, которые находятся в промежутке между
простыми струнными состояниями и большими классическими
черными дырами. А
недавно Матур, Ашиш Саксена (Ashish Saxena) и Иогеш Сривастава
(Yogesh Srivastava) нашли, что та же самая картина "пушистых
шаров" ("fuzzball") действительна и для объектов,
приближающихся к классической черной дыре. Новые результаты
публикуются в журнале Nuclear Physics B.
Согласно теории струн, все элементарные
частицы во Вселенной: протоны, нейтроны и электроны, - состоят
из различных комбинаций струн. Однако эти крошечные струны
могут формировать также и крупные черные дыры за счет
феномена, названного дробным растяжением (fractional tension).
Струны-стринги - это нечто, поддающееся растягиванию, как и
гитарная струна, однако каждый такой объект допускает только
фиксированное число "растяжений". И точно так же, как длинную
гитарную струну проще щипать, чем короткую, длинный "канат",
сплетенный из квантовомеханических струн, легче растягивать,
чем отдельный "стринг". Таким образом, когда очень много струн
соединяются вместе для того, чтобы сформировать множество
частиц, необходимых для очень массивного объекта вроде черной
дыры, получившийся объединенный шар из струн оказывается очень
эластичным и расширяется до большого диаметра.
Когда физики из Огайо получили свою
формулу для диаметра "мягкой" или "ворсистой" черной дыры,
сделанной из струн, выяснилось, что этот диаметр как раз и
соответствует диаметру "горизонта событий" черной дыры,
выведенному согласно классической модели. А так как, по мысли
Матура, струны продолжают существовать и в черной дыре, и
природа этих струн напрямую зависит от частиц, которые
составляли первоначальный исходный материал коллапсара, то
каждая черная дыра оказывается столь же уникальной, как и
любая другая звезда, планета или галактика, которая и породила
этот чудовищный квазизвездный объект. При этом "стринги" от
любого вещества, поглощаемого черной дырой во время ее
дальнейшего монструозного существования, точно также оставляют
свой неповторимый след.
Это означает, что история черной дыры в
принципе действительно может быть прослежена назад до ее
первоначального состояния в виде обычного объекта Вселенной,
то есть информация выживает в любом случае при любых
коллизиях, а значит ни Британская энциклопедия, ни рукописи не
сгинут совершенно бесследно даже в черной дыре.
Космические лучи позволят раскрыть
секреты 2000-летней мексиканской пирамиды, в которой могут
быть замурованы останки правителей таинственной цивилизации.
Глубоко под огромной Пирамидой Солнца,
расположенной к северу от Мехико, на территории
мезоамериканского города Теотиукана - ровесника Древнего Рима - физики
устанавливают датчики для регистрации мюонов - субатомных
частиц, которые возникают в результате столкновения
космических лучей высоких энергий с молекулами земной
атмосферы. Частицы проходят через твердые тела, "просвечивая"
их подобно рентгеновскому аппарату, и это свойство частиц
решено использовать для поиска скрытых похоронных камер в
монолите.
Так как число мюонов после преодоления
свободного пространства и горной породы или грунта разнится,
ученые способны определить наличие любых внутренних полостей в
пирамиде.
"Если мы обнаружим область, где
плотность меньше ожидаемой, то это даст нам знать о вероятном
наличие там "дырки"", - объясняет Артуро Менчака (Arturo
Menchaca), глава Физического института Мексиканского
национального независимого университета (Universidad Nacional Autónoma de
México). В
ближайшие несколько месяцев в камере, расположенной под
пирамидой (высотой 63 метра), поместят и должным образом
настроят созданную его группой установку стоимостью 500 тысяч
долларов. Это место - темная сырая камера, несколько тысяч лет
назад используемая для мрачных религиозных церемоний, -
связана с внешней стороной только узким туннелем, по которому
одновременно передвигаться может только один человек. Физики
надеются регистрировать приблизительно 100 миллионов частиц в
год. Археолог Линда Манзанилла (Linda
Manzanilla), ведущий мексиканский эксперт по захоронениям,
считает, что Теотиукан в его ранние дни управлялся коалицией
из четырех соправителей и не имел императоров, подобных тем,
что правили майя и ацтеками. "Возможно, первая четверка - то
есть те, кто, собственно, и основал "систему четырех", как раз
и захоронена где-то в глубине Пирамиды Солнца", - говорит она.
Во времена своего расцвета Теотиукан насчитывал 150 тысяч
жителей. Его истинное древнее название и имена племен,
которыми он был основан, история не сохранила. Название
"Теотиукан" (Teotihuacan, "место, где человек становится
богом"), дано пораженными его величием ацтеками, которые
заселили эту территорию спустя 700 лет после того, как город
был оставлен его жителями (около 600 г.н.э.).
В конце 60-х годов двадцатого века
нобелевский лауреат Луис Альварес (Luis Alvarez) из
Калифорнийского университета в Беркли (University of California at
Berkeley,
1911-1988, Нобелевскую премию он получил по физике за 1968
год) уже использовал мюонную технологию при изучении
египетской пирамиды Хефрена. Альварес тогда доказал, что
никаких скрытых камер в этой пирамиде нет.
Российский
гуманитарный научный фонд (РГНФ) объявляет конкурсы
научных проектов 2005 г. по следующим областям знаний
гуманитарных наук:
Настоящий взрыв потряс вчера
англоязычный интернет. Вы не поверите: найден способ в
домашних условиях, буквально за пятнадцать минут
увеличить ёмкость большинства жёстких дисков в полтора-два
раза! При этом исключительно с помощью программных
манипуляций!
Собственно начало сумасшествию,
в считанные часы охватившему самые популярные технофорумы,
положила небольшая публикация в
известном сетевом британском издании The Inquirer, один из
читателей которого прислал редакции рецепт активации скрытых и
неиспользуемых зон, якобы имеющихся на каждом современном
винчестере. Повторить этот опыт может каждый, в чьём
распоряжении имеются два жёстких диска. Единственное, о чём не
следует забывать - это полное отсутствие гарантий
безопасности хранящихся на винчестерах данных, так
как в процессе эксперимента они могут быть утеряны. Итак,
по шагам.
1. Возьмите два “винта” и, если
этого ещё не сделано, поочерёдно установите на каждый из них
операционную систему так, чтобы загрузить компьютер можно было
с любого. На обеих накопителях должна быть одна и та же
файловая система. Далее установите тот винчестер, объём
которого планируется расширить, как Slave, другой - как
Master. Соответственно, “мастер” мы будем называть первым, а
“слейв” - вторым. Результаты смотрятся
фантастически: по словам авторов изобретения, таким образом
удалось преобразовать 200-гигабайтный Western Digital в
510-гигабайтный, Maxtor 40 Гбайт в 80 Гбайт и т.д.
Что ж, признайтесь, верится в
это всё с трудом. Увы, производители железа в последнее время
не балуют нас революционными новинками, предпочитая медленное,
но верное движение вперёд резким скачкам в перспективных
направлениях. Вот и остаётся юзерам придумывать сенсации,
выдавая желаемое за действительное. Предложенный читателем
Inquirer способ расширения дисковой памяти, конечно, имеет под
собой минимальную теоретическую основу, ведь сегодня всё
железо, прежде чем попасть на прилавки, классифицируется на
способность нормально работать под той или иной нагрузкой, и
часто физических различий между, скажем, процессорами,
предназначенными для разных тактовых частот, нет.
Поговаривают, что таким же образом изготавливаются
и жёсткие диски: модели меньшей ёмкости часто физически
идентичны моделям более высоких ёмкостей того же семейства, и
единственная разница между ними - искусственно
заблокированные производителем ресурсы. Ghost, использующая
недокументированные команды ATA-протокола, просто снимает
блок...
Впрочем, довольно измышлений.
Едва ли при возможности вывести на рынок модель на 510 Гб та
же Western Digital не сделала бы этого сразу. Так что, скорее
всего, фокус объясняется просто: Ghost создаёт виртуальную
партицию, которая физически размещается на месте основной. А
пользователь, прерывая нормальную работу программы, всего лишь
делает этот системный трюк видимым. Первая же настоящая
проверка выявит обман: заполнив каждый из двух разделов более
чем наполовину, вы уже должны получить сообщение об ошибке,
поскольку одни данные лягут на место других.
Хорошее объяснение, правда? В
конце концов, многие из вас наверняка помнят трюк с
дискетками, на которых, манипулируя записями в FAT, можно было
получить видимые гигабайты свободного места. Вот
только с винчестерами всё не так просто.
Прежде всего, некоторые из
решившихся на повторение опыта добровольцев подтверждают действенность метода. Как минимум, двоим удалось без ошибок расширить таким
образом вместимость сравнительно небольших (десятки гигабайт)
винчестеров. И если вы ещё не до конца запутались, вот другой
любопытный факт: журналисты Inquirer не стали повторять
эксперимент, вместо этого отправив соответствующий запрос
нескольким производителям и дистрибьюторам жёстких дисков.
Ответ, пришедший от одного из них, гласит, что предложенный
читателем способ - даже не недокументированная
функция: она штатно используется техниками для резервного
копирования системных областей!
Целый клад из сотен
предметов материальной культуры второго века нашей эры
обнаружили итальянские археологи во время прокладки
строителями новой линии метро. |
|