Ознакомьтесь с нашей политикой обработки персональных данных
13:58 

О черных дырах, зеленой энергии и катастрофах планетарного масштаба.

kir_rik
kir

Итак, на часах пять утра, соседи внизу спят,

а это значит, что пора двигать мебель и ронять предметы.


Понедельник, 9 утра, работать абсолютно не хочется, зато в голове крутится вчерашний разговор об использовании черных дыр в качестве оружия массового поражения. Но для начала небольшой ликбез, который можно пропустить (как впрочем, и все остальное, если опасаетесь за свой здравый рассудок)

Черная дыра – хитрый физический объект, который теоретически существует. Тысячи их в нашей Вселенной. Соль в том, что если объект сильно сжать, (например Землю до 18 мм в диаметре), то произойдет матановый ад в виде горизонта событий – сферы, за которую заглянуть нельзя, потому что очень сильная гравитация скукоживает время. Что происходит внутри – черт его пойми, но по матану выходит, что любое количество материи сжимается в математическую точку. Но снаружи все равно выглядит как сфера с радиусом горизонта событий. Все что к нему подлетает (даже свет) невозбранно засасывается внутрь и наружу уже никак не выходит. То была присказка, а сказка впереди.

Сейчас нас интересует процесс испарения. Честным способом ничто из-за горизонта событий вылететь не может. Но это честным, а квантовая физика – чудный генератор всякого разного из нечего. На горизонте событий (точнее близко к нему, но снаружи) под действием адовой гравитации рождаются пары частица-античастица. Никакого нарушения закона сохранения - любые их характеристики в сумме дают 0. Что заряды, что массы, что еще не пойми что. Обладающая отрицательной общей энергией античастица будет поглощена дырой, уменьшив тем самым её энергию, а обладающая положительной – улетит восвояси. И вот тут возникает рациональная идея использовать маленькие черные дыры в корыстных целях. Тут стоит напомнить про формулу связывающую массу и энергию: E=m*c^2. Заставив исчезнуть некоторое количество массы, мы получим очень больше количество энергии, ведь с, скорость света, равна примерно 3*10^8м/с. Её квадрат равен 9*10^16, а значит с килограмма картошки можно получить 9*10^7 ГДж энергии. Т.е. в полторы тысячи раз больше, чем с той бомбы, которая сильно поубавила население одного небезызвестного японского города.

Итак, ближе к делу. Допустим, у нас есть вундервафля, которой мы можем скукоживать предметы в черные дыры. Не понравился вам, к примеру, Вася Пупкин - вы его сразу и транклюкировали в точку. О последствиях этого аморального и необдуманного поступка:

Вариант первый - то что сталось с Васей быстро испарится и выделит (допустим, он тощий дрищ и весит всего 50 кг) 4,5*10^9 ГДж. Это очень и очень много и всем будет очень и очень плохо. Насколько быстро станет плохо, зависит исключительно от скорости испарения останков Васи. Вариант второй – жрать все вокруг Вася станет быстрее, чем испаряться. Вся материя вокруг останков Васи станет всасываться в эту точку. Земля под ним, вы с вашей проклятущей вундервафлей, дома, машины и канализационные люки. Вдобавок испаряться с поверхности Васи все это будет исправно, а значит, вокруг будет очень и очень плохо. Опять. Вся эта байда проест Землю до самого центра и окуклится там, пока не съест её полностью, причем скорость жора со временем будет только возрастать. Но все уже умрут. Так как станет очень светло и жарко. Что интересно, сожрав Землю, черная дыра на время успокоиться, так как жрать станет нечего. Луна далековато. Собственно для Луны мало что изменится. Раньше она вращалась вокруг Земли с массой M, теперь вокруг черной дыры той же массы. Не все ли равно? Не все ли. Масса у Земли маловата, так что все это добро будет испаряться, а чем легче черная дыра, тем быстрее она испаряется. А значит, испаряться она будет все быстрее. Помните про энергию килограмма картошки? Масса Земли примерно в 6*10^24 больше. А значит, больше будет и энергии - около 5,4^10^42 ГДж. Это как 5.4 миллиарда Сверхновых звезд. Что сталось бы в таком случае с солнечной системой, и всем рукавом галактики остается только гадать. Хорошо, что на самом деле так не бывает, правда?

Так что будь у людей такое устройство, использовать его в качестве оружие нужно было бы крайне осторожно, убедившись предварительно, что процесс не пойдет по второму сценарию. Но мы тут все мирные и добрые люди, так что давайте лучше подумаем, как использовать такое устройство во благо.

Черные дыры хоть и уничтожают все, что в них попадает (а все что в них попадает, теряет даже свои атомные свойства – нельзя потом определить карандашный стержень из углерода туда попал или свинцовая болванка) все же обладают некоторыми характеристикам. У них есть масса, момент импульса (отвечает за вращение) и электрический заряд. А еще, гипотетически, и магнитный, если магнитные заряды все же возможны в нашей вселенной. Так что в принципе черную дыру можно подвесить каким-нибудь хитрым полем в вакуумной колбе и греться в её теплых добрых лучах. С энергией мы уже разобрались - около 9*10^7 ГДж с килограмма картошки и вообще чего угодно. Но раз мы хотим мира, добра и халявной энергии, которая бы нас не убила, нам нужно, чтобы энергия выделялась не слишком быстро. Давайте возьмем тонну кукурузы и скукожим её нашей чудной вундервафлей. Какая же у неё будет мощность? [Хокинг]Бодрый инвалид[/] много думал по этому поводу и теперь у нас есть формулы мощности и температуры. Они дадут нам что-то около 3.4*10^6 ГВт (ГДж/с) и 10^20К (для сравнения в ядре Солнца температура около 10^7К). Это означает, что тонна вещества, обладающая 9*10^10 ГДж энергии испарится за достаточно скромное время, спалив Землю дотла. Я очень не люблю дифференциальные уравнения, которые нужны для расчета времени испарения (ведь скорость и температура будут расти с уменьшением массы). Но думаю видно, что даже при сохранении минимальной скорости испарения, мы получим всю нашу энергию куда быстрее, чем хотели бы и в куда больших концентрациях – меньше чем за 7 часов вместо желаемых сотен тысяч лет. Все опять умрут. Причем по второму сценарию безвременной кончины Васи - первым падет устройство поддержания черной дыры на безопасном расстоянии от остальной материи. В принципе конечно процесс можно стабилизировать. Масса в формуле мощности находится в знаменателе, да еще и во второй степени. В 10 раз больше массы – в 100 раз меньше энергии. Это же просто замечательно! Самая мощная гидроэлектростанции в мире находится в Японии и вырабатывает 22.4ГВт энергии. Допустим, мы способны переработать 100ГВт энергии. Значит, нам нужно увеличить массу черной дыры в корень квадратный из (3.4*10^6) – всего лишь 1844 раза больше. Т.е. она будет весить 1844 тонны, и обладать температурой 5.5*10^16К. От нас потребуется все время поддерживать её на безопасном расстоянии от стен нашего реактора, чтобы она не поглотила и не расплавила его. Такая черная дыра будет терять всего 3.5 кг в год, а значит ей потребуется профилактическая подкормка 350 килограммами вещества раз в 100 лет, что довольно затруднительно при указанных характеристиках и ничуть не сложно на фоне прочих проблем обслуживания

На основании всего вышенаписанного бреда я могу заключить, что черные дыры любых размеров крайне опасны и порадоваться, что на их создание нужно куда больше энергии, чем человечество может произвести на данное время. Надо будет посчитать на досуге.

URL
Комментарии
2012-10-29 в 19:19 

-Afterglow-
Закон подлости интернета: Чем ближе по духу находишь людей, тем дальше от тебя они находятся. (с)
Никак не вспомню, как это мы с обсуждения ада в сайлент хилле перешли на темы о черных дырах и ядерных взрывах?))

2012-11-02 в 14:43 

kir_rik
kir
Через Гаррис-мод как-то. Я почему-то вспомнил про ЧД во втором эпизоде

URL
2012-12-01 в 00:04 

VanillaCat
Мнение окружающих - мнение тех, кого не спрашивают...
И с таким ученым внутри ты еще не захватил мир??? =DDD

2012-12-01 в 03:21 

kir_rik
kir
А зачем он мне? =D

URL
   

kir's diary

главная