Чтобы улучшить ситуацию, мозг должен научиться хранить информацию более эффективно. Мы знаем, что нет ничего более эффективного для хранения информации, чем черная дыра. Может ли ваш мозг найти способ имитировать эти приемы хранения, какими бы они ни были? Гия Двали, директор института физики Макса Планка в Мюнхене, предположил, что это возможно для определенных типов нейронных сетей. Его логика основана на некоторых очень интересных идеях о черных дырах и о том, как они хранят свою информацию. Помните, что этот вопрос все еще открыт и мы обсуждаем исследования, которые находятся на переднем крае науки. Начнем с того, что Двали и его сотрудники считают, будто черная дыра ведет себя как конденсат Бозе — Эйнштейна. Это особое состояние материи, в котором значительная часть частиц находится в одном и том же квантовом состоянии с минимально возможной энергией. Вы можете получить конденсат Бозе — Эйнштейна, охладив газ чрезвычайно низкой плотности до температур, близких к абсолютному нулю, как это было впервые сделано в 1995 году с атомами рубидия. Странность этих конденсатов в том, что они проявляют квантовое поведение даже на макроскопическом уровне. Двали считает черные дыры конденсатом огромного количества гравитонов — квантовых волн в гравитационном поле, — упакованных настолько плотно, насколько вообще возможно. Затем информация сохраняется в квантовых волнах самого конденсата. Оказывается, это очень эффективный способ хранения данных: огромные объемы информации и очень малые затраты энергии; именно этого вы и ожидаете от черной дыры. Однако ученый пошел дальше и создал модель нейронной сети, способной хранить информацию весьма похожим образом. А что, если ваш мозг сумеет сохранять информацию, используя подобную нейронную сеть?
Этого по-прежнему недостаточно, чтобы вместить число Грэма.
Все действительно сводится к тому количеству данных, которое можно впихнуть в человеческую голову. Каков здесь максимум? Чтобы ответить на этот вопрос, я решил посмотреть на свою собственную голову, которая, насколько я прикинул, имеет радиус около 11 сантиметров. Если воспользоваться формулой Хокинга, мы обнаружим, что черная дыра такого же радиуса обладает огромным количеством энтропии, эквивалентным десяти миллиардам триллионов триллионов триллионов триллионов гигабайт информации. Это максимальное количество информации, которое кто-либо или что-либо может когда-либо надеяться удержать в области пространства размером с мою голову. Сравните это с Большим адронным коллайдером — машиной, которая с удовольствием производит просто неприличные объемы данных, но при этом дает всего лишь 10 млн гигабайт данных за целый год. Однако и десять миллиардов триллионов триллионов триллионов триллионов гигабайт никак не хватит, чтобы изобразить все число Грэма. Даже близко недостаточно.
А что насчет вашей головы? Может, с нею будет лучше? Увы, каждая человеческая голова ограничена примерно одним и тем же пределом: около десяти миллиардов триллионов триллионов триллионов триллионов гигабайт. Конечно, в реальности ваша голова никогда не сможет сохранить такое огромное количество гигабайт, особенно если вы еще живы. Вспомните, что информация имеет массу; и, чтобы приблизиться к этому значению, вам нужно упаковать в относительно небольшое пространство головы весьма серьезную массу, в десять с лишним раз превышающую массу Земли. По мере того как в голове будут прибавляться данные и масса, возникнут огромное внутреннее давление и угрожающе высокие температуры. Ваша голова обязательно взорвется, и, возможно, не один раз. О выживании не может быть и речи.
Но мы не должны допустить, чтобы смерть помешала такому интересному мысленному эксперименту. Представьте, что друзья унесли ваше бездыханное тело и то, что осталось от головы, далеко-далеко, в невидимые глубины межзвездного пространства, далеко от посторонних глаз. Они уважают ваше желание и продолжают вводить число Грэма — цифра за цифрой. Если каким-то образом удастся сохранить данные в голове, то в итоге можно достичь вышеописанного порога в десять миллиардов триллионов триллионов триллионов триллионов гигабайт. В этот момент головы уже нет — на ее месте черная мини-дыра. Если вы втиснете столько информации в такой маленький объем, единственным физическим объектом, способным ее сохранить, останется черная дыра.
Впрочем, тела тоже не будет. Оно не сможет пережить близость к черной дыре размером с голову. Да и мало что смогло бы пережить. Возможно, вам кажется, что такая небольшая черная дыра не должна быть особо разрушительной. Но вспомните, что внутри пространства, которое когда-то было вашей головой, сконцентрирована масса десяти таких планет, как Земля. Нельзя недооценивать гравитационное воздействие такого объекта. Когда вы имеете дело с черными дырами, беспокоиться надо именно о небольших по размеру. Черная дыра размером с голову окажется гораздо опаснее, чем Повехи — того колосса, с которым мы столкнулись в конце главы «1,000000000000000858». Из-за ее небольшого размера все объекты, находящиеся недалеко от ее горизонта, оказываются слишком близко к сингулярности и неизбежно будут разодраны на части гравитационными приливами. Чтобы разорвать человеческое тело, требуется всего лишь примерно 10 000 ньютонов. На границе черной дыры размером с голову на ваше тело будет действовать приливная сила, которая в триллион с лишним раз больше.
Маленькие черные дыры ужасающе реальны. Конечно, те из них, с которыми можно столкнуться в природе, возникают не потому, что в какого-то беднягу насильно вбили число Грэма. Они появляются и не в результате коллапса звезд. Эти крошечные драконы обычно рождаются в первичном бульоне младенческой Вселенной. В младенческом состоянии горячая Вселенная была наполнена излучением. Оно не было идеально равномерным. В некоторых местах рябь энергии оказывалась такой плотной, что порождала гравитационный коллапс. Образовавшиеся черные дыры были маленькими — гораздо меньше, чем те, которые получаются из звезд. Некоторые из них были совсем крохотными и уже давно испарились из-за излучения Хокинга. Но все, превышавшие размерами триллионную долю миллиметра (включая черные дыры размером с вашу голову), могут существовать и сегодня. Есть масса домыслов и предположений, что эти древние объекты могут быть одним из основных компонентов темной материи — загадочной невидимой субстанции, составляющей большую часть материи Вселенной. Наша собственная галактика окутана огромным ореолом этого вещества, и его намного больше, чем видимых звезд. При этом черные дыры размером с голову могут составлять до 10 процентов этой материи. Итак, как я уже сказал, такие вещи реальны. Возможно, галактика даже полна ими.
Мы почти закончили наш эксперимент. Вы наконец ощутили смерть в результате превращения головы в черную дыру и теперь представляете собой черную дыру размером с голову, одиноко плывущую в межзвездном пространстве. Честно говоря, вы стали какой-то гадостью, которую скорее можно принять за темную материю, чем за человека, которым вы когда-то были: чудовищем, разрывающим в клочья любого, кто попытается к вам приблизиться. Ради чего? Ради десяти миллиардов триллионов триллионов триллионов триллионов гигабайт данных, часть которых вы теряете из-за излучения Хокинга. И увы, вы даже не приблизились к числу Грэма.
Поэтому вы продолжаете.
Ваши друзья продолжают скармливать вам данные. Еще одна цифра числа Грэма. И еще одна. И еще. Ваша черная дыра растет, а ее горизонт событий расширяется все дальше. Он обязан расти, поскольку появляется все больше энтропии и все больше информации. В конце концов вы достигнете размера Повехи. В этот момент вы содержите 1086 гигабайт, но все же вы только начали двигаться к числу Грэма. С другой стороны, вы уже не так опасны, как раньше. Из-за вашей величины приливные силы в окрестности вашего горизонта очень малы. Если бы человек, которого вы любите, приблизился, чтобы поцеловать вас, его бы не разорвало. Считается, что ему придется сильно постараться, чтобы не упасть в черную дыру, но если он как-то сможет отдалиться, то есть некоторая надежда, что он при этом не окажется разорванным в клочья. Невелико счастье, но все же.
Вы продолжаете.
Больше цифр. Больше данных. Наконец горизонт черной дыры расширяется на миллиарды световых лет, заполнив большую часть наблюдаемой Вселенной. На этом этапе начинает ощущаться нечто новое и неожиданное: деситтеровский горизонт. Это важный вопрос, так что нам стоит воспользоваться моментом, чтобы объяснить, что это такое.
Мы живем в необычной Вселенной. Еще в 1998 году две группы астрономов под руководством Адама Рисса и Сола Перлмуттера заметили нечто странное. Они наблюдали за смертью далеких звезд, выходивших на свой последний парад; эти звезды превращались в сверхновые. Однако собранный учеными свет был тусклее, чем ожидалось, словно эти звезды располагались дальше, чем нам казалось. Это указывало на ускорение. Звезды оказались дальше, потому что пространство расширялось все быстрее. Оно ускорялось. Мы этого не ожидали, потому что гравитация притягивает. Можно было бы ожидать, что она замедляет расширение космоса, поскольку ее безжалостные объятия стягивают пространство-время. Однако что-то раздвигает Вселенную.
Что может сотворить такое? Мы называем это темной энергией, но это всего лишь обозначение, которое мы даем какому-то неизвестному преступнику, — например, Джеку-потрошителю или буке, которой пугают детей. Многие считают, что темная энергия связана с вакуумом космического пространства. Вполне разумная идея в нашей квантовой Вселенной, где вакуум — бурлящий бульон из виртуальных частиц, заполняющий пустыню между звездами и галактиками. Не надо думать о нем как о субстанции, которую можно удержать или поймать (вы никогда не сможете удержать виртуальную частицу), однако вы можете почувствовать его воздействие, поскольку он загрязняет гравитационные поля, расталкивая Вселенную во все стороны и заставляя ее расти с вечно увеличивающейся скоростью. Вселенная, ускоренная бульоном своего вакуума, известна как