Только вот эффект Швингера – это частный случай. Он работает на сильных электромагнитных полях. То есть если сильно светить в одну точку, а свет – это и есть электромагнитная волна, то сначала, как предохранитель, появится пара – частицы и античастицы. Причем раз поля электромагнитные, то и частицами будут электрон и позитрон.
И они будут уносить с собой значительную часть энергии как за счет, скажем так, собственно выпадения в осадок, так и за счет того, что они могут покидать место появления, унося с собой еще кусочек энергии для этого. Так что только после всех этих эйнштейновских налогов оставшаяся энергия будет концентрироваться в какой-нибудь кугельблиц.
Странно, что этот эффект не просчитали раньше, ведь это фактически единственное, что нужно было учесть.
В общем, если раньше мы считали, что для кугельблица нужно около 1016 Ватт на метр, то сейчас это значение увеличилось до 1083 Ватт на метр. Совсем немножко, всего-то порядков на 67. Хотя могу с цифрами напутать, тут лучше проверить в источниках.
Так что придется нам на фонарики какой-нибудь Юпитер переводить. Да и то – сильно маловероятный вариант.
Ну ладно, я так много говорил о том, как черные дыры появляются и как умирают. А можно ли черную дыру взять и просто заткнуть какой-нибудь пробкой?
2.6. Можно ли заткнуть черную дыру?
Жена как-то кинулась в меня рассказиком в ВэКашечке, и я зацепился за фразу типа «Заткнуть Марину было сложнее, чем черную дыру».
Можно ли заткнуть черную дыру? Нет.
Все, расходимся, ответ получен.
Хорошо, давайте разверну немного.
Мы имеем черную дыру звездной массы. Пусть будет прям солнечной.
Радиус Шварцшильда для такой массы будет около трех километров, я специально пересчитал.
Ну и давайте возьмем какой-нибудь астероид, какой не жалко и который больше трех километров в радиусе, да и запихнем в черную дыру. Мысль какая? Мы этот астероид используем как затычку в ванне.
Отбираем у Марса какой-нибудь Деймос, который в диаметре что-то вроде 13 километров. На Марсе все равно некому, кроме наших роботов, лунами любоваться, так что ничего, потерпит. Да и нам сильно далеко летать не придется.
В общем, пристраиваем какие-нибудь сильнючие ядерные буксиры – и айда в путь.
По мере приближения мы как-то корректируем маршрут, чтобы точнехонько в дырку угодить, и в какой-то момент видим, что тот конец Деймоса, который ближе к черной дыре, вытягивается в тоненькую макаронину.
Этот процесс называется спагеттификацией. Заметили слово «спагетти»? В общем, спагеттификация – это процесс вытягивания тела, которое попадает под гравитацию черной дыры. Вы же в курсе, что сила гравитационного притяжения зависит от расстояния между телами? На Земле гравитация не очень серьезная, но в принципе у подножья горы она будет больше, чем на вершине. А в черной дыре даже полметра могут играть роль. Так что если падать в черную дыру… скажем, ногами вперед, то за эти ноги гравитация будет тянуть сильнее, чем за голову. Их начнет вытягивать к центру быстрее, чем голову. Кажется, что процесс закончится, когда голова попадет в ту же точку. Только вот ноги опять будут ближе к центру черной дыры. И у пяток снова гравитация будет больше, чем у макушки. Это будет постоянное вытягивание объектов в струну или, как сравнили ученые, в спагетти. Отсюда и название процесса – спагеттификация.
В общем, постепенно черная дыра просто как через трубочку выпивает Деймос досуха. Заткнуть дырку не получилось.
Ну ничего, мы же упорные, мы найдем чопик побольше.
Например, какую-нибудь Весту в 500 километров, и снова на ядерных тягачах отправляем каменюку.
И снова в тоненькую трубочку. Смотрите вы на все это дело и представляете себе, как бы обогатились рыболовные магазины, если б можно было эту леску из астероидов вытянуть обратно.
Ну ладно, мы чешем репу и пытаемся заново, но уже чуть умнее. Деймос с Вестой почему растянулись? Потому что неплотные были. То есть это как пытаться заткнуть слив в ванной какой-нибудь пенкой от шампуня.
Возьмем что-то плотное, оно будет лучше держать форму, авось и выйдет толк.
У Деймоса плотность примерно 1,5 грамма на кубический сантиметр, у Весты – вдвое больше.
Но они и сделаны из какого-то пористого камня. Еще бы пемзу из ванной взяли, затыкаторы мамкины.
Ладно, возьмем и сделаем большую затычку из чего-то ультраплотного. На Земле самые плотные вещества в стабильном состоянии – это металлы. Самые плотные металлы – иридий, осмий, платина и что-то еще такое. Нам, собственно, все равно. Плотность колеблется от 22 до 27 граммов на кубик.
Фиг с ним, возьмем для красоты среднее значение – 25. Ну и забудем, что этих металлов в земной коре очень мало, скачаем древнюю ArtMoney[19] и припишем бесконечное значение для ресурса.
В общем, строим пятикилометровый в радиусе шарик из платины. Объем шара у нас , и в идеале получится шарик объемом в 523,33333 кубических километра, но какие-то ушлые ребята без ArtMoney откусили шарик до 520 километров.
Фиг с ними, нам хватит.
Мы получили дуру на 13 квадриллионов килограммов. Деймос весил полтора. Веста вообще весила четверть секстиллиона.
Ладно, 13 квадриллионов килограммов платины отправляются затыкать черную дыру.
Ну и что? Фигульки на рогульки! Не вышло ничего у нас. Оно опять жрет как не в себя.
Пу-пу-пууу.
На Земле нам ловить нечего. Давайте попробуем вообще какую-нибудь ультраплотную штуку закинуть в это бездонное хлебалушко.
Найдем ближайшую нейтронную звезду, у них плотность – мама не горюй, интернет говорит о плотностях от 1017 до 1019 килограммов на кубометр. Мы даже не будем пытаться ее сжать или расширить: нейтронные звезды как раз варьируются в радиусах 10–20 километров.
Так что же произойдет?
А произойдет вот что. По мере приближения к черной дыре вещество звезды будет перетекать на нее, так же как и в случае с Деймосом и Вестой. И, кажется, мы уже говорили, что такая история будет называться микроквазаром. Да, это будет подольше, да, это будет позрелищнее, но в принципе все будет так, как уже было.
Разница только в том, что теперь черная дыра станет чуточку больше.
Она и раньше становилась чуть больше, просто это было практически неизмеримо, а сейчас мы можем даже что-то увидеть.
А еще у нас заработают все гравитационно-волновые детекторы. LIGO, VIRGO и прочие лаборатории.
А вообще, кроме шуток, у нас уже есть несколько зарегистрированных событий столкновения черных дыр с нейтронными звездами. Эти события называются GW200105 и GW200115. GW – это гравитационные волны, но только на английском, а не на русском, естественно, то есть gravity waves, а цифры – это даты событий.
В этих событиях массы черных дыр были что-то вроде 10 солнечных, то есть радиус черной дыры был в крайнем случае примерно 30 километров. Тоже ни о чем, надо сказать, для космоса-то. То есть это не просто как пулей в пулю попасть, как в каком-нибудь «Особо опасен[20]», это примерно как первого января с утра попасть… ну ладно, с первого раза флешкой в юэсби-порт верной стороной.
С броска.
С другого конца баскетбольной площадки.
Вслепую.
Но в двойных системах, которые изначально были какими-нибудь гигантами, один из которых умер в черную дыру, а другой – в нейтронную звезду, такое случается чуть почаще все-таки.
Ну ладно. У нас все еще получилась черная дыра, которая плевать хотела на все наши заглушки и затычки.
Мы пробуем закинуть в топку еще пару нейтронных звезд, но не получается. Даже кварковую звезду где-то достали… Может, CheMax[21] помог, не суть.
Ничего не меняется. Ну почти.
Время поглощения поменялось, размеры поменялись, а еще те самые трубочки спагетти вещества звезд стали потолще.
Кажется, черная дыра начинает слабеть, у нас получается.
Давайте попробуем еще пару миллионов нейтронных звезд запустить под горизонт событий.
В конце концов мы получаем сверхмассивную черную дыру, которая разрастется с трех километров до, например, шести миллионов километров в радиусе.
Формула, кстати, довольно простая. Радиус Шварцшильда равен R= 2GM/с2. Но, чтобы не считать постоянно с помощью этой формулы, астрономы измерили гравитационный радиус для Солнышка, он равен примерно 2,95 километра, а потом мы эти почти три километра умножаем на отношение массы черной дыры к массе Солнца. В основной формуле у нас масса без всяких квадратов и корней, так что можем все сделать просто. Мы нашу условную тройку умножаем на количество солнечных масс в черной дыре.
где М – масса черной дыры, а M⊙ – солнечная.
Так вот, у нас на данный момент под горизонтом событий лежат пара миллионов солнечных масс, отсюда шесть миллионов километров радиуса, все просто.
И вот с этого момента мы видим, что звезды и вообще любое вещество в черную дыру входят практически без спагеттификации. Дело в том, что если раньше масса черной дыры была очень компактно сложена в шестикилометровый шарик в диаметре, то сейчас этот шарик уже сильно не шестикилометровый. И вот тут нам на руку играет формула объема шара, которая . Если в формуле радиуса Шварцшильда радиус и масса у нас в одной и той же степени, то есть если мы массу увеличиваем вдвое, мы так же вдвое и радиус увеличим, то в формуле объема радиус стоит уже в кубе, то есть объем увеличивается не вдвое, а аж в восемь раз.
А если масса увеличивается вдвое, а объем в восемь раз, то меняется плотность. Там довольно сложная формула, я ее не буду приводить, просто скажу, что плотность будет равна бла-бла-«много констант» разделить на квадрат массы.