Михаил Лапиков - Освоение Солнечной: логистика будущего

Достоинство сверхмалой чёрной дыры заключается в том, что основная часть производимой ей энергии станет излучением Хокинга. То есть, источником больших количеств доступной энергии.

Пропорция Хокинга

Достоинство испарения чёрной дыры в том, что выделение энергии находится в обратной зависимости от массы. Если чёрная дыра вдвое меньше по массе, выход энергии вчетверо больше. Если она в десять раз больше – выход энергии в сто раз меньше.

При этом срок жизни чёрной дыры находится в кубической зависимости от массы – чёрная дыра в десять раз массивнее проживёт в тысячу раз больше. Меньшие чёрные дыры испаряются быстрее. Большие – медленнее, и материи в них больше.

Естественное излучение

У сформировавшихся естественным образом чёрных дыр излучение Хокинга настолько мало и слабо, что обнаружить его можно только инструментально. Естественные чёрные дыры по этим подсчётам живут почти вечность. Для человека срок их естественного испарения – бессмысленно долог.

Искусственные куда полезнее, хотя и жизнь их заметно короче.

Дыра на мегатонну

Чёрная дыра массой в один миллион тонн проживёт 2665 лет и выдаст 356 тераватт энергии. Для сравнения, вся промышленность земного шара в 2000 году потребляла около 32 тераватт – в десять раз меньше. Дыра на десять мегатонн выдаст 3,56 тераватт и проживёт около 2,7 миллионов лет. Дыра на сто килотонн выдаст 35,6 петаватта энергии и прекратит существование в сто раз быстрее мегатонной – за 2,7 года. При этом она станет всё ярче и ярче, а в финале своей короткой жизни полыхнёт ярче Солнца.

Вроде бы мало? Но есть нюанс!

Дыра на миллион лет

Если своевременно поставлять в дыру материю, пропорционально излучённой ей энергии, она продолжит выдавать энергию, а срок жизни эффективно продлится. Стокилотонной дыре выше нужно примерно 396 граммов материи в секунду. Это примерно 34 тонны материи в сутки – любой, которую окажется удобным туда запихнуть.

Мегатонной дыре хватит 34 килограммов в сутки. Десятимегатонной – скромных 340 граммов.

Приход на миллион лет

Десятимегатонная чёрная дыра на протяжении всех этих безумных миллионов лет исправно выдаст энергию как примерно 158 электростанций «Три ущелья». Между тем, это самая крупная гидроэлектростанция мира на 2020 год.

Это изобилие длится и длится буквально астрономические сроки.

Конец вечности

Даже если поставки материи временно прерваны, это само по себе терпимо. На те самые, вполне астрономические сроки. Главное, правильно определить массу дыры – и докинуть разницу.

Вопрос стабильности

Чёрная дыра гораздо стабильнее антиматерии. До момента её взрывного испарения должно пройти огромное количество времени. Этот момент сравнительно легко вычислить на основе наблюдения дыры – и своевременно что-то предпринять.

Станции полпути 2.0

Сравнительно малые искусственные чёрные дыры на межзвёздной трассе работают прекрасными станциями полпути. Для работы им годится любая материя вообще. Они способны питать исполинские поля разгонных лазеров с высокой эффективностью.

Станции полпути с чёрной дырой в основе живут долго и удивительно хорошо.

Эффективный привод

Станции полпути способны (и регулярно должны) корректировать свою орбиту. Внутри законченной рабочей системы годится любое решение, включая лазерный парус. Но прелесть чёрной дыры как источника дешёвой энергии в том, что её энергии хватает для работы обычного мощного двигателя.

Камера для рабочего тела понадобится очень большая, а её главным назначением окажется контроль чудовищного количества мусорного тепла в системе. Грамотная траектория вброса рабочего тела в систему придаст ему огромную энергию – и приведёт в движение на примерно одной десятой g конструкцию вполне пропорциональной чёрной дыре массы. Конструкция эквивалентной массы сможет рассчитывать на тысячную g постоянной тяги.

Верхушка айсберга

Как и любой другой теоретически предсказанный хрендостаниум, чёрные дыры в основе двигателей и энергетики технологической цивилизации будущего – лишь самая очевидная верхушка айсберга доступных решений. Гадать, что ещё они сумеют изменить – почти бесполезно. Это туманная верхняя граница доступного нашему взгляду, с уровнем достоверности вряд ли сильно выше представлений Жюля Верна о подводных лодках или Герберта Уэллса о ядерных бомбах.

Но, раз уж речь зашла про оружие, давайте посмотрим и на эту сторону прогресса!

Терминальное испарение

Финальная стадия жизни чёрной дыры массой в тонну занимает долю секунды с тридцатью нулями после запятой перед единственной цифрой. Зато и светится она в это мгновение буквально ярче Солнца.

Если вам кажется, что это похоже на чертовски мощную бомбу – вам совершенно правильно кажется. В одной такой вспышке порядка 22 гигатонн тротилового эквивалента.

Парадоксы оружейника

Да, чёрная дыра обладает лучшей известной человечеству бронебойной способностью. Она проходит через всё. Проблема в том, что на космической скорости это случится настолько быстро, что фактом пробития всё и закончится.

Да, какая-то часть энергии от поглощённой в пролёте материи создаст вторичный поражающий эффект. Но – куда скромнее чем кажется. Поражение сельского дома точно в центр скорей всего даст несколько радиоактивных трупов с переломанными костями, но у него самого даже крыша и стены останутся на месте. Сквозную дыру в земле шириной в один атом получится обнаружить лишь инструментально. Хотя формально это выстрел объектом массой в тератонну на космической межзвёздной скорости.

Лучшая защита – нападение

Важное уточнение – чёрная дыра может обезвредить и остановить или хотя бы отклонить с курса другую чёрную дыру. Их столкновение между собой протекает очень быстро и очень зрелищно.

Контакт пары массивных чёрных дыр естественного происхождения наши астрономы видели на межгалактических расстояниях.

Бахнуло ярко!

Фантасты лгут

В типичной плохой фантастике искусственная миниатюрная чёрная дыра волшебным образом проваливается до центра планеты, на чём успокаивается и принимается с лютой, бешеной силой жрать эту самую планету.

Это чистейшая магия. Фэнтезня самого жалкого сорта. Корень зла – плохое знание арифметики на уровне хотя бы уверенного пользования калькулятором.

Математика апокалипсиса

Природная чёрная дыра, конечно, с удовольствием сожрёт планету. Она на многие порядки более массивна.

Только вот энергия, чтобы отправить естественную чёрную дыру в другую звёздную систему, нужна такая, что проще на её малые доли обстрелять эту систему и выжечь там до бениной мамы всё что шевелится привычными средствами.