Фред Адамс - Пять возрастов Вселенной

Рис. 21. Если бы в природе существовали две планеты, расположенные на одной орбите, такая система была бы нестабильной. Совместное гравитационное действие обеих планет сместило бы центральную звезду из центра этой системы, а сами планеты отбросило бы на сложные неустойчивые орбиты

Помимо неустойчивости, которая портит логические составляющие, наш компьютер на основе черных дыр, как и любая другая физическая система, подвержен различного рода рассеянию. В обычных системах распространенным источником рассеяния становится трение. Оно приводит к замедлению движения, остановке или износу механизмов. В компьютере, основанном на черных дырах, одним очевидным источником рассеяния является потеря энергии из-за гравитационного излучения. Движущиеся массивные тела, например черные дыры, составляющие наш компьютер, при движении через космическое пространство излучают энергию. Когда энергия теряется, орбиты этих тел должны соответственно изменяться. Вся система может сохранять свою целостность лишь до тех пор, пока это излучение не изменит орбиты слишком сильно. К счастью, когда мы, стремясь отсрочить неустойчивость, увеличиваем расстояние между черными дырами, возрастает и время, которое пройдет прежде, чем гравитационное излучение повлияет на нашу систему. Безусловно, в силу этого увеличивается и время, которое требуется нашему компьютеру для выполнения операций: потоки черных дыр вынуждены проходить более длинное расстояние. Однако для данного увеличения расстояния эффекты гравитационного излучения уменьшаются быстрее, чем удлиняется операционное время.

Наконец, последним препятствием в создании компьютера на основе черных дыр является конечное время жизни самих черных дыр. По истечении достаточного времени черные дыры испаряются. И хотя это достаточно долгий промежуток времени, излучение Хокинга ограничивает объем вычислительной мощности, доступный в будущем.

Другим способом представления сложных структур в эпоху черных дыр служит рассмотрение самогравитирующих схем, которые также можно назвать самогравитирующими устройствами. Подобные схемы напрямую связаны с компьютерами: они могут выполнять аналоговые вычисления сами и, кроме того, необходимы для комплектации большинства цифровых компьютеров.

Простая схема, известная под названием LRC-схема, содержит три основные составляющие. Первая, индуктор, обеспечивает систему инерцией и, таким образом, ведет себя подобно массе. Вторая составляющая, резистор, рассеивает энергию и тем самым создает эффект типа трения. Третья составляющая, называемая конденсатором, обеспечивает накопление заряда, а значит, и энергии. Из этих простых составляющих можно легко создать генератор — устройство, вырабатывающее электрический ток, который совершенно определенным образом изменяется во времени. Из таких генераторов вкупе с другими составляющими можно построить более сложные устройства.

Простой генератор можно соорудить из гравитирующих составляющих, существующих в эпоху черных дыр. В качестве аналога конденсатора (устройства для накопления энергии) мы используем самогравитирующее гало вращающихся по орбите тел, во многом напоминающее гало современной нам Галактики. В будущем это гало должно состоять, в основном, из черных дыр. Для того чтобы сделать схему накопления энергии на основе гало точным аналогом простого конденсатора, гало должно иметь форму, отличную от формы гало нашей Галактики. Однако колебания того или иного типа разрешает огромное множество различных гало. Остатки скоплений и сверхскоплений галактик составляют большие гравитационно связанные совокупности черных дыр — именно такие структуры необходимы для этого гало. Затем нам нужна большая масса — либо большая черная дыра, либо совокупность черных дыр, связанных в астрономическую систему, — для фактического совершения колебаний. Масса этого объекта играет в нашей схеме роль индуктора. Наконец, необходим резистор — устройство, обеспечивающее рассеяние. Если массы тел, составляющих гало, малы по сравнению с массой генератора, то гравитационные взаимодействия имеют тенденцию замедлять более крупное осциллирующее тело по мере его движения в море более мелких тел. Этот эффект называется динамическим трением и обеспечивает сопротивление нашей схемы. Таким образом, у нас есть все составляющие, необходимые для построения в будущем простой аналоговой схемы. Более того, все наши составляющие сделаны из самогравитирующих тел, имеющихся в эпоху черных дыр.

Таким образом, если в очень отдаленном будущем эпохи черных дыр могут существовать сложные машины, как насчет жизни? Могут ли в столь чужеродной среде обитать хоть какие-то живые существа? Для того чтобы размышлять о жизни в этом далеком окружении, мы должны встать на позиции оптимизма и принять тот факт, что фундаментально необходима лишь базовая структура жизни, а совсем не та реальная материя, из которой состоят знакомые нам земные формы жизни. В частности, жизнь, в основе которой лежит углерод, попросту невозможна в эту будущую эпоху, которая настанет после того, как все протоны, а значит, и все ядра углерода распадутся на более мелкие частицы. Жизнь должна будет принять другие, менее привычные, формы.

Допуская возможность существования абстрактных форм жизни, мы можем сделать несколько общих высказываний о природе такой жизни. Согласно гипотезе соответствия масштабов, выдвинутой Фрименом Дайсоном и описанной во введении, скорость метаболических процессов абстрактного существа пропорциональна температуре, при которой это существо живет. Для сознающего существа скорость его осознания, скорость, с которой это существо ощущает события своей жизни, определяется аналогичным образом: путем умножения на соответствующий коэффициент.

Максимальная температура, легко достижимая в эту будущую эпоху, будет фактической температурой поверхности звездных черных дыр. Из-за эффекта Хокинга эти объекты излучают с температурой около одной десятимиллионной градуса Кельвина, что приблизительно в три миллиарда раз меньше рабочей температуры человеческого организма (335 градусов Кельвина). Таким образом, максимально возможная рабочая температура для существа эпохи черных дыр в несколько миллиардов раз меньше температуры земных форм жизни. Если принять во внимание это температурное ограничение, максимально возможная скорость осознания ниже сегодняшней в несколько миллиардов раз.