Генрих Эрлих - Легко ли плыть в сиропе. Откуда берутся странные научные открытия

Тонкости этого процесса обсуждают многие исследователи, вывод же получается такой: с течением времени черная дыра, если в нее не поступает новая материя или скорость такого поступления мала, будет испаряться. И чем меньше дыра, тем более тяжелые и энергичные частицы из нее полетят. Поэтому в конце концов дыра взрывается, выплескивая из себя всю энергию, что оказалась свободной. Как выясняется, это отнюдь не вся энергия, накопленная в дыре: часть энергии скована энтропией. Получается неуничтожимый остаток черной дыры, материя в котором заключена навсегда. Считается, что подобные остатки дыр – неплохие кандидаты на роль темной материи.

А можно ли узнать, что за материя остается в черной дыре? Единства мнений по этому вопросу нет. С одной стороны, излучение Хокинга таково, что по нему нельзя ничего узнать о происходящем внутри. Его спектр отвечает спектру абсолютно черного тела, то есть определяется так называемой температурой дыры, а она, в свою очередь, зависит от массы: чем дыра легче, тем выше температура. Это плохо, потому что в результате теряется информация о той второй частице, что провалилась в дыру, такая потеря информации противоречит основам квантовой механики. Но с другой стороны, можно попытаться найти выход. Например, такой: вследствие квантовой запутанности состояние улетевшей прочь частицы связано с состоянием упавшей внутрь. При этом с течением времени по мере излучения черная дыра стареет – наполняется оставшимися партнерами улетевших частиц. Тогда, если бы всех их поймать и измерить состояния, можно было бы и "пообщаться" с теми, что пребывают в дыре. Этот подход также несовершенен, поскольку начиная с некоторого времени новая испаряющаяся частица оказывается связанной с теми, что уже вылетели, а такое столь же недопустимо, как и исчезновение информации.

Некоторые теоретики для разрешения информационного парадокса придумали для черной дыры нечто вроде стража ворот или брандмауэра, который стоит сразу за горизонтом событий и мешает передавать информацию наружу: падающая частица разбивается о него или сгорает, и в таком высокоэнергетическом столкновении информация о ней должна исчезнуть. Интересно, что с точки зрения классической физики брандмауэр невозможен: падающий в дыру наблюдатель на ее горизонте событий никаких особенностей замечать не должен; то есть кирпичная стена, о которую ему суждено разбиться, вырастает внезапно, как будто из ничего.

Однако выход может быть еще интереснее: вместо непроницаемой бездны-сингулярности внутри дыры способна располагаться вполне проницаемая кротовая нора, или червоточина: воронка, соединяющая две разные области пространства-времени или вообще разные вселенные. Это решение спасает физиков от ненужной им бесконечности, а материя и та информация, что она несет с собой, имеют возможность покинуть дыру и оказаться в другой вселенной либо в другом месте нашей. Там, на выходе, может получиться белая дыра – объект, который ничего не поглощает и все излучает.

Для формирования кротовых нор можно задействовать разные механизмы. Например, Гонсало Олмо с коллегами из Университета Валенсии, проделав тщательную работу по изучению различных вариантов решения уравнений теории относительности, обнаружили, что кротовую нору на месте сингулярности можно создать, всего лишь пропуская через черную дыру достаточно мощный электрический ток. Причем существуют условия, при которых нора окажется проницаемой для материального тела – деформации пространства-времени в ней получаются не бесконечными и отнюдь не всегда разрывают это материальное тело на составляющие [41].

А вот Ким Сун Вон из Женского университета Ихва и Парк Му Ин из Университета Согён в Сеуле придерживаются более традиционных взглядов на происхождение кротовых нор [42]. Их существование, по мнению корейских ученых, поддерживают призраки, стоящие при вратах (горловинах нор), – так называемая фантомная материя, обладающая, в частности, отрицательной массой, то есть способностью не сжимать пространство-время, как это делает привычная материя, а растягивать его. Согласно их рассуждениям, раздобыть фантомную материю не так уж и трудно, достаточно представить, что падающая в дыру античастица имеет отрицательную массу. Можно убить сразу двух зайцев: обеспечить за счет накопления такой материи снижение массы испаряющейся дыры и стабилизировать горловину кротовой норы. Тогда черная дыра становится фабрикой по производству кротовых нор, поскольку именно они останутся после того, как испаряющаяся дыра исчезнет в огненном вихре последнего выдоха своей энергии.

Как видно из этого краткого и далеко не полного обзора, при желании внутри черной дыры действительно можно распознать некоторые детали, присущие аду. Тут есть и бездна сингулярности, и выход через устье норы, и вечное заточение в остатке дыры того, что не смогло выйти при испарении, и стражи ворот, и разные виды материи с разными функциями. Не исключено, что творческое обращение с этой аналогией подскажет новые интересные особенности того, что скрывается за непроницаемым для стороннего наблюдателя горизонтом событий.

Это вопрос вопросов. Он волнует всех, даже тех, кому наплевать на то, как они выглядят, и кто вполне доволен своим достигнутым жизненным статусом и предпочитает не вспоминать о голодной молодости и совершенных тогда глупых поступках. Лучше быть молодым и здоровым, чем старым и больным. С этой народной мудростью не поспоришь.

Старение – необратимый процесс. Как и время, оно течет только в одном направлении, его невозможно повернуть вспять, его можно только замедлить, чем, собственно, и занимаются современная медицина и косметология. Одна из основных причин старения лежит в нарушении функционирования белков – основы жизни. С одной стороны, учащающиеся сбои в синтезе белков проводят к образованию "неправильных" белков, с другой стороны, белки организма в некоторых тканях утрачивают свою структуру и функции, то есть денатурируют. Порой при этом сложно свернутый клубок белка разворачивается и превращается в полипептидную нить, годную лишь на то, чтобы быть источником аминокислот для синтеза новых белков. А еще такие деградировавшие молекулы белков слипаются между собой, образуя комочки (ассоциаты, агрегаты, бляшки), которые чисто механически или каким-либо иным способом мешают протеканию жизненных процессов в организме и вызывают болезни. Если такие комочки накапливаются в мозге, то это путь к болезни Альцгеймера, в хрусталике глаза – к катаракте.

Денатурация белков происходит не только внутри живого организма. Когда мы варим или жарим мясо, мы денатурируем содержащиеся в нем белки и тем самым облегчаем их переработку в нашем желудке и кишечнике. Помимо температуры разрушить пространственную структуру белков можно с помощью органического растворителя, например спирта, воздействием множества химических веществ, облучением и так далее; в общем, белки – нежные создания, разрушать их просто, ломать не строить.