Следить за моими придумками и некоторые мои модели в STL можно скачать тут.

Одно из центральных мест в фильме Интерстеллар занимает чёрная дыра, рядом с которой Купер и его команда наводят суету. О таких загадочных обьектах этот пост.

По теории астрофизиков у каждой чёрной дыры есть горизонт событий, пересекая который обьект уже никогда не сможет покинуть чёрную дыру. И фишка в том, что для самого обьекта произойдёт поглощение чёрной дырой и последующая аннигиляция в ближайшее время. Тогда как для стороннего наблюдателя падающий обьект "застынет" на горизонте событий навсегда. Потому что чёрная дыра своей массой настолько сильно искривляет пространство ну и время за одно... Следовательно логично предположить, что на горизонте событий должны были застрять все обьекты, которые этот проглот успел употребить. Звёзды, планеты, астероиды, метеоры и прочий космический стаф. И отображаться на снимках телескопов чёрные дыры должны не как пустоты, а как охренеть какое сумбурное нагромождение разных космических обьектов.

Я наверняка не учёл кучу факторов, но поправьте, если я не прав. А ниже я представляю вашему вниманию свою "Самую точную" модель чёрной дыры.

Кстати, забавный факт: сам Эйнштейн, вывод чьих уравнений и предсказал чёрные дыры, долгое время был уверен, что в природе такое решение реализоваться не может, слишком уж дикой казалась картина. Идея пролежала «на бумаге» несколько десятков лет, прежде чем стало понятно, что это не математический курьёз, а реальная часть вселенной.

Про спагеттификацию и Интерстеллар

Если падать в чёрную дыру, с телом происходит то, что физики называют спагеттификацией: гравитация растягивает объект в длину и сжимает по бокам, превращая в тонкую нить. Происходит это на уровне вообще всей материи, вплоть до элементарных частиц, и вот здесь уже никакая физическая теория толком не описывает, что происходит дальше. Поэтому сцена в «Интерстелларе», где герой не просто выживает в сингулярности, а ещё и попадает в многомерное пространство и общается с дочерью через время, это уже чистая фантастика, у которой нет реального физического обоснования. Многомерные пространства в теориях действительно встречаются, но экспериментальных подтверждений им пока не нашли, хотя специально искали на коллайдере.

Отдельная большая тема: тёмная материя. Тут всё довольно приземлённо: астрономы заметили, что звёзды на окраинах галактик вращаются слишком быстро для той массы вещества, которую мы видим напрямую. Обычной гравитации от видимых звёзд и газа не хватает, чтобы удержать их, по идее, галактики должны были давно разлететься. Раз этого не происходит, значит, есть какой-то дополнительный источник гравитации, невидимый и не взаимодействующий со светом. Его и назвали тёмной материей: по оценкам, её примерно в пять раз больше, чем обычного вещества.

При этом ничего мистического тут нет: это чисто рабочая гипотеза, которую подтверждает ещё и гравитационное линзирование, тёмная материя своей массой искривляет свет от далёких объектов, и это можно наблюдать. Есть, впрочем, и альтернативная идея: что дело не в невидимом веществе, а в том, что сами законы гравитации на очень больших расстояниях работают чуть иначе, чем мы думаем. Спор пока не закрыт, но большинство учёных всё же склоняется к версии с тёмной материей.

Найти саму частицу тёмной материи пока не удаётся, хотя эксперименты идут годами возле реакторов и ускорителей. И даже если завтра её обнаружат, на повседневную жизнь это никак не повлияет: ни быстрее ездить, ни решить энергетический кризис она не поможет. Зато закроет большую дыру в понимании устройства вселенной.

Бозон Хиггса и зачем нужен коллайдер

Про адронный коллайдер отдельно прошлись по популярным страшилкам. Разберём по порядку.

Миф про путешествия во времени. Коллайдер к этому не имеет вообще никакого отношения, он изучает столкновения элементарных частиц, а не искривление пространства-времени, которое единственное могло бы иметь отношение к перемещениям во времени.

Миф про чёрную дыру, которая сожрёт Землю. Тоже мимо: энергии, которые разгоняет коллайдер, в тысячи раз меньше тех, что регулярно прилетают на Землю из космоса в виде космических лучей, просто мы не знаем заранее, куда именно они прилетят, и не можем их зафиксировать. Коллайдер просто позволяет столкновения происходить в контролируемой точке, под присмотром аппаратуры.

Миф про бессмертие и тайну мироздания. Настоящая цель была куда прозаичнее: найти последний недостающий кусочек Стандартной модели, бозон Хиггса, и заодно поискать что-то за её пределами. Бозон нашли, а вот выйти за рамки известной физики пока не получилось, и это, кстати, главная причина, почему строительство следующего, ещё более мощного коллайдера сейчас под большим вопросом: нет гарантии, что более высокая энергия даст новый результат.

Реальна ли фантастика: разбор пяти сюжетов

Дальше в разговоре разобрали классические фантастические штуки на предмет реалистичности.

Двигатель на антиматерии (как у кораблей из «Звёздного пути»). Сама антиматерия, штука вполне реальная, её даже производят на коллайдерах и однажды удерживали в ловушке почти двадцать минут. При соединении с обычным веществом она выделяет колоссальное количество энергии в виде света, и теоретически на этом принципе можно построить двигатель. Проблема одна: хранить антиматерию невероятно сложно, она мгновенно аннигилирует при контакте с любой обычной материей, включая стенки контейнера.

Излучатель, воздействующий на мозг (привет Стругацким). Наш мозг действительно работает на электрохимических сигналах, так что в теории воздействовать на него электромагнитным излучением можно, вопрос в том, что мощность, способная реально что-то изменить, скорее всего просто сожжёт ткани, как в микроволновке. Идея не лишена смысла, но реализация: большой вопрос.

Восстание искусственного интеллекта (сюжет из «Дюны»).Ччтобы ИИ захотел нас захватить, ему нужна не только возможность, но и мотивация. А мотивация у живых существ появляется из эволюционной задачи выживания и передачи генов. У современных языковых моделей нет тела, нет физического контакта с реальностью, а значит, и задачи выживания у них попросту не существует, им всё равно, включат их или выключат.

Портал в другое измерение. Теоретически что-то похожее, «мост Эйнштейна, Розена», действительно допускается уравнениями общей теории относительности. Но чтобы такой портал не схлопнулся мгновенно, нужна экзотическая материя с отрицательной массой, а существует ли она вообще в природе, никто не знает.

Квантовая телепортация. Звучит эффектно, но на деле это передача состояния частицы с помощью заранее подготовленной запутанной пары. Причём быстрее света это не работает: чтобы завершить процесс, всё равно нужно передать классическое сообщение о результате измерения обычным способом, а оно не может двигаться быстрее скорости света. Так что телепорт из фантастики, это, по сути, красивое название для довольно скромного по возможностям эффекта.

Пожалуй, самое интересное во всём разговоре: то, что практически под каждым фантастическим сюжетом есть какая-то реальная физическая идея, просто в жизни она устроена куда скучнее и сложнее, чем в кино. Уравнения иногда предсказывают вещи, которые самим их авторам казались полным абсурдом, так было и с чёрными дырами, и с бозоном Хиггса. Так что кто знает, может, часть сегодняшних «глупых» фантастических идей лет через сто тоже окажется частью учебника физики.

Если вы любите постапокалипсис и фантастику рекомендую прочитать Исповедь смертного греха: https://author.today/reader/583416

И ведь люди верят! Сидят, открыв рот: надо же, какая сложная наука!

А что произошло на самом деле?

А на самом деле кассир просто ошибся в самом «ДАНО»! Он взял обычный калькулятор, но случайно переключил его в режим вычисления процента по кредиту и вбил туда доставку, о которой его никто не просил. Калькулятор честно посчитал то, что в него ввели. Но ответ получился бредовый не потому, что мир сошёл с ума, а потому что задачу поставили криво!

Точно так же и с этими знаменитыми «черными дырами».

1. Учёные взяли формулу для простого умножения (как для яблок на столе).

2. Попытались применить её туда, где всё перекручено в крайность — внутрь чёрной дыры, где стандартная арифметика «яблок» вообще не работает по определению.

3. Получили в ответе чушь (что 2 × 2 не равно 4).

4. И вместо того чтобы признать: «Ой, ребят, мы калькулятор не в тот режим переключили и условия задачи неверно записали», они объявили на весь мир: «Парадокс! Чёрная дыра сжигает информацию и ломает физику!»

Камень в огород «высокой науки»

Прежде чем пугать людей страшными словами и выдумывать «парадоксы», перепроверьте самые первые строчки в своём блокноте!

Если вы в самом начале пути загрузили в калькулятор не те правила, то на выходе вы гарантированно получите ахинею. И не надо валить свою невнимательность на «загадки Вселенной».

Оказывается, чтобы поймать академиков на ошибке, не обязательно защищать докторскую. Достаточно простейшей женской логики и здравого смысла: если ответ не сходится с базовой математикой — ищите ошибку в условиях задачи, а не в устройстве мира!

https://www.academia.edu/172577892/SPEC_BKT_10_Irreversible_...