Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

123

Между тем, по поводу необнаруженных мини-дыр уже появились интересные прикладные намерения. Скажем, отражатель, находящийся на определенном расстоянии от минидыры с М ~ 10¹⁵ г, может быть подобран так, чтобы сила его притяжения дырой уравновешивалась силой давления излучения на зеркальную поверхность (проект С. Блинникова). Очень любопытный вариант ракетного двигателя и в то же время способ транспортировки мини-дыр как «дармовых светильников» в нужные точки пространства. Вообще приятно помечтать о тех временах, когда земная цивилизация смогла бы широко использовать фантастически мощную чернодырную энергетику.

124

Это нетрудно понять, если обратить внимание на то, что при М ' m_P черная дыра должна излучать кванты с энергией порядка ћ?_P = m_Pc² = кТ_P, то есть сопоставимые с энергетическим запасом самого излучателя. Ситуация такова, что черная дыра как бы смешивается с излучаемыми ею частицами и становится одной из них.

125

Что выражается, например, в бесконечной светимости при М (0.

126

Один из цилиндров находился в лаборатории Мэрилендского университета, другой — недалеко от Чикаго, в Аргоннской Национальной Лаборатории.

127

Научно это выражается так: метрика испытывает большие квантовые флуктуации (случайные отклонения от средних значений), и нельзя обычным образом определить расстояние между парой точек.

128

Размер такого атома определяется величиной  r_B = ћ2/_e2me ? 10^{- 8} см, именуемой Боровским радиусом, е — электрический заряд электрона и протона, me — масса электрона. Размер гравитационного атома дается аналогичной формулой, где е² заменяется ньютоновским выражением Gm₁m₂.

129

Все дело именно в массивности частиц, из которых состоит гипотетическая микрозвезда! Обычно полагают, что в очень ранней и горячей Вселенной не могут образовываться никакие многочастичные конденсации, кроме первичных черных дыр. Представление основано на том простом факте, что ультрарелятивистские частицы горячего бульона непременно убегут из любой конденсации, чей радиус превышает Rg. Это так, если предполагать, что вплоть до какого-то момента Вселенная состоит из одних только ультрарелятивистских частиц, чья кинетическая энергия много больше энергии покоя (фактически: кТ ‡ mс²), т. е. начальная Вселенная является «чисто горячей». На самом деле даже в очень ранние моменты во Вселенной может присутствовать «холодная компонента» — небольшая доля достаточно массивных и потому относительно медленных частиц. Действительно, в момент t, когда температура Вселенной Т ~ v t_P/t , частицы с массой покоя m ~ kT/c² ~ m_Р v t_P/t перестают быть ультрарелятивистскими — их кинетические энергии того же порядка, что и энергия покоя mc². В пределах горизонта R ~ ct они могут конденсироваться в микрозвезду с массой М ~ ?R³ ~ ?_P (t^P/t)²(ct)³ ~ m_Р (t_P/t) ~ m_Р³/m². Такая микрозвезда представляет собой возмущение в среднем однородного фона плотности материи. В частности, при t ~ 10^–23 с гипотетические супербарионы с m ~ 10^–15 г могут формировать микрозвезды с М ~ 10¹⁵ г. Тепловые скорости супербарионов должны стать заметно меньше с, и для достаточно компактной микрозвезды — меньше критической скорости убегания. Разумеется, обрастать атмосферой из более легких частиц (и, например, формировать гравитационные атомы) такая микрозвезда сможет лишь много позже — при достаточном падении общей температуры.

Было бы любопытно выяснить — не является ли «холодная компонента» источником самых ранних возмущений плотности материи, начиная, быть может, с t ~ t_P, когда способны формироваться микрозвезды планкеонного масштаба. Проблема «холодной компоненты», разумеется, будет решаться экспериментально — во-первых, необходимо искать частицы очень больших масс (на 10 и более порядков тяжелее протона), во-вторых, непосредственно искать реликты типа микрозвезд по их прямым и косвенным проявлениям, имея в виду, что относительные концентрации этих объектов могут быть крайне малы.

Один из примеров образования реликтовых конденсаций за счет описанного механизма уже известен, хотя он и относится к сравнительно холодным эпохам. Речь идет о формировании облаков из реликтовых нейтрино с ненулевой массой покоя при t ~ t_P(m_Р/m?)² ~ 10¹⁰ с ~ 300 лет. В эту эпоху (Т~10⁵К) нейтрино с m? ~ 30 эВ уже не ультрарелятивистские. Масса нейтринного облака М ~ m_Р³/ m?² ~ 10¹⁵ г, а начальный радиус R ~ l_P(m_Р/ m?)² ~ 100 пс. Такая гигантская конденсация, как мы увидим в гл. 9, Должна играть определяющую роль в формировании самых крупных структурных единиц Вселенной — сверхскоплений галактик.

130

По-английски бутстрэп — шнуровка обуви (bootstrap)

131