Карманная чёрная дыра

2 hcube:

О! Вот кстати интересное замечание - как нужно сфокусировать лазер, чтобы возникла сфера Шварцильда? В смысле - какая должна быть плотность излучения чтобы в кружке фокусировки (теоретически) массовая плотность энергии была достаточна для создания гравитационного поля, обеспечивающего возникновение ЧД?

 

Вообще, интересно... Только вспомнив ограничение на фокусировку, создание/несоздание ЧД будет зависеть, наверное, не только от мощности излучения, но и от длины волны... Чем меньше длина волны - больше энергия кванта - тем меньше кружок фокусировки, а значит, меньше квантов надо. В самом пределе для перехода вакуума в состояние ЧД хватит одного (пары) кванта(-ов) с достаточной энергией (и это будет куда дешевле в смысле суммарной энергии, чем фокусировать свет видимого диапазона).

ИМХО.

А кто говорит про видимый? Ясно дело, что область фокусировки НИКАК не может быть меньше длины волны . Просто видимый свет с одной стороны достаточно 'короткий', с другой - может быть достаточно просто сфокусирован. А вот как фокусировать гамма я откровенно говоря затрудняюсь представить )

Прикидочно - ЧД атомных размеров должна весить где-то на порядок больше нейтрона при том же размере. То есть порядка 20 ГЭв. Это значительно превосходит по энергии все типы гамма-квантов, получаемых при как атомных реакциях, так и при долбании ускоренными атомами по ускоренным атомам ). Так что думаю, что единственным вариантом тут может быть сферический когерентный излучатель - куча УФ лазеров, синфазно сфокусированных в одну точку и имеющих равный пробег фронта волны. Вроде, такое можно сделать . Надо только прикинуть необходимую плотность мощности ).

Допустим у нас длина волны УФ - 200 нм. Это в 10⁵ раз больше атомного размера, а ЧД такого размера 'весила' бы в 10¹⁵ раз больше чем ЧД 'атомного размера', последняя же весит примерно 10 ГЭв - в 10 раз больше протона. То есть если вкачать в точку размером 200 нм мощность в 10²⁵ * 1.6*10-19 (то есть примерно в 1 МВт) на 1 сек, то там возникнет ЧД молекулярного размера. Что интересно - 1 МДж это всего 100 грамм т.э. .

Мегаваттный УФ лазер сделать можно. Проблема в том, что плотность энергии в точке зависит не от мощности лазера, а от мощности отнесенной к ...хмм... отношению общей длины излучения за секунду к размеру области фокусировки. Эта мощность, очевидно, потеряется 'по дороге', в том числе в области фокусировки. Но эта область очень мала по сравнению с пробегом - скажем 200нм к 3*10⁸ . То есть 1:1*10^15. То есть нам надо прокачать через линзу мощность в 10¹² мегаватт. И сфокусировать на растоянии в 300 тыс. километров . Если больше - то потребная мощность растет линейно с ростом дистанции фокусировки, меньше - падает. Но в принципе реально ).

Кстати - вдогонку - картинка распределения заряда в протоне/нейтроне.

Гравитацией.

Не, тут что-то не то.
Если бы 10Гэв в размерах порядка атомного (даже не ядерного!) порождали бы ЧД, то, очевидно, ничего тяжелее бериллия просто не существовало бы... Если не секрет, откуда дровишки, не из какой-нить "Общей уфологии"?
Прикинем: R=2GM/c²=6.673Е-11*М/9Е16 = 7.4E-28*M (все единицы - СИ), т.е, для нашего "ультрафиолетового" радиуса 2Е-7м получается что-то около 2.7Е20кг. Однако же. Довольно тяжелая фиговина, а в джоулях получается совершенно дурная цифирь (ну, можно себе представить порядок, вспомнив, что дефект массы Солнца - 6Е11кг/сек).
Если я где ошибся прошу прощать... и сказать где, разумеется.
Так что, единственный путь человеку сделать свою маленькую, но гордую ЧД - уменьшать размеры, вплоть до Планка, да и то - шансы невелики .

Далее - не совсем понял... Мощность - энергия в 1 сек - тут вроде как действительно мимо, потому что нас интересует только та энергия, которая находится в данный момент в провоцируещем пятне. Время нахождения конкретного фотона там - лямбда/скорость_света, ага. Только зачем фокусировать за 300000км - непонятно. Нам без разницы, что делает фотон до или после, нам он важен только в этот самый момент. Дальше - хоть травой он зарасти...

Неприятно тут то, что нужен лазер, и только лазер, и лазер на чрезвычайно малую длину волны... вообще говоря, и с в триллионы раз менее мощным лазером можно спокойно электроны на составные части распиливать... чай, энергии Хиггса поменьше одного кванта будут.

Так что, легче "по старинке" - столкнуть че-нить потяжелее, заранее плотно упакованое... протон какой-нить, они дешевые, их навалом.

П.С.
Картинка красивая. Откуда?

Немассивные ЧД очень быстро испаряются.

10 ГЭв - это для ЧД размером с протон. Я исходил из следующих прикидок - диаметр горизонта событий ЧД в 3 раза меньше диаметра нейтронной звезды того же веса, нейтронная звезда имеет ту же плотность что нейтрон. Ну, 100 ГЭв может быть, но вряд ли больше.

А что она светиться должна - это да. Ну так мы ее будем 'пичкать' энергией быстрее чем она будет высвечиваться. Вопрос именно в принципиальной возможности. Потом, как она вырастет до размера хотя бы чуть больше атомного ядра можно ее будет 'кормить' обычной материей, скажем протонным пучком...

  

Опосля: Хотелось бы узнать мнение Татарина, hcube и .cpp по поводу предлагаемого мною вынесения их высказываний от (в обратном хронологическом порядке, в скобках указаны авторы)
11.09.2003 10:13:46 (.cpp)
10.09.2003 19:10:15 (Татарин)
10.09.2003 18:24:44 (hcube)
10.09.2003 13:50:16 (Татарин)
11.09.2003 11:54:58 (hcube)
в отдельную ветку. Название можно обсудить отдельно. Порассуждать в той ветке, как мне представляется, будет интересно. Да и не будет одновременного обсуждения эфира (эфир никто не будет засорять ).

В заключение.
За вами не угонишься! Пока печатал сообщение, hcube успел ещё одно высказывание поместить в ветку!

Согласен. Назовем топик 'карманная черная дыра'

По образу и подобию "карманных линкоров"?

Итак, мы видим первое препятствие. Хотя энергия самой ЧД атомных (не ядерных!) размеров довольно мала - порядка 1 кг т.э., эта энергия должна быть чудовищным образом сфокусирована.
При этом бОльшая часть энергии теряется впустую, поскольку необходимая плотность достигается только в малой окрестности точки фокусировки. Предлагаю решение - надо сделать лазер сферическим! То есть 'гонять' туда-сюда не плоскую, а сферическую волну. Это конечно не сильно поможет, но все-таки мощность будет расти как куб, а пробег, то есть потеря КПД - линейно. То есть если мы сможем заставить работать весь объем зеркального шара, то при некотором размере у нас плотность энергии в его центре достигнет значения достаточного для создания горизонта событий. Надо думать, что эта плотность энергии должна быть в точности равна потоку излучения АЧТ с температурой соответсвующей расчетной температуре ЧД .

Когда мы создадим ЧД можно пускать в ход ускорители. 4 протонных и 4 электронных пучка направленных с разных сторон позволят наращивать массу новосозданной ЧД значительно эффективнее чем вкачкой в нее чистой энергии. И, кстати, удерживать ее в нужном положении. Собственно с момента перехода на ускорители можно отключать лазерную накачку - ЧД будет получать материю с ускорителей и 'испарять' ее в виде излучения . Якши! Это ж пресловутый масс-конвертер! ).

hcube, 11.09.2003 12:31:53:

Это ж пресловутый масс-конвертер! ).

 

В фантазии вам, однако, не откажешь...

Радиус Шварцшильда R=2GM/c^2.
Лень самому считать, но вот нашел, что "При массе меньше 1е17 кг (примерно такую массу имеет вода в Черном море (???!!! - мое)) радиус Ч.д. меньше размеров атома"... Так что, ЧД атомных размеров создать, боюсь, не получится.
А почему бы не подумать о ЧД массой 1 кг? 1 г? 1 мкг? 1 МэВ?! 1 кэВ??!! 1 эВ???!!!

Кстати физики, когда говорят о создании исскуственных ЧД в основном уповают на гипотезы о многомерных пространствах, которые позволят делать ЧД на плотностях энергий, меньше Планковских.

искуственная ЧД - прорывная технология в энергетике, это точно, нахалявный массконвертер, аккумулятор любых колличеств энергии и т.п.

2 срр:
Ну, мы же не собрались завтра ее получать на самодельном гипергразере в сарае... так, теоретическая возможность, треп.

>10 ГЭв - это для ЧД размером с протон. Я исходил из следующих прикидок - диаметр
> горизонта событий ЧД в 3 раза меньше диаметра нейтронной звезды того же веса,
> нейтронная звезда имеет ту же плотность что нейтрон. Ну, 100 ГЭв может быть, но вряд
> ли больше.
Больше, больше, гораздо.
Ошибка тут вот где: если у обычного тела масса должна падать как куб от радиуса, то у ЧД - линейно. ЧД, как и нейтронная звезда, кстати, так просто не масштабируются - само их существование непростым образом зависит от массы и плотности (т.е., нейтронная звезда размером с мячик, даже при той же плотности, что и у "большой" - невозможна).

Так что гораздо честнее посчитать по формуле Шварцфильда же... и кстати, ничуть не сложнее, чем обосновывать приближения.

А считая таким образом, честно, для радиуса 10Е-20м мы имеем 10 тысяч тонн. Не т.э., а самых настоящих, которые эм-це-квадрат. (Это еще без учета отношения лямбда/скорость света, без учета фокусировки)

Когда мы создадим ЧД можно пускать в ход ускорители. 4 протонных и 4 электронных пучка направленных с разных сторон позволят наращивать массу новосозданной ЧД значительно эффективнее чем вкачкой в нее чистой энергии. И, кстати, удерживать ее в нужном положении. Собственно с момента перехода на ускорители можно отключать лазерную накачку - ЧД будет получать материю с ускорителей и 'испарять' ее в виде излучения . Якши! Это ж пресловутый масс-конвертер! ).

 

Не, создавать лазером для целей энергетики - это как-то чересчур... Лазер - это для проверки теории, для пОнта, на худой конец (на манер флаговтыкательства на Плутоне)... но уж больно непрактичный способ. Во-первых - энергия кванта, а во-вторых - мощность - запредельнейшая, если мы можем вот так просто построить лазер с мощностью в триллионы Солнц, нафига нам уже источники энергии?
Лучше уж ядра сталкивать. Или нейтральные пионы какие-нить... Т.е, с ускорителей начать,. Я видел оценки, по которым создание ЧД в LHC вполне реально...

А масс-конвертер - это да, весчь... Только игрушка похлеще ядрёного реактора будет. Её держать на одном месте проблемно - инерция, блин, у нее порядочная, а ухватиться за нее толком не выходит, куда хотит, туда и летает. Так что их нужно уметь на лету создавать - раз, и держать мелкими, что б если чего погасить можно было (перестать кормить просто) - два.
"Ускоритель чихал уже двадцать секунд кряду, а черная дыра все не появлялась.
 - Да, Григорыч, засрал ты вакуум... и плазма из биощита подтекает, как ты только техосмотр прошел - фон тут... Сам-то за потомство свое не боишься?
Григорыч крякал и делал возмущенный вид: - Смотри ж ты, на чем сидеть заставляют... начальство все это, Лех, ты, главно, ускоритель смотри, мне ехать надо..."

>А почему бы не подумать о ЧД массой 1 кг? 1 г? 1 мкг? 1 МэВ?! 1 кэВ??!! 1 эВ???!!!
Дык именно о такой и надо!

Только 1эВ - маловато. Фишка в том, что как нужную плотность получить, если не сжимать с разгону?
А если сжимать, то это - энергия соответственная. В тех оценках что я видел (сейчас никак ссылку не могу найти) шла речь о нескольких ТэВ в СЦМ, люди пугали экспериментами с КГ-плазмой, мой, появится черная дыра, с некой ненулевой вероятность все пожрет нафиг, планетарная, мол, катастрофа может выйти от этих игрищ с высокими энергиями.

В конце-концов, а действительно, а ну как Хокинг был неправ?

Кстати, ЧД как пожиратель энтропии - как вам?
Спектр свечения-то постоянный (при постоянных размерах), а поглощает - все, что ни попадя. Т.е., при правильно подобраных размерах и среде может поглощать низкоэнергетическое равновесное излучение, а высвечивать более энергетичные кванты, осуществляя тем самым перепад энергий в замкнутой системе.

Классический ВД второго рода, прошу любить и жаловать.

Хмм... вот какая мысль - а есть синфазные ускорители? Так чтобы доставили н-цадь частиц точно в один момент времени в одну точку (с точностью до неопределенности, ессно)? Или хотя бы создать 'струю' с нужной весовой отдачей - то есть чтобы при фокусировке струи магнитным полем в области фокусировки создавалась нужная весовая плотность.

А конвертировать не получится - перед тем как она будет что-то конвертировать ее надо 'зажечь'. А на это как раз лишняя энтропия и уйдет ).

Кстати спектр излучения ЧД - это спектр АЧТ ). Вероятно. Надо промоделировать распад ЧД - я так понимаю, что это флюктуационный процесс - то есть рано или поздно возникнет частица с массой равной остаточной массе ЧД (а кстати - вот вопрос, какая минимальная масса ЧД возможна) и ЧД вся 'уйдет в нее'...

Хмм... вот какая мысль - а есть синфазные ускорители? Так чтобы доставили н-цадь частиц точно в один момент времени в одну точку (с точностью до неопределенности, ессно)? Или хотя бы создать 'струю' с нужной весовой отдачей - то есть чтобы при фокусировке струи магнитным полем в области фокусировки создавалась нужная весовая плотность.

 

  Мечта эксперементатора - чтобы прям все и прям в одну точку. Что только для этого не делают... Они ж имеют один заряд. И ненулевую компоненту по перпендикуляру к основному направлению.

Если б задача создания хотя бы в триллион раз меньшей плотности при меньших энергиях и заметном КПД была б решена, мы имели бы очень хороший и экологичный термояд - массово, дешево и без всяких нейтронов.

А конвертировать не получится... надо зажечь...

 

Конечно, надо зажечь. Но если зажечь, довести до правильных размеров в правильной среде и немноэко регулировать в процессе, то получим замкнутую систему, в которой жизнь кипит не переставая.

А спектр излучения ЧД должен быть очень далек от черного тела. ИМХО.

Более точно, на LHC вполне реально (даже, собственно, будет изучаться) создание частиц, в которых материя будет находиться в состоянии кварк-глюонной плазмы. Предполагают, что именно в этом состоянии находится материя в чёрных дырах. Но о горизонте событий лично я ничего не слышал.

Татарин, 10.09.2003 13:50:16:

В самом пределе для перехода вакуума в состояние ЧД хватит одного (пары) кванта(-ов) с достаточной энергией...

 

Ну а почему пара квантов с энергий 10эВ не образут ЧД соответствующей массы?
Или все-таки есть ограничение на минимальную массу ЧД? Ну например через дискретность самого пространства...

Нет. ЧД излучает именно как абсолютно черное тело. Причем, чем меньше масса дыры, тем она горячее. Поэтому маленькие ЧД могут светить похлеще Солнца. Вот бы к такой фиговине присобачить параболический отражатель и к звездам! Удерживать можно магнитным полем: ЧД электрический заряд сохраняют. А "кормить" - межзвездным водородом.

"Остапа несло..."

Татарин, 11.09.2003 20:47:49:

Т.е., при правильно подобраных размерах и среде может поглощать низкоэнергетическое равновесное излучение, а высвечивать более энергетичные кванты, осуществляя тем самым перепад энергий в замкнутой системе.

 

Ну да, классический пример "нарушения" второго закона ТД. Когда стоградусным водяным паром нагревают жидкость до температуры выше ста градусов

Татарин, 11.09.2003 19:47:49:

Т.е., при правильно подобраных размерах и среде может поглощать низкоэнергетическое равновесное излучение, а высвечивать более энергетичные кванты, осуществляя тем самым перепад энергий в замкнутой системе.

 

Равновесность излучения означает, что излучение и ЧД имеют равную температуру. Причем ЧД поглощает ровно столько, сколько и излучает.

Маленькая ЧД действительно может светить ярче, чем Солнце. Но недолго. Энергия ведь берется из массы ЧД, а она МАЛЕНЬКАЯ. Если ее кормить межзвездным водородом, то его для поддержки надо соответственное количество светимость Солнца делить на c^2. Потом, надо еще как-то впрыскиват этот водород внутрь, супротив излучения. И отражатель должен быть нехилый, тобы выдерживать такой поток.

Пара квантов 10 эВ необразует черную дыру, потому что их длина волны гораздо больше шварцшильдовского радиуса, а нужно, чтобы они были локализованы в облати меньше этого радиуса.

Внутри черных дыр материя не находится в виде кварк-глюонной плазмы. Она там, типа, падает к центру. Наверное, спутано с нейтронными звездами, там действительно есть (может быть) кварковое ядро.

"Синфазные ускорители" это что-то вроде лазеров, только выпускают не фотоны, а другие частицы? В буквальном смысле они, к сожалению, невозможны, потому что в лазерной волне все фотоны находятся в одинаковом состоянии. Частицы можно поместить в одно состояние, только если они бозоны, а все остальные стабильные частицы фермионы. Поэтому электронные микроскопы имеют дополнительные ограничения на разрешающую способность - когерентный пучок электронов получить нельзя и нельзя свести его "в одну точку", то есть в выраженный дифракционный максимум.

Сделать из ЧД вечный двигатель второго рода нельзя. Она излучает тепловое излучение со спектром черного тела и высокой энтропией

Возможно и спутано. Спорить не могу--- слишком мало знаю. Просто у меня в памяти отложилось именно сие. Теперь буду знать больше. Благодарю.