Черная Дыра на столе

Введение

Последнее время в интернете ходит много разговоров про черные дыры в связи с анонсированием "Открытия Гравитационных волн от черных дыр". Я попытался проделать простые расчеты, чтобы понять, возможно ли создать черную дыру на столе :).

Практическое применение или зачем нам это надо?

Существует ли какая-то практическая ценность в том. что у нам будет черная дыра на столе? Во-первых всегда забавно иметь что-то необычное :), но в действительности она может быть использована как сборщик мусора. Только представьте, вы кидаете какой-нибудь мусор в малюсенький объект и этот мусор сразу же пропадает не оставляя никакого следа. Это очень полезная вещь :)

Вычисление размера и массы

Я не буду пытаться быть очень жадным и амбициозным и посчитаю очень маленькую черную дыру диаметром 0,1мм. Я буду использовать формулу Гравитационного радиуса (или радиуса Шварцшильда) для этих вычислений. Этот радиус означает, что если мы сожмем что-то до этого радиуса, то это что-то станет черной дырой и ничего не сможет от нее улететь, если оно окажется внутри этого радиуса, даже свет. Как известно по ссылке для Земли этот радиус составляет 9 мм.

Хорошо, давайте воспользуемся этой формулой

и посчитаем массу для черной дыры диаметром 0,1 мм. Получится 3,37*10²² кг (33700000000000000000000 кг). Это всего лишь 0,5% (1/200) массы Земли или 40% массы Луны. Это не такая уж маленькая масса и появление ее на Земле может привести к небольшим отклонениям в земной орбите и вращении. Но давайте посчитаем дальше :)

Где нам взять столько вещества?

Конечно же мы не можем просто так взять и собрать столько материи и сжать ее. Что же мы можем сделать? Мы можем использовать известную формулу Эйнштейна E=mc². Другими словами, если мы возьмем маленький металлический шарик и будем ее быстро вращать, то в какой-то момент он превратиться в Черную Дыру. Какая-же должна быть скорость вращения и сколько нам нужно будет энергии? Простые вычисления показывают, что скорость вращения будет 6,5*10²⁷ (6500000000000000000000000000) оборотов в секунду и нам потребуется 3*10³⁹ Джоулей (3000000000000000000000000000000000000000 Джоулей) энергии. 3*10³⁹ Дж энергии обычная электростанция с мощностью 1000Мвт будет вырабатывать 9.6*10²² лет (96000000000000000000000 лет). Скорость вращения такая высокая, что край нашего шарика будет двигаться быстрее скорости света. Это невозможно и нам придется воспользоваться Специальной Теорией Относительности. В этом случае мы получим скорость всего лишь на 1,4*10^-53% меньше скорости света, что соответствует 9,55*10¹¹ оборотов в секунду (955000000000). В любом случае такая высокая скорость невозможна, т.к. любой материал разрушится центробежной силой.

Чем же нам грозит такая маленькая Черная Дыра?

Хотя создание такой Черной Дыры и выглядит невозможным, давайте предположим, что она у нас есть. Нам нужно понять, насколько она может быть опасна. Если мы будем стоять на расстоянии 1 метр от этой Черной Дыры, гравитационная сила будет в 225 000 000 000 раз (2,25*10¹¹) больше чем сила притяжения на поверхности Земли. Конечно же мы не сможем убежать от нее и нас точно засосет внутрь. На расстоянии 475 км сила притяжения будет такая же, как на земной поверхности. Это все равно слишком много, чтобы поставить такую черную дыру у себя на столе. Чтобы быть в безопасности, лично я предпочитаю не подходить ближе 5000 км, где сила притяжения будет в 100 раз слабее, чем на Земле. Также нам не стоит забывать про испарение Черной Дыры. Наша малюсенькая черная дыра 0,1 мм будет очень стабильна и испарится через 10⁴⁴ лет (100000000000000000000000000000000000000000000 лет).

Что случится если Земля столкнется с такой черной дырой?

В общем то эта Черная Дыра проделает дыру в земле диаметром 30 км (на таком расстоянии сила притяжения будет в 1000 раз больше земной) и поглотит все внутри этой 30 километровой дыры.

Безопасная Черная Дыра

Если мы хотим создать "безопасную" черную дыру, например такую, чтобы на расстоянии 10 см ее гравитация была в 100 раз меньше земной, тогда она должна быть 4,5*10^-20 м в диаметре (0.000000000000000000045 м или 100000 раз меньше протона) и обладать массой 15000000 кг (15000 тон). Если мы хотим сделать ее из энергии, то стандартная 1000 Мегаваттная электростанция выработает нужную энергию за 40 миллионов лет. Такая Черная Дыра будет опасна на расстоянии 1 мм, где гравитация будет в 100 раз больше земной. Если мы выстроим несколько таких черных дыр в линию, то мы получим очень необычное оружие, Чернодырный меч. Он будет делать замечательные 1 мм дырки во всем. Но будет сложно представить себе сражение на таких мечах как в Звездных Войнах. 2 черных меча поглотят друг друга и образуют одну большую черную дыру. С такой маленькой черной дырочкой будет только одна проблема, испарение. Т.к. она очень маленькая, она полностью испарится за 3 дня. ЧТобы это предотвратить, ее нужно будет кормить :) И она будет очень прожорливая, около 50 кг в секунду (нифига себе тамагочи, скажете вы). А если ее не кормить, то будет другая проблема, она будет испаряться все быстрее и быстрее и наконец взорвется гигантским взрывом. Например, если мы возьмем черную дыру в 0,8 грамм, она испарится практически мгновенно(1,4*10^-33 секунды или 0.0000000000000000000000000000000014 секунды), что в реальности будет эквивалентно взрыву в 15 килотонн тротила (как было в Японии во время второй мировой войны).

Заключение

Во-первых, на сегодняшний момент не представляется возможным создание Черной Дыры размером 0,1 мм с текущим развитием технологий. Это хорошая новость :) Но если кто-то ее создаст, ее невозможно будет просто так держать на столе. Скорее всего создать будет поглощен ей. Очень маленькая черная дыра весом порядка 1 кг, может быть использована как оружие. Черная дыра в 1 кг сразу же взорвется как 10 Мегатонн в тротиловом эквиваленте.

The Black Hole on the table

Abstract

There are many talks about the Black Holes appeared recently after announcement by LIGO Scientific Collaboration about "Detection of Gravitational Waves from Black Holes". I tried to make simple calculation to see if it is possible to create very tiny Black Hole on the table :).

Practical application

Is there any practical reason why we would like to have the Black Hole on the table? First of all it is fun to have something unusual :), but really it can be used for garbage disposal. Can you imagine, you throw some trash to the tiny object and it disappears immediately without using any space and without any traces. Very useful :)

Size and mass calculation

I would not be very greedy and ambitious and calculate just tiny Black Hole with diameter 0.1 mm. I will use Schwarzschild radius or gravitational radius formula for this calculations. This radius means if we compress anything to this radius, it will become Black Hole and nothing can escape from it, if it fall below this radius, even light. It is well known from this link, that for the Earth this radius equals 9.0 mm.

OK. Let's use this formula

and calculate mass for 0.1 mm Black Hole. It will be 3.37*10²² kg (33700000000000000000000 kg). It just 0.5% (1/200) of the Earth mass or 40% of the Moon mass. It is not very small mass and can lead to some small deviation in the Earth orbit and rotation. But let's make further calculations :)

How to get this amount of matter?

Of course we cannot simply collect this amount of substance and squeeze it. But what we can do? We can use famous Einstein formula E=mc². In other word if we will take a small metal sphere and will rotate it very quickly at some point it will become the Black Hole. What should be rotation speed and how much energy do we need? Simple calculation shows that rotation speed will be 6.5*10²⁷ (6500000000000000000000000000) rotation per second and we need 3*10³⁹ Joules (3000000000000000000000000000000000000000 Joules) of energy. 3*10³⁹ J of energy standard power plant with power 1000Mwatt will produce in 9.6*10²² years (96000000000000000000000 years). Rotation speed is such high, that edge of our metal sphere will be moving faster than speed of light. It is not possible and if we use Special Theory of Relativity we will get the speed which just 1.4*10^-53% less than speed of light and it corresponds to 9.55*10¹¹ rotations per second (955000000000). Any way such high speed is not possible, because any material will be broken by centrifugal force.

What will be the impact of this tiny Black Hole?

Though it looks impossible to create this kind of the Black Hole, let's assume that we have it. We need to understand how dangerous it could be. If we will stay 1 meter from this Black Hole the gravitational force will be 225 000 000 000 times (2.25*10¹¹) more than we have on the Earth surface. Definitely we cannot escape anyhow from it and we will be sucked inside it. Distance around 475 km gives as the same force as we have on the Earth surface. It is still to much to put in on the table. To be on the safe side I personally prefer not to come closer than 5000 km where this force will be 100 times less than on the Earth surface. Also we should not forget about Black Hole Evaporation. Our tiny 0.1mm Black Hole will be very stable and evaporates only in 10⁴⁴ years (100000000000000000000000000000000000000000000 years).

What will happen if the Earth will collide with that Black Hole?

Basically this Black Hole will make a hole in the Earth with diameter 30 km (where gravity 1000 times higher than Earth) and will suck in everything inside this 30 km hole.

Safe Black Hole

If we want to create "safe" Black Hole, for example that in 10 cm it's gravity 100 times less than on the Earth surface, it should have diameter about 4.5*10^-20 m (0.000000000000000000045 m or 100000 times less than proton) and mass 15000000 kg (15000 tons). If we want to make it from energy standard 1000 MWatt power plant will need just 40 million years. It will be dangerous only in 1 mm distance, where gravity will be 100 times more than on the Earth. If we make a line of these Black Holes we can get a very nice weapon Blackholesaber. It will make a nice 1 mm hole in everything. But it will be difficult to have a saber battle like in Star Wars. 2 Black hole sabers will suck in each other and make a new bigger Black Hole. Only problem with such a small Black Hole will be evaporation. Because it is very small, it will evaporate completely in 3 days. In order to prevent it, we will need to feed it :) And it will eat very very much, around 50 kg per second. Another trouble it can bring, if we will not feed it, it will evaporates faster and faster and finally it will be a big explosion. For example if we will have 0.8 gram black hole it will evaporate extremely fast (1.4*10^-33 seconds or 0.0000000000000000000000000000000014 seconds), which will actually means explosion with 15 kilotons of TNT (like in Japan during WWII).

Conclusion

First of all, it is not possible to create even 0.1mm Black Hole with current technologies. It is a positive news :) But if somebody will make it, it will be not possible to keep it on the table. Most probably creator will be sucked in. Very small Black Holes around 1 kg can be used as weapon. 1kg Black Hole will be bursting immediately as 10 Megatons of TNT.

Отчет о выставке Советского дизайна в Роттердаме

С 26 сентября 2015 по 14 февраля 2016 в Голландском городе Роттердам в музее современного искусства kunsthal проходила выставка Советского Дизайна.

Если кому-то лень прокручивать страницу, есть видео

Раздаточные материалы на входе выглядят многообещающе

В целом описание на сайте музея очень положительное, в советское время был необычный дизайн, качественные товары и т.п. На выставку приходило много голландцев, которые с умным видом осматриватли экспонаты, что-то там обсуждали между собой.

Среди экспонатов много плакатов, киноафиш, предметы быта, несколько видео на русском.

Первым бросилась в глаза микроволновка Электроника 1989 год. Не знал что такое было. У кого была такая — напишите в комментариях.

Они даже где-то достали Волгу в очень хорошем состоянии. Судя по не русским номерам (AL) она принадлежит какому то голландцу. Краска металлик вряд ли оригинальная, и установленная аудиосистема говорит о том, что от оригинальной волги осталось немного.

          

 

Электрогитара Урал, играть на ней, как я помню, было трудновато, да и напильником надо было поработать, перед тем как начать играть.

Фотоаппаратура хорошо представлена. В рекламном ролике на русском рассказывалось, что советская в фототехника лучшая в мире и продаётся в 80 странах мира. Даже фоторужъе было :)

             

  

Много игрушек, за рулём, неваляшки и много других    

Советские продукты напомнили вкус детства, молоко в треугольниках, стеклянные бутылки с алюминиевыми крышками и т.д.

В отделе спорттоваров показаны лыжи, клюшки, сумки и шапки. Т.к. в выставке с Российской стороны участвовали мАсквичи, то понятно что они туда всунули :)

 

 

Думаю наивные голландцы после посещения выставки остались в полной уверенности, что каждый советский человек мог все это купить, что все это очень хорошо работало и фраза "Такую страну развалили" остаётся достаточно актуальной.


Напоследок ещё фотки с выставки