Siin teemas on paar korda mainitud Hawkingu radiatsiooni, mis peaks olema hüpoteetiline mustast august väljuv kiirgus. Katseliselt või vaatluslikult seda kiirgust siiani tuvastatud pole, aga see ei ole ka väga hämmastav. On ju mustad augud väga raskesti vaadeldavad ja Hawkingu kiirgus neist, kui see hüpotees tõene oleks, oleks kaduvväike.
Kui kellelgi tekib nüüd küsimus, et kui palju siis mustad augud Hawkingu kiirgust väljastavad, siis sellele küsimusele annavad Hawkingu võrrandid konkreetse vastuse. Nende võrrandite põhjal on keegi netti üles riputanud ka lihtsasti kasutatava kalkulaatori
LINK.
Selle kalkulaatori järgi tuleb välja, et näiteks miljardi tonnine must auk kiirgaks pidevalt välja energiat umbes 350 megavatti. Samas oleks see must auk vaid umbes heeliumi aatomi tuuma suurune. Ning aatomi tuum on väga-väga väike. Selle musta augu temperatuur oleks üle saja miljardi kraadi (Celsiuse või Kelvini skaalal) ja eluiga oleks tal natukene üle kahe trilioni aasta. Peale seda oleks see must auk aurustunud ja järgi ei jääks midagi.
Tuhande tonnine must auk aga kiirgaks välja esimese sekundi jooksul umbes 84 gigatonnise tuumapommi jagu energiat. Eluiga oleks tal 85 sekundit ja väljastatav energia kasvaks pidevalt. Massi vähenedes 230 tonnini oleks tema eluiga vaid üksainus sekund ja selle sekundi jooksul vabaneks väääga palju energiat. Umbes 5000 gigatonni jagu. Kalkulaator annab vastuseks küll vaid 1600 gigatonni sekundis, aga see on ilmselt energiaväljundi väärtus viimase sekundi alguses, mis kasvab viimastel momentidel oluliselt.
Nende arvudega saab illustreerida Hawkingu ennustust, et pisikesed mustad augud on väga kuumad ja lõpetavad oma elu suure pauguga. Vähemalt inimskaalal, erinevate noovadega seda pauku võrrelda muidugi ei saa. Need näited kõlbavad ka illustreerima väidet, et kui inimesed suudaksid kogemata pisikese musta augu valmis teha, siis teeb see momentaalselt väikese paugu ja on järgmisel hetkel kadunud. Selles mõtes pole pisikene must auk väga ohtlik.
Olen lugenud hirme, et see pisikene must auk võib hakata enda ümber olevat ainet neelama ja selle arvelt kasvama. Hawkingu võrrandite seisukohast seda karta pole. Kui isegi miljardi tonnine must auk on vaid paari prootoni suurune ja sealt tuleb välja megavatte energiat, siis sinna sisse küll midagi ei lähe. Sellist musta auku võiks ulmelise mõttena kasutada ehk mingit sorti elektrijaamana. Kui see oleks orbiidil näiteks. Viskad aga mingit ainet sisse ja välja tuleb energia gammakiirte näol. Auku tuleb vaid hoida piisavalt massiivsena, et see liiga palju kiirgama ei hakkaks. Mugav, kas pole. Paraku ei oska keegi ette kujutada kuidas suruda midagi nii väikesesse auku, kui see samal ajal pöörases tempos energiat kiirgab. Samas ei oska ka keegi ette päris täpselt ette kujutada, et kuidas seda musta auku üldse valmis teha esimese hooga.
Niipalju siis aga väikestest mustadest aukudest. Mis puudutab suuremaid, päikesest kolm korda kuni miljardeid kordasid suuremaid, siis nemad kiirgavad Hawkingi järgi välja äärmiselt vähe energiat. Ning nende eluiga on äärmiselt pikk. Arvatakse, et kui universum paisub praeguse trendi järgi, siis umbes saja miljardi aasta pärast on ainsad energiat kiirgavad kehad universumis needsamad suured mustad augud. Selle ajajärgu algust vaadatakse mõnikord ka, kui elu võimalikkuse lõppu universumis.
[fantaasia]
See viimane mõte ei pruugi aga olla päris täpne, isegi kui kõik füüsikalised eeldused selleks paika peaksid. Umbes 10^-31 vatti energiat (kümne Päikese massiga musta augu kohta) tundub olevat äärmiselt vähe, kaugelt vähem ükskõik millist tüüpi elu alal hoidmiseks, aga see võib-olla vaid tundub nii. Üks trikk, mida elu võib-olla suudaks siinkohal rakendada, oleks enda protsesside drastiline aeglustamine. Näiteks 10^31 korda aeglustamine. Sellisel juhul kiirgaks see must auk välja energiat umbes ühe vati tajutava tunni kohta. Sellise energiaga saab juba midagi teha. Vähemasti siis, kui silmas pidada teoreetiliselt minimaalset energiakogust, et liigutada üks andmebit teise asendisse.
Ühe vatiga saab liigutada palju bitte, eriti aga universumis, mis on peaaegu täielikult pime. Nimelt on
teoreetiline minimaalne energiakogus ühe biti liigutamiseks otseselt seotud keskonna temperatuuriga ja praegu on universumi temperatuur umbes 2.7 kelvinit - see on kosmilise mikrolaine taustkiirguse temperatuur. Kui see 2.7 kelvinit näiteks 10^-10 kelviniga, siis saab ühestainsast vatist miljardeid kordasid rohkem kasulikku tööd kätte. See eeldab küll kõigepealt teoreetilise piiri saavutamist minimaalse energiakulu osas ühe biti liigutamiseks ja kehtib vaid sellessamas arvutuslikus kontekstis. Kui see mõttekäik aga natukenegi paika peaks, saaks teoreetiliselt maksimaalse efektiivsuse saavutanud arvutusmasin kasutada tänapäeva ekvivalendis mega- või gigavatte energiat.
Kui nüüd eeldada, et sellesama musta augu eluiga on 10^77 aastat ja tajutava aja kulg on aeglustunud 10^31 korda, siis tajutavalt kestab seesama must auk veel umbes 10^46 aastat. Ning kui enda protsesse edasi aeglustada, siis saaks tajutavat energiat tõsta, vahetades seda musta augu eluea tajutava vähenemise vastu. Aastaid, mida energiaks vahetada, ju jagub kuhjaga. Tõstes musta augu tajutava energiakoguse tänapäeva Päikese energiaväljundini, jääks ikka veel järgi 10^20 aastat. Seda oleks kaugelt rohkem, kui arvatavad 100 trilionit aastat, mis kulub universumi pimedaks muutumiseni praegusest hetkest.
Miks ma siinkohal sellise veidrana näiva mõtte välja käisin?
Hiljuti juhtusin vaatama Isaac Arthuri nimelise tegelase samanimelist
Youtube kanalit, kus ta käis selle mõtte välja ja pakkus, et koos universumi "kustumisega" umbes saja miljardi aasta pärast ei saabu mitte tsivilisatsioonide lõpp, vaid nende õitseng ja kuldiga. Sellel mõttel on veel vähemalt üks huvitav kõrvaleffekt. Nimelt on praegu tähtedevahelise suhtluse suureks takistuseks valguse kiirus, mis tekitab vähegi kaugema suhtluse sisse tohutud ootamise ajad. Kui aga mingi tsivilisatsioon aeglustaks enda tajutavat aega näiteks 10^31, korda, muutuks suhtlus kaugete piirkondade vahel sisuliselt reaalajaliseks. Mis iganes universumist tolleks ajaks järgi on - see oleks ühendatud vahetu suhtluse kaudu ka siis, kui valguskiirus jääks igaveseks ületamatuks piiranguks. Ning selline olukord jääks kestma väga-väga pikaks ajaks.
[/fantaasia]
Kui see fantaasialend vähegi huvitav tundus, siis soovitan kindlasti heita pilk peale Isaac Arthuri kanalile, sealt leiab huvitavaid ja hästi läbi mõeldud arutlusi, mis on veenvalt põhjendatud ja tänapäeva teadusele ustavaks jäävad. Ka sellistes esmapilgul rangetes piirides saab lasta fantaasial lennata ikka väga kõrgelt ja temaga kaasa mõelda on äärmiselt huvitav. Kas te näiteks teadsite, et tähe (või terve galaktika) liigutamine mingis suunas pole üldse üleliia keeruline piisavalt arenenud tsivilisatsioonile? Selleks on põhiliselt väga palju aega tarvis, isegi mingit põhjapanevalt uut teadust pole vaja.
Kas te aimasite, kui hoomamatult suure tsivilisatsiooni saab rajada kasvõi üheainsa tähe ümber? Kui ulmeraamatud räägivad mõnikord galaktilistest impeeriumitest miljonite planeetidega, siis kasvõi Päikese ümber saaks Maa orbiidi raadiusele rajada Dysoni parve, mille päikesevalgust saav pindala oleks üle saja miljoni korra suurem Maa omast. Materjali selleks Päikesesüsteemis leidub ja kui väga vaja, saab Päikest ka kaevandada. Suuri tähti lausa peaks kaevandama, nende noorendamise eesmärgil ja vältimaks nende supernoovaks minekut. Ning jällegi, mingit väga põhjapanevalt uut teadust pole selleks vaja. Küll aga palju aega.
Aga kui tahta ehitata üht väga suurt arvutit ja teadust natsa venitada, siis saaks Päikese ümber ehitada matrjoška-aju. See oleks superarvuti, millest suuremaks oleks üht arvutit keeruline ehitada. Tervete galaktikate jagu selliseid kokku ühendades ja info liigutamise ootamisaegadest kuidagi üle saades, neid siiski vältida suutmata, saaks see ehk pea-aegu võistelda selle kustunud universumi monstrumiga, mis ehk kunagi väga kauges tulevikus võiks realiseeruda. Kuigi ei, natukene mõeldes tundub siiski, et kustunud universumis peaks jõudlust olema palju rohkem. Nii suur võib võib olla mustade aukude potentsiaal.
See viimane osa postitusest oli ka muidugi fantaasia, mainin igaks juhuks üle veelkord.