Закон Мура в действии: что общего между микрочипами и чёрными дырами

В 1965 году инженер Гордон Мур сделал важное предсказание о развитии полупроводниковых технологий, которое позже стало известно как « закон Мура ». Мур отметил, что количество транзисторов на микрочипах удваивается примерно каждые два года, что ведёт к экспоненциальному росту вычислительных мощностей. Это предсказание стало основой современного технологического прогресса. Однако подобный экспоненциальный рост сейчас наблюдается не только в сфере микрочипов, но и в другой, менее известной области — разработке технологий для обнаружения гравитационных волн, которые позволяют изучать чёрные дыры.

Чёрные дыры — это объекты, образующиеся при коллапсе массивных звёзд, когда гравитация становится настолько сильной, что ничто, даже свет, не может покинуть их пределы. Эти объекты невозможно наблюдать напрямую, но они создают гравитационные волны — колебания пространства-времени, которые можно зафиксировать с помощью специальных приборов. Эти волны возникают, когда чёрные дыры движутся с ускорением, и особенно мощные волны испускаются при столкновении двух чёрных дыр. Такие космические события являются важнейшим источником информации о чёрных дырах и их свойствах.

Попытки зафиксировать гравитационные волны начались ещё в 1960-х годах, в то время, когда Мур сделал своё знаменитое предсказание. Тем не менее, первые успешные результаты появились спустя десятилетия. В 2015 году учёные проекта LIGO впервые обнаружили гравитационные волны, которые возникли в результате слияния чёрных дыр. Это открытие стало важнейшим прорывом в астрофизике, подтвердив существование этих волн, предсказанных ещё Альбертом Эйнштейном в рамках общей теории относительности.

С того момента технологии обнаружения гравитационных волн значительно продвинулись. Если на создание первого детектора потребовалось несколько десятилетий и более миллиарда долларов, то с 2015 года развитие этой технологии ускорилось, и теперь фиксируется гораздо больше столкновений чёрных дыр. На сегодняшний день зафиксировано около 100 таких событий, и учёные ожидают, что их количество будет расти экспоненциально в ближайшие десятилетия.

Подобно тому, как Гордон Мур использовал количество транзисторов для оценки прогресса в микроэлектронике, учёные сейчас используют количество обнаруженных столкновений чёрных дыр для оценки развития технологий гравитационных детекторов. Анализ работы обсерватории LIGO и планов по её модернизации до проекта Cosmic Explorer показывает, что количество обнаружений удваивается примерно каждые два года. Этот рост, при достаточном финансировании и внедрении новых технологий, может продолжаться до 2040 года и далее. Таким образом, закон Мура в некотором смысле применим и к развитию детекторов гравитационных волн.

Постоянное улучшение технологий наблюдения требует значительных инвестиций, но, что важно, повышение точности детекторов происходит без значительного увеличения затрат. В 2015 году каждое обнаружение чёрной дыры стоило около 2 миллионов долларов, но к 2035 году эта стоимость может снизиться до 2 тысяч долларов. Это означает, что технологии становятся всё более доступными, что позволит значительно расширить наше понимание вселенной.

Эти достижения не только улучшают нашу способность фиксировать гравитационные волны, но и открывают новые перспективы в науке. В ближайшие десятилетия можно ожидать значительных открытий, связанных с природой гравитации, процессами звёздной эволюции и, возможно, даже конечной судьбой вселенной. Количество учёных, занятых в исследовании гравитационных волн, значительно увеличилось — если в 2004 году в проекте LIGO участвовало около 358 человек, то к 2024 году это число выросло до почти 1800.

Экспоненциальный рост в сфере технологий, таких как микрочипы и детекторы гравитационных волн, может указывать на более общие тренды в развитии технологий. Вполне возможно, что такие же процессы ускоренного развития будут наблюдаться и в других областях, например, в биотехнологиях или коммуникациях. Подготовка к таким изменениям и правильное планирование могут сыграть ключевую роль в будущем технологическом прогрессе, который радикально изменит наше понимание окружающего мира.