UNIXin sisäänrakennettu musta aukko


Väite:

On todistettavissa, että /dev/null on a) alaston singulariteetti b) varautunut Reissner-Nordströmin aukko ja c) pyörivä Kerrin aukko.

Selitys:

Kuten tunnemme, /dev/null on UNIXin sisäänrakennettu musta aukko. Se siis on paikka, minne tavaraa menee, mutta ei tule ulos. Informaatio, mikä menee /dev/nulliin, on peruuttamattomasti menetetty. Lähdemme siis tästä tiedosta.

Yksinkertainen, pyörimätön musta aukko koostuu tapahtumahorisontista sekä keskipisteestä, singulariteetista. Tapahtumahorisontti tarkoittaa sitä etäisyyttä singulariteetista, jossa pakonopeus = c, eli jonka takaa ei enää ole paluuta.Tapahtumahorisontin etäisyys singulariteetista on massaa vastaava Schwartzschildin säde.

Pyörimätön musta aukko kuitenkin on enemmän teoriaa kuin käytäntöä, sillä kaikilla maailmankaikkeuden reaalisilla kappaleilla on impulssimomenttia eli pyörimisliike. Tällaisesta kappaleesta muodostuvalla mustalla aukolla on myös impulssimomentti, ja tapahtumahorisontti vääristyy ellipsoidin muotoiseksi. Keksijänsä Roy Kerrin mukaan pyörivää mustaa aukkoa kutsutaan Kerrin aukoksi.

Kerrin aukolla on tapahtumahorisontin ohella stationäärisyysraja. Stationäärisyysrajan sisällä kaikki kiertää singulariteettia, ja stationäärisyysrajan ja tapahtumahorisontin välistä aluetta kutsutaan ergosfääriksi: siellä ei mikään voi pysyä paikallaan.

On osoitettavissa, että /dev/null on Kerrin aukko, eli sillä on singulariteetin ja tapahtumahorisontin ohella olemassa impulssimomentti ja stationäärisyysraja.

Kerrin aukkoa ympäröi ergosfääri, eli "työkehä" tarkasti suomennettuna. Ergossfäärissä ei mikään voi pysyä paikallaan, vaan kaikki pyörii. Hakemisto /dev eli "devices" sisältää eri laiteajurit ja -tiedostot, ja sinne aksessoidaan jatkuvasti. Koska hakemiston /dev tiedostot ovat jatkuvasti käytössä, ne siis tekevät työtä. Ne eivät voi olla pysähdyksissä, koska muuten koko UNIX-järjestelmä pysähtyy. Niinpä hakemisto /dev on ergossfääri ja /dev-hakemiston indeksisolmu on stationäärisyysraja. Jätämme tapahtumahorisontin vielä määrittämättä.

Singulariteettiin häipyvä substanssi kasvattaa singulariteetin massaa ja lisää tai kasvattaa mustan aukon impulssimomenttia. Tähän liittyvä matematiikka sekä stationäärisyysrajan laskeminen löytyy webiosoitteesta http://www.astro.ku.dk/~cramer/RelViz/text/exhib4/exhib4.html jossa on myös tarkempaa tietoa mustista aukoista. Nyt on osoitettavissa, että aina kun substanssia (esimerkiksi ohjelman outputtia) työnnetään tapahtumahorisontin sisäpuolelle (stuff > /dev/null), /dev-hakemiston muiden tiedostojen liike kiihtyy. Eli ergossfäärissä olevat kappaleet saavat lisää liikettä.

Kerrin aukkoon putoavat kappaleet voivat sopivalla putoamiskulmalla sinkoutua ulos ergosfääristä lähes valonnopeudella, varustettuna suuremmalla aine-energialla kuin sinne mennessään. Olemmehan havainneet, että monet sähköpostiviestit tms sisältävät asioita, joiden pitäisi kuulua /dev/nulliin - tällaiset objektit ovat menneet stationäärisyysrajan sisäpuolelle, mutta eivät pudonneet tapahtumahorisontin sisään - ja saaneet tästä vielä ylimääräistä potkua. Me kaikkihan olemme kokeneet, miten spämmi, jonka pitäisi pudota /dev/nulliin, leviää kaikkialle lähes valon nopeudella.

On myös todistettavissa, että /dev/null on ylinopeasti pyörivä musta aukko, eli alaston singulariteetti. Tällainen syntyy silloin, kun mustan aukon synnyttävä tähti joko on varattu tai pyörii niin nopeasti, että luhistumisen jälkeen pyörimisnopeus ylittää valonnopeuden (ks. webisivu http://nrumiano.free.fr/Estars/int_bh2.html#charge). Tällöin tapahtumahorisontti repeää, ja aika ja avaruus vaihtavat ergosfäärissä paikkaansa. Suora seuraus tästä on se, että syy ja seuraus heittävät täysin häränpyllyä, ja ergosfäärin sisäpuolella eivät mitkään todennäköisyyden lait pidä paikkaansa: siellä voi tapahtua ihan mitä tahansa. Mielenkiintoisinta asiassa on, että siinä, missä Schwartzschildin aukon singulariteetti on pistemäinen, ylinopeasti pyörivän Kerrin aukon tai varatun Reissner-Nordströmin aukon singulariteetti on munkkirinkilän muotoinen. Ei liene salaisuus, että munkkirinkilät ovat monen nörtin suosikkiruokaa.

Monet selkeästi ergossfääristä paenneet jutut ovat reaalimaailman lukijalle täysin älyttömiä. Ainoa paikka, missä niitä voi syntyä, on paikka, missä mikään rationaalinen ei pidä paikkaansa. Ne siis ovat syntyneet ylinopeasti pyörivää alastonta singulariteettiä ympäröivässä ergosfääristä ja paenneet sieltä.

Osoitus siitä, että /dev/null on Reisser-Nordsströmin aukko on, että monet maailmankaikkeuden kappaleet ovat selkeästi varautuneita. Neutraalissa kappaleessa on yhtä paljon kumpaakin varausta, ja ne kumoavat toisensa. UNIX-maailmassa tärkein tällainen varautuneisuusdualismi tunnetaan editorisotana: pääasiallisimmat systeemieditorit ovat vi ja emacs. Yleensä UNIX-systeemit ovat selkeästi joko vi-varautuneita tai emacs-varautuneita. Tällainen varautuneisuus tuottaa koko ajan lisää tavaraa, jonka usein syöksyy suoraan /dev/nulliin ja näin lisää /dev/nullin impulssimomenttia.

Tärkeä osoitus siitä, että /dev/null on alaston singulariteetti on siinä, että tapahtumahorisontin läheisyys vääristää sen läheltä kulkevaa informaatiota. Nyt kuitenkin UNIXeissa informaatio yleensä, toisin kuin vaikkapa Windowseissa, kulkee vääristymättä ja muuntumatta toisiin formaatteihin: tämä koskee myös kaikkia /dev-hakemiston läpi kulkevaa informaatiota. Tämä on osoitus siitä, että /dev/nullilla ei ole tapahtumahorisonttia, eli se on alaston singulariteetti.

Yhteenveto: /dev/null on ylinopeasti pyörivä alaston singulariteetti, jonka stationäärisyysraja sijaitsee /dev-hakemiston indeksisolmussa. Aukon varaus riippuu siitä, onko systeemin oletuseditorina vi vaiko emacs.

-----
Kiitos Suskille hyvästä jutusta.