Fizycy opisują nową klasę kuli Dyson

W 1960 roku fizyk Freeman Dyson opublikował w czasopiśmie niezwykły artykuł Nauka zatytułowany Poszukiwanie sztucznych źródeł promieniowania podczerwonego. Nakreślił w nim hipotetyczną strukturę, która całkowicie otacza gwiazdę, aby uchwycić jej energię, która od tego czasu stała się znana jako sfera Dysona.

Podstawową ideą jest to, że wszystkie cywilizacje technologiczne wymagają coraz większych źródeł energii. Gdy energia ich rodzimej planety zostanie całkowicie wyczerpana, kolejnym oczywistym źródłem jest gwiazda matka. Taka cywilizacja prawdopodobnie zbuduje powłokę wokół swojej gwiazdy, która przechwyci wytwarzaną przez nią energię.

Oczywiście taka kula musi również promieniować energią, którą pochłania, a to dałoby specjalną sygnaturę w podczerwonej części widma. Takie źródło promieniowania podczerwonego byłoby zupełnie niepodobne do żadnego naturalnie występującego, a zatem zapewniałoby unikalny sposób wykrywania tak zaawansowanej cywilizacji.

Ponieważ gwiazdy podobne do Słońca wydają się najbardziej oczywistymi domami dla zaawansowanych cywilizacji, większość badań sfer Dysona skupiała się na właściwościach tego rodzaju systemów, które miałyby być zbudowane w strefie nadającej się do zamieszkania w odległości około 1 jednostki astronomicznej.

Badania te ujawniły jednak dobrze znane ograniczenia. Takie kule bywają niestabilne i wymagają ogromnych ilości materiału do zbudowania. Ale najbardziej problematyczny ze wszystkich jest fakt, że cokolwiek lub ktokolwiek na powierzchni tych sfer doświadczy niskiego poziomu grawitacji, problemu, którego nie da się łatwo rozwiązać za pomocą znanej fizyki.

Dziś Ibrahim Semiz i Salim Ogur z Uniwersytetu Bogazici w Turcji definiują całkowicie nową klasę sfery Dyson. Zamiast myśleć o kuli wokół gwiazdy podobnej do Słońca, Semiz i Ogur rozważają kulę zbudowaną wokół białego karła.

Mówią, że taka sfera pozwoliłaby uniknąć niektórych z najpoważniejszych problemów i że istnieją dobre argumenty, aby sądzić, że mogą one być bardziej powszechne niż te, które pierwotnie wyobrażał sobie Dyson.

Semiz i Ogur zaczynają od omówienia cyklu życia większości gwiazd. Gwiazdy spędzają większość swojego życia na etapie swojego cyklu życia, znanym jako sekwencja główna. Jednak wraz z wiekiem pęcznieją, a temperatura ich zewnętrznej atmosfery spada, gdy stają się czerwonymi olbrzymami.

W końcu te czerwone olbrzymy eksplodują, pozostawiając czarną dziurę, gwiazdę neutronową lub białego karła. Każda gwiazda o masie mniejszej niż około czterokrotność masy Słońca jest przeznaczona do tej ostatecznej opcji. W miarę upływu czasu znaczna część gwiazd we wszechświecie powinna być białymi karłami.

Semiz i Ogur twierdzą, że każda cywilizacja, która ewoluuje podczas głównej sekwencji swojego słońca, a następnie znajdzie sposób na przetrwanie stadiów czerwonego olbrzyma i supernowych, prawdopodobnie również znajdzie sposób na stworzenie sfery Dysona wokół ocalałego białego karła. Z tego powodu sugerują, że te gwiazdy mogą z większym prawdopodobieństwem posiadać taką strukturę.

Co więcej, biały karzeł jest lepszym gospodarzem dla kuli Dysona. Semiz i Ogur wskazują, że strefa nadająca się do zamieszkania wokół białego karła jest bliżej gwiazdy, więc taka kula byłaby mniejsza. Obliczają, że kula o grubości jednego metra zbudowana w strefie nadającej się do zamieszkania wokół białego karła wymagałaby około 10^23 kilogramów materii, niewiele mniej niż masa naszego księżyca.

A ponieważ kula jest mniejsza, grawitacja, której doświadczyłby każdy na powierzchni, również byłaby silniejsza, prawie podobna do ziemskiej. To sprawia, że ​​tego rodzaju sfery Dysona są idealnymi domami dla zaawansowanych technologicznie cywilizacji, które przynajmniej na chwilę przypominają naszą.

Jest jednak jedna widoczna wada. Ponieważ białe karły emitują mniej energii niż gwiazdy podobne do Słońca, sfera Dysona wokół jednej z nich byłaby znacznie mniej jasna. A to utrudniłoby wykrycie. Więc jeśli jakiekolwiek cywilizacje w Drodze Mlecznej osiągnęły ten etap, będzie nam znacznie trudniej je dostrzec.

To ciekawe rozszerzenie wielu analiz dotyczących sfer Dysona, które zostały już zakończone. A jeśli nakreśli potencjalną przyszłość ludzkości, przynajmniej mamy czas w naszych rękach. Słońce w końcu puchnie, tworząc czerwonego olbrzyma i ostatecznie eksplodując, pozostawiając białego karła, ale mamy około pięciu miliardów lat na opracowanie planu przetrwania.

Nr ref.: arxiv.org/abs/1503.04376 : Kule Dysona wokół białych karłów

ukryć