Trudno powiedzieć, kiedy osoba po raz pierwszy zastanawiała się, czy jest sama we wszechświecie. Ale można określić czas, w którym poszukiwanie odpowiedzi na to pytanie przeniosło się z kart powieści science fiction do nauki - połowa ubiegłego wieku, początek ery kosmicznej. Wraz z rozwojem przestrzeni międzyplanetarnej zaczęło pojawiać się coraz więcej pomysłów na pozaziemskie cywilizacje. Na kartach science fiction rozgrywały się wojny międzygalaktyczne, a astrofizycy i astronomowie próbowali zrozumieć, czy życie w pobliżu odległych gwiazd jest możliwe. Jeśli tak, jak to znaleźć? Wśród najnowszych pomysłów jest teoria Freemana Dysona. Jego zdaniem warto szukać w ogromnym kosmosie kuli o ogromnych rozmiarach, która pozwala akumulować energię gwiazdy.
Freeman John Dyson
Amerykański naukowiec pochodzenia angielskiego urodził się w 1923 roku. Dziś 92-letni Dyson, którego obszar zainteresowań obejmuje fizykę kwantową, astrofizykę i fizykę niskich energii, jest znany jako jeden z twórców elektrodynamiki kwantowej. Być może bardziej znana była dla niego koncepcja, którą naukowiec zapożyczył od OlafaStapledon, pisarz science fiction, autor The Star Maker. Teoria, nazwana „sferą Dysona”, sugeruje, że wysoce zaawansowane cywilizacje mogą zbudować wokół gwiazdy ogromną strukturę, aby zmaksymalizować jej energię. Dzięki znalezieniu takiego projektu naukowcy będą w stanie wykryć inteligencję pozaziemską.
Koncepcja
Wysoko rozwinięta cywilizacja, hipotetycznie istniejąca w kosmosie, prędzej czy później stanie w obliczu wyczerpywania się zasobów energetycznych - takie jest założenie Dysona. Kula o promieniu jednej jednostki astronomicznej z gwiazdą w centrum może rozwiązać ten problem. Imponujące rozmiary konstrukcji pozwalają w pełni wykorzystać energię gwiazdy i w razie potrzeby stają się domem dla jej twórców.
Parametry
Grubość kuli, zgodnie z obliczeniami Dysona, powinna być dość mała. Do zbudowania takiej struktury potrzebny będzie materiał zbliżony masą do Jowisza. Dziś taki projekt wygląda jak bardzo odważna fantazja. Nie da się jednak wykluczyć, że po setkach czy tysiącach lat ludzkość będzie w stanie przełożyć to na rzeczywistość, a teraz na ogromnych przestrzeniach kosmosu, przewyższa nas pod względem rozwoju cywilizacja pozaziemska, angażuje się w budowa takiej konstrukcji.
Gwiazda ze sferą Dysona podlega tym samym prawom fizycznym, co układy planetarne. Dlatego konstrukcja musi się obracać: siła rotacji odśrodkowej równoważy siłę przyciągania gwiazdy i nie pozwala obiektowi zapaść się i spaść na nią.
Oznaki rozwiniętejcywilizacje
Zgodnie z ideą Dysona sfera może stać się rodzajem latarni, oznaczającej obecność pozaziemskiej inteligencji. Jednak jak to znaleźć? Według obliczeń teoretycznych taka konstrukcja powinna stale emitować światło. Jest niewidoczny dla ludzkiego oka. Promieniowanie powinno leżeć w podczerwonej części widma. Istniejący sprzęt jest w stanie wykryć takie źródła, co więcej, kilka zostało już odnalezionych.
Cechą charakterystyczną kuli Dysona powinien być nietypowy rozkład widmowy. Poszukiwania projektu opisanego teoretycznie przez fizyka prowadzone są w ramach programu SETI, mającego na celu wykrycie obecności pozaziemskiej inteligencji w kosmosie. Główne nadzieje w tym trudnym zadaniu pokłada się w teleskopie Spitzera.
Argumenty przeciwko
Od samego początku teoria Dysona była wielokrotnie przemyślana i testowana. W rezultacie pojawiła się uzasadniona opinia, że taki obiekt nie może istnieć, bez względu na to, jak zaawansowana była cywilizacja i jakie cechy posiadała gwiazda. Kula Dysona, krążąc wokół oprawy, osiąga maksymalną prędkość w rejonie równika. Jednocześnie konstrukcja pozostaje nieruchoma na biegunach, co nieuchronnie doprowadzi do jej zawalenia się. To główny argument przeciwko teorii amerykańskiego naukowca.
Badacze zagadnienia zwracają również uwagę, że sfera przestrzennie ogranicza rozwój cywilizacji i rodzi kilka istotnych problemów społeczno-kulturowych, które przesłaniają korzyści płynące z jej powstania.
Opcje alternatywne
Jednak w świecie naukiTeoretyczny rozwój Dysona nie odszedł w zapomnienie. Opisano kilka wariantów modyfikacji konstrukcyjnych, w których uwzględniono główne zarzuty. Pierwszym z nich jest pierścień o małej szerokości i średnicy tak dużej jak kula. Taki obiekt można spotkać na kartach powieści „Pierścień świata” Larry'ego Nivena.
Druga opcja to wzór przypominający blat. Zakrzywione zgrubienia w rejonie biegunów są otwarte. Ta wersja kuli charakteryzuje się tym samym ciężarem w każdym punkcie wewnątrz.
sowiecki fizyk G. I. Pokrowskiego. W jego modelu projekt składa się z wielu pierścieni, tworzących coś na kształt muszli. Ta wersja kuli została nazwana „powłoką Pokrovsky'ego”.
Struktura Criswell to kolejna modyfikacja proponowanej przez Dysona astrokonstrukcji. Jej cechą jest fraktalna powierzchnia, która pozwala zmaksymalizować obszar, na który dociera promieniowanie gwiazdy.
Poszukiwanie hipotetycznej sfery Dysona
Teoretyczny rozwój amerykańskiego fizyka od ponad pięćdziesięciu lat. Jednak dopiero w 2000 roku rozwój technologii pozwolił zajrzeć w odległe zakątki kosmosu, aby poważnie pomyśleć o poszukiwaniu struktur podobnych do kuli. Analiza informacji pochodzących z teleskopów wykazała, że istnieje kilkaset tysięcy obiektów nadających się do roli gigantycznych sztucznych struktur. To prawda, cechy każdegokandydatów o różnym stopniu prawdopodobieństwa wyjaśnia się bardziej prozaicznymi powodami, wśród których są roje komet, chmury wodoru i tak dalej.
Jednym z ostatnich pretendentów do gwiazdy otoczonej sferą Dysona była gwiazda w konstelacji Łabędzia. W katalogach astronomicznych jest oznaczony jako KIC 8462852.
Wykryto kulę Dysona?
Ubiegłej jesieni na łamach mediów można było zauważyć nagłówek zapowiadający odkrycie lokalizacji cywilizacji pozaziemskiej. Gwiazda, w pobliżu której żyją nieznane nam inteligentne istoty, została nazwana KIC 8462852. Cechy gwiazdy stały się znane dzięki teleskopowi Keplera.
Jesienią 2015 roku opublikowano wyniki badań nad jego dziwną jasnością. Mniej więcej raz na 800 dni promieniowanie gwiazdy spada o 15-20%. Recesja trwa od kilku dni do kilku miesięcy. Takie zachowanie nie jest charakterystyczne dla znanych klas opraw i nie można go wytłumaczyć przejściem planety przez dysk, ponieważ w tym przypadku spadek promieniowania byłby zawsze taki sam w czasie. Jason Wright, naukowiec z University of Pennsylvania, zasugerował, że przyczyną tej anomalii jest sfera Dysona. W ten sposób KIC 8462852 stał się głównym kandydatem do poszukiwania pozaziemskiej inteligencji.
Inne wyjaśnienia
Wright wielokrotnie zauważał, że jest to tylko jedna z wersji i najbardziej nieprawdopodobna. Jednak dzięki mediom wiadomość o możliwym odkryciu sfery Dysona rozeszła się po świecie. Tymczasem istnieją inne wyjaśnienia dziwnego promieniowania gwiazdy. Naukowcy z Yale University pod kierunkiem Tabety Boyajian sugerują, że gwiazdę otacza rój komet. Być może KIC 8462852 uchwycił je kilka tysięcy lat temu, kiedy przeleciał obok inny system gwiezdny. Tabeta zauważa, że to wyjaśnienie jest tylko nieco bardziej prawdopodobne niż sfera Dysona. Spotkanie dwóch systemów gwiezdnych jest bardzo rzadkim wydarzeniem, a objętość przechwyconego roju komet musi być ogromna. Jednak ta teoria zyskała jak dotąd największą liczbę zwolenników w świecie naukowym.
Przyjrzyj się bliżej białym krasnoludom
Naukowcy z Turcji również włączyli się w poszukiwania sfery Dyson. Niedawno opublikowali badanie, zgodnie z którym należy szukać takiej struktury u białych karłów. Stosunkowo małe i zimne obiekty w kosmosie reprezentują ostatni etap ewolucji luminarzy takich jak Słońce. W ich sąsiedztwie budowa kuli wymaga mniej wysiłku i materiału niż wokół bardziej masywnych gwiazd. Według obliczeń naukowców grubość konstrukcji w pobliżu białego karła nie przekroczyłaby 1 metra. Jego budowa wymagałaby materiału o masie z grubsza równej masie Księżyca.
Być może po pewnym czasie naukowcy dojdą do wniosku, że sfera Dysona jest niepotrzebną lub zbyt skomplikowaną strukturą. Jednak poszukiwania hipotetycznego projektu trwają. Można śmiało powiedzieć, że takie idee pojawią się w przyszłości, ponieważ ludzkość nie przestanie szukać braci w pamięci w bezmiarze kosmosu.
