понеделник, 26 февруари 2018 г.

Сфера на Дайсън или как да станем цивилизация тип II?

 
  Много се е изговорило и изписало по темата, откакто през 60-те години на миналия век физикът и математик Фрийман Дайсън е изложил идеята за хипотетична мегаструктура, която да обгражда дадена звезда и да събира всичката енергия излъчена от нея. Тази теоретична структура е станала известна под наименованието Сфера на Дайсън. Според Дайсън такива структури биха били логично продължение на нарастващите енергийни нужди на технологична цивилизация и биха били необходимост за тяхното дългосрочно оцеляване. Той предполага, че търсенето на такива структури в космоса би довело до откриването на интелигентни извънземни цивилизации.
  Съществува една класификация, известна като скалата на Кардашев, която разделя технологично напредналите цивилизации на няколко типа в зависимост от това до каква степен са овладели наличната енергия с течение на еволюцията. Цивилизации, които са тип 1 по тази скала са способни да улавят и съхраняват цялата енергия достигаща родната им планета от нейната звезда. Тип 2 цивилизации са тези, които чрез мегаструктури като например сферата на Дайсън събират и използват цялата енергия излъчвана от звездата майка. Тип 3 са най-технологично напредналите цивилизации по тази скала. Те могат да контролират енергията в мащабите на цялата си галактика. Това разделение е предложено през 1964 година от Съветския астроном Николай Кардашев. В последствие много допълвания от различни учени разширяват скалата от тип 0 до тип 5 цивилизации, като например човечеството в момента се намира някъде между тип 0 и тип 1 цивилизации, тъй като все още не е успяло да улови и използва изцяло частта от Слънчевата енергия, която попада на Земята. Тип 4 цивилизации биха били способни да извършват междугалактически пътешествия и да поставят под свой контрол пространството и времето в цялата ни вселена. Цивилизациите от тип 5 пък биха могли да излязат извън рамките на нашата вселена в предполагаемото пространство на една мултивселена.
  Разбира се естественият ход на еволюцията ни би бил първо да достигнем нивото на цивилизация тип 1 преди да можем да проектираме и конструираме нещо подобно на Сферата на Дайсън, което да ни превърне в цивилизация тип 2. Подобна конструкция, която да е способна да улавя и съхранява цялата енергия на Слънцето би трябвало да е минимум с радиус 1AU (1 астрономическа единица = на разстоянието от Слънцето до Земята или около 150 млн. км.). В противен случай, тя би спряла достъпа на светлина и топлина идващи от нашата звезда и животът на планетата ни би изчезнал. В момента дори теоретичното проектиране на нещо с такива размери е невъзможно за нас, да не говорим за практическото му построяване.
  Често сферата на Дайсън е била представяна като плътна черупка, обгръщаща Слънцето. Това произтича най-вече от буквалното тълкувание на първоначалния труд, който Фрийман Дайсън е издал. Всъщност равновесието на такава плътна черупка около Слънцето би било невъзможно поради теоремата на черупката, според която подобна конструкция би имала нулево нетно гравитационно взаимодействие с обгърнатата звезда. Това би довело до невъзможност черупката да остане в относително стабилна орбита около Слънцето и в крайна сметка тя би се сблъскала със звездата. Затова вместо за плътна черупка, често се говори за алтернативни конструкции, като например рояк, пръстен, балон, мрежа и други. Например роякът на Дайсън се състои от голям брой независими конструкции или сателити, обикалящи в плътна формация около Слънцето. При този модел, се улеснява изпълнението, тъй като отделните модули ще са с много по-малки размери от колкото една солидна конструкция. Събирането на енергията от Слънцето би ставало от соларни панели разположени по отделните сателити съставящи рояка. След това посредством насочен микровълнов лъч могат да бъдат насочвани към приемателна ректена разположена на Земята, която да преобразува микровълновите вълни в използваем постоянен електрически ток. Дори ако развихрим въображението си бихме могли да си представим отделните елементи от рояка като соларни витла, комбиниращи слънчевата светлина и потока от слънчева радиация в токопроизвеждащи устройства с още по-голяма ефективност от обикновените сателити със соларни панели. Потокът заредени частици или т.нар. слънчев вятър би завъртал около оста соларното витло, подобно на вятъра завъртащ перките на вятърните турбини тук на Земята. Витлото завърта генератор, който произвежда електрическа енергия, а самото витло е покрито с фотоволтаични клетки, които също паралелно създават електрическа енергия. Уравновесяването в определена орбита около Слънцето ще се постига чрез баланс между гравитационното привличане на звездата и обратния напор създаван от слънчевия вятър. При наличието на множество такива двойногенериращи електроенергия сателити, орбитиращи около Слънцето в рояк на Дайсън, човечеството би се доближило доста до нивото на развитие на цивилизации тип 2 събирайки и използвайки голяма част от енергията излъчваната от собствената звезда.
  Какво би се случило ако една извънземна цивилизация построи сфера на Дайсън? Какво биха виждали едни далечни наблюдатели като например хората от планетата Земя? Първо бихме очаквали рязък спад в яркостта на звездата, последван от възвръщане на нормалната яркост, и после пак спад. Това би се наблюдавало при сфера на Дайсън изградена около звездата в частичен размер, тоест не плътна черупка, а по-скоро пръстеновидна конструкция въртяща се около звездата. Другото наблюдавано явление би било засилено излъчване в инфрачервената област породено от вероятното загряване на елементите от сферата на Дайсън. Именно тези два признака са използвани от учените търсещи следи от интелигентен извънземен живот за да определят звездите, които са възможни кандидати за дом на такива технологично напреднали  цивилизации.
  На 14.10.2015 година реализацията на странни светлинни сигнали от звезда KIC8462852, наречена звездата на Таби на името на водещия учен открил нерегулярните светлинни флуктуации, уловени от космическия телескоп Кеплер, повдигнаха спекулации, че може да е открита сфера на Дайсън. Хипотезите за естествени източници на този странен феномен бяха няколко. Едната бе, че транзитираща екзопланета е затъмнила нейната масивна звезда, но спадовете в светлината траели между 5 и 80 дена и били неравномерно разделени един от друг, нехарактерно за която и да е орбита на небесен обект, което опроверга хипотезата. Друго възможно обяснение бе, че облак от прах е причината за спадовете в светлината, но звездата не е показала никакви свидетелства, че е млада, така че облакът от прах е бил твърде малко вероятен. Последно е била предложена опцията кометен дъжд да е бил причината. Обаче за да се получи затъмнението, което сме наблюдавали биха били необходими стотици комети. И това са само кометите, които се е случило да минат между нас и звездата. Така че в реалност говорим за десетки хиляди комети. В крайна сметка учените продължават да не могат да дадат еднозначно научно обяснение на наблюдаваното и възможните обяснения за момента витаят в сферата на научната фантастика.
  Но дори и около звездата на Таби да не живеят разумни извънземни същества, имайки предвид огромните размери на вселената, нейната възраст и безброй многото галактики и звезди в нея, бих казал че шансовете някъде там да съществува живот, достигнал технологичното развитие необходимо да се построи сфера на Дайсън са доста добри.

Няма коментари:

Публикуване на коментар