Dysono sfera: kaip žmonės ir ateiviai galėtų surinkti žvaigždės energiją

Dysono sfera yra hipotetinė milžiniška mechaninė struktūra – megastruktūra – skirta žvaigždžių energijai išnaudoti. Pagrindinė jos idėja – aplink žvaigždę sukonstruojama struktūra, kuri konvertuoja, kaupia ar kitaip panaudoja žvaigždės spinduliuotės energiją, rašo „Science Focus“.

Manoma, kad tokie įrenginiai yra labiausiai tikėtinas, reikalingas ir ekonomiškas būdas patenkinti milžiniškus ateities žmonių civilizacijos ir, galbūt, pažangių ateivių civilizacijų kitose kosmoso vietose energijos poreikius.

Kas jas sugalvojo? Ir kada?

Dysono sferos koncepcija pavadinta fiziko Freemano Dysono (1923–2020), kuris 1960 m. trumpame moksliniame straipsnyje aptarė šią idėją, analizuodamas kitų civilizacijų aptikimo metodus, vardu. Tačiau F. Dysonas prisipažino, kad jį įkvėpė nemenko pripažinimo sulaukęs britų rašytojo Olafo Stapledono mokslinės fantastikos romanas „Žvaigždžių kūrėjas“ (1937) (angl. „Star Maker“).

Savo romane O. Stapledonas aprašė „šviesos spąstų tinklus“, supančius kiekvieną visatos žvaigždę ir „sutelkiančius beišsisklaidančią saulės energiją sumaniam panaudojimui“.

Nuo to laiko ne vienas mokslininkas yra analizavęs Dysono sferos koncepciją, dažniausiai siekdamas ją pritaikyti Nežemiško intelekto paieškos (angl. Search for Extraterrestrial Intelligence, SETI) tyrimuose.

Kaip veikia Dysono sferas?

Dysono sferos paskirtis yra suvaldyti didžiulę žvaigždės šeimininkės išskiriamą energiją. Mes jau turime sukūrę pamatinę technologiją, kaip tai padaryti, – saulės elementus. Juose vyksta fotovoltiniu efektu vadinamas procesas, kurio metu fotonai išmuša elektronus iš atomų, paskatindami krūvio atskyrimą medžiagoje, – taip susidaro elektros srovė.

Dysono sferos, kad ir kokia būtų jų forma, greičiausiai naudotų šį procesą energijai gaminti. Kai kurie tyrinėtojai numato, kad tokiu būdu pagaminta energija tam tikromis belaidėmis technologijomis būtų perduodama netoliese esančiai civilizacijai, tikriausiai įsikūrusiai gyvenamoje planetoje, skriejančioje aplink žvaigždę šeimininkę.

Ar Dysono sferos galėtų iš tiesų egzistuoti?

Kol kas nėra įrodymų, kad Dysono sferos ar kažkas panašaus į jas egzistuotų kurioje nors visatos vietoje. Tačiau mokslininkai gali bandyti kažką pasakyti apie tai, ar jos yra „leistinos“.

Visų pirma, nors tokia technologija yra daug sudėtingesnė nei dabartinis Žemės civilizacijos intelektas pajėgtų aprėpti, nėra žinomų neįveikiamų kliūčių jos kūrimui. Turint pakankamai paskatų, išteklių ir technologinės pažangos, Dysono sferų konstravimas tikrai būtų įmanomas. Vienas mokslininkas apskaičiavo, kad žmonės galėtų pabandyti imtis šio milžiniško darbo per ateinančius 100 metų. Kiti tyrinėtojai gi teigia, kad tokios prognozės nepagrįstai optimistinės.

Visgi astronomai nustatė tam tikrus apribojimus, kiek Dysono sferų galėtų būti kosmose. Tuo tikslu daromos tam tikros prielaidos, kaip šios struktūros paveiktų besiformuojančią žvaigždžių šviesą, kurią jos supa. Pavyzdžiui, dauguma tokių struktūrų blokuotų dalį žvaigždės šeimininkės šviesos, todėl sumažėtų jos optinis ryškumas.

Dėl jų taip pat gali atsirasti šilumos atliekų, kurios būtų išspinduliuojamos kaip infraraudonoji spinduliuotė. Atidžiai ieškant tokio trūkumo ar pertekliaus tūkstančių žvaigždžių šviesoje, apskaičiuota, kad Dysono sferos gali būti sumontuotos aplink kokius 10 000 žvaigždžių, esančių maždaug 16 000 šviesmečių spinduliu aplink Žemę (palyginimui, atstumas iki Paukščių Tako centro yra maždaug 26 000 šviesmečių).

Kaip Dysono sferos vaizduojamos mokslinėje fantastikoje?

Mokslinės fantastikos kūrėjai dažnai įsivaizduoja Dysono sferą kaip standžią konstrukciją, visiškai apgaubiančią žvaigždę, nors tai nėra originali F. Dysono idėja ir iš tikrųjų yra laikoma mažiausiai tikėtinu sprendimu. Tačiau išgalvotose visatose yra buvę ir į žiedus panašių struktūrų bei palydovų spiečių.

Prie žymesnių romanų, aprašančių Dysono sferas ar panašias sąvokas, paminėtini Fritzo Leiberio „Klajūnas“ (angl. „The Wanderer“) (1964), Larry`io Niveno „Žiedinis pasaulis“ (angl. „Ringworld“) (1970) ir Stepheno Baxterio „Laiko laivai“ (angl. The Time Ships“) (1995). Dysono sfera pavaizduota ir kultinio televizijos serialo „Žvaigždžių kelias: kita karta“ (angl. „Star Trek: The Next Generation“) serijoje pavadinimu „Relikvijos“ (1992).

Ar jos gali būti atsakingos už „keistus“ signalus iš kosmoso?

Iš kosmoso atsklinda daug „keistų“ ar nepaaiškinamų signalų, tačiau šiuo metu nė vienas iš jų nėra siejamas su Dysono sferomis.

Prieš kelerius metus žvaigždės, populiariai vadinamos „Tabby žvaigžde“, ryškumas netikėtai vis sumažėdavo ir jau buvo imta galvoti apie ją gaubiančią Dysono sferą, tačiau tolesni stebėjimai parodė, kad šių pokyčių kaltininkai buvo aplink žvaigždę skriejantys dulkių debesys.

Kaip sukonstruoti Dysono sferą?

Viena galimybė, kaip sufleruoja pavadinimas, būtų sukonstruoti sferinį karkasą aplink žvaigždę (vadinamąjį Dysono apvalkalą). Norint kontroliuoti žvaigždės gravitacijos ir spinduliuotės slėgio poveikį, tokia konstrukcija tikriausiai turėtų būti lanksti ir turėti kažkokią varomąją jėgą, kuri leistų keisti jos padėtį. Tačiau kai kurie tyrinėtojai teigia, kad išlaikyti tokių sferinių struktūrų stabilumą greičiausiai būtų sunkiai įmanoma.

Dysono sferos tikriausiai apskritai nebūtų sferos. Kai kurios koncepcijos numato žiedines struktūras, tankius orbitoje skriejančių palydovų spiečius arba „statitų“ (statinių palydovų), kurie žvaigždės atžvilgiu liktų nejudantys, sankaupas (vadinamas Dysono burbulu). Inžinieriai mano, kad šias konstrukcijas nuotoliniu būdu galėtų statyti gausūs kosmose skraidančių robotų būriai, o statybinių medžiagų būtų galima gauti ardant uolines planetas.

Užsimenama ir apie egzotiškesnes Dysono struktūrų formas, pavyzdžiui, galaktikos dydžio „išmanių dulkių“ debesis, suvaldančius milijardų žvaigždžių energiją.