Размышления о Сфере Дайсона: сможем ли мы когда-нибудь освоить энергию звезд?

Проблема поиска цивилизаций

Но еще со средины прошлого века начались систематические поиски внеземной жизни у других звезд. Хотя многих озадачивал парадокс «молчания Вселенной», был разработан целый комплекс мер по изучению ближайших к Солнцу светил с целью обнаружения признаков разумной деятельности. Этот комплекс мер известен как проблема SETI. В СССР большую работу вел в этом направлении член-корреспондент Академии Наук Иосиф Шкловский.

Ученик Шкловского Николай Кардашев (ныне академик РАН) сформулировал стадии развития цивилизации:




Цивилизации стадии 1 должны овладеть всей энергией центральной звезды падающей на их планету (землянам еще очень далеко даже до 1% этого уровня).

На стадии 2 цивилизации полностью осваивают энергию своего светила и начинают активные межзвездные путешествия.

Стадия 3 характеризуется овладением всей энергией своей галактики.

Ныне многие специалисты полагают, что обнаружить по косвенным признакам цивилизации, не достигшие 1 стадии развития практически невозможно, а вот цивилизации 1 и выше стадии должны оставлять инженерные изменения, которые при должном изучении укажут на наличие развитой жизни. Цивилизаций стадии 1 в нашей Галактике видимо совсем немного, еще меньше на стадии 2, а стадии 3 скорее всего просто нет. Естественно, проще обнаружить цивилизации стадии 2, и одним из признаков существования высокоразвитой жизни является наличие у звезды так называемой сферы Дайсона.

Идея Фримена Дайсона

В 1960 году американский физик английского происхождения Фримен Дайсон (уже создавший себе мировое имя рядом важных работ) начал рассуждения о проблеме SETI. Размышления о природе высокоразвитых цивилизаций навели ученого на мысль, о том что высокоразвитые существа должны оставлять различные инженерные сооружения, которые будут ясным маркером наличия могущественной цивилизации. Фримен Дайсон полагал, что рано или поздно цивилизация начнет стремиться овладеть всей энергией своей звезды (то есть выйти на стадию 2 по Кардашеву).




А дальше в рассуждениях Фримену Дайсону помогла любовь к литературе. В фантастическом романе Олафа Стэплдона «Создатель звезд» ученый наткнулся на идею построения сферы вокруг звезды, чтобы максимально использовать ее энергию. Он рассчитал, что подобную сферу имеет смысл строить не дальше чем находится средняя из планет системы. Для построения подобного сооружения на орбите нашей Земли по вычислениям ученого придется использовать вещества немногим больше по массе, чем Юпитер. Хотя толщина будет относительно небольшая.




Сила притяжения центрального светила будет оказывать свое воздействие, чтобы его уравновесить сфере Дайсона придется вращаться вокруг своей оси. Это приведет к появлению гравитации в экваториальной зоне, которая будет постепенно уменьшаться к полюсам. Непрерывно поглощая излучение центральной звезды, сфера Дайсона сама станет излучать в инфракрасном диапазоне. Для человеческого глаза подобное излучение невидимо, но приборов могущих его фиксировать человечеству известно немало. Вот по этому признаку и можно обнаружить сферу Дайсона.

Проблемы и возражения

Однако при всей своей красоте идея Фримена Дайсона имеет немало изъянов. Главный из них — при вращении вокруг своей оси центробежная сила будет иметь максимум на экваторе и равняться нулю на полюсах. Значит на полюсах притяжение центрального светила вообще ничем не будет компенсироваться. Возникнут гигантские напряжения, которые в обязательном порядке приведут к разрушению всего сооружения.




Известный польский фантаст Станислав Лем приводил возражения психологического характера. По мнению писателя, сооружение подобной сферы для обеспечения жизненного пространства квадриллионам обитателей возможно и сделает их жизнь комфортной, но наверняка приведет к коллапсу всей цивилизации в целом.

А Иосиф Шкловский доказал практическую бессмысленность сферы Дайсона. По словам ученого, здесь он коснулся условий Солнечной системы и сферы построенной на земной орбите, гораздо проще, чем строить сооружение с массой превосходящий Юпитер, использовать водород того же Юпитера в термоядерном синтезе. Теоретическим пределом получения энергии с помощью сферы Дайсона является годичное излучение Солнца.

Так вот, энергии термоядерного синтеза водорода самой крупной планеты хватит на 300 миллионов лет существования сферы Дайсона. А еще можно получить совсем неплохой прибавок больше 120 миллионов лет если прибавить остальные планеты-гиганты. А затем можно перейти к термоядерному синтезу гелия и еще протянуть какое-то время.

Попытки спасти теорию

Все же сторонники создания сферы Дайсона попробовали обойти хотя бы возражение о разрушении сферы под воздействием напряжений. Появились проекты конструкций напоминающих ракушку или волчок с разомкнутыми утолщениями у полюсов. Наиболее реальным автору статьи видится проект взятый из романа фантаста Ларри Нивена «Мир-кольцо».




Эта конструкция представляет вращающееся кольцо небольшой ширины. Проблема заключается в том, что комфортно жить в таком мире можно, а вот назвать его вариантом сферы Дайсона никак нельзя. Как нетрудно понять кольцевой мир пропускает мимо себя абсолютное большую часть излучения звезды, а именно в его уловлении и заключалась идея Фримена Дайсона.




Можно конечно представить себе множество колец, каждое из которых будет перекрывать определенный пояс небесной сферы. Но подобный прожект кажется автору статьи еще большей бессмысленностью, чем оригинальная идея.

....А между тем поиск сфер Дайсона продолжается на полном серьезе. И даже были объявления о возможном их обнаружении. Правда затем предположения о нахождении сфер Дайсона рассыпались в прах.