fbpx

Сфера Дайсона: как нам застроить Солнечную систему

Сфера Дайсона
Один из вариантов сферы Дайсона. В центре конструкции хорошо видна звезда

Существует ли разумная жизнь во Вселенной – один из самых главных вопросов, стоящих сегодня перед человечеством. Мы слушаем небо в разных радиодиапазонах, всматриваемся в другие звездные системы, отправляем послания вместе с космическими аппаратами, в надежде отыскать в бесконечных глубинах космоса братьев по разуму. Но каких-либо результатов как не было, так и нет. Учитывая скорость, с которой жизнь зародилась и распространилась по поверхности Земли и огромные просторы космоса, это выглядит несколько необычно. Ведь только в нашей галактике находится 400 миллиардов звезд, и каждая из них потенциально может стать колыбелью цивилизации.

Возможным объяснением подобного феномена является гипотетическая сфера Дайсона, которую продвинутая культура может построить вокруг своего Солнца. В этом случае обнаружение ее доступными нам методами будет крайне затруднено.

Что такое сфера Дайсона, и откуда взялось это понятие

Сфера Дайсона – фантастический проект создания огромной оболочки, расположенной вокруг центрального светила. Если размещать ее в нашей системе, размеры должны превышать радиус орбиты Венеры, а для постройки грандиозной конструкции необходимо вообще все вещество крупного небесного тела типа Юпитера.

Ее основная задача заключается в захвате и преобразовании значительной доли излучения звезды. Для этого внутреннюю поверхность сферы необходимо покрыть фотоэлектрическими элементами, причем их эффективность должна значительно превосходить современные аналоги. Существуют идеи использовать подобную сферу не только для получения энергии, но и для обитания людей.

Кольцо Нивена
Кольцо Нивена — упрощенный вариант сферы Дайсона

Автором проекта считается известный американский физик-теоретик Фримен Дайсон. Он неоднократно заявлял, что данную идею «подсмотрел» в одном фантастическом романе. Ученый не любит название своего детища и не раз высказывался о желательности его замены.

Идеи постройки подобных циклопических сооружений в Солнечной системе высказывали и ранее. О такой сфере писал Циолковский в «Грезах о Земле и небе».

Для чего она необходима

Любая цивилизация, по мере своего развития, потребляет все больше энергии. Основываясь на этой констатации, советский астроном Николай Кардашев еще в середине 60-х годов разработал классификацию цивилизаций:

  • 1-го типа полностью подчиняет себе энергетические ресурсы родной планеты– примерно 10¹⁶ Вт;
  • 2-го типа способна аккумулировать всю энергию, которую излучает их звезда – 10²⁶ Вт;
  • 3-го типа располагает техническими возможностями для доступа к энергии всей галактики – 10³⁶ Вт.

Позже ученый доработал классификацию, добавив в нее Тип 0 – цивилизации, которые способны использовать энергетические ресурсы отдельных государств, а также Типы 4 и 5, имеющие доступ к энергии значительных областей Вселенной.

Сфера Дайсона в Солнечной системе
Размеры сферы Дайсона по сравнению с орбитами Меркурия и Венеры

Сфера Дайсона – сооружение, позволяющее полностью аккумулировать энергию звезды, то есть она является характерным признаком цивилизации второго типа. Поэтому ее основные свойства способны помочь в поисках внеземной разумной жизни. Дайсон полагает, что создание подобной структуры в Солнечной системе –только вопрос времени. В будущем человечество просто будет вынужденно построить сферу из-за стремительного роста потребления энергии.

Критика проекта или что может пойти не так

Согласно приведенной выше классификации, человечество сейчас находится на «нулевом» уровне. Мы пока даже теоретически не сможем построить ничего похожего на сферу вокруг звезды. Однако есть довольно авторитетные ученые, утверждающие, что подобную конструкцию невозможно построить в принципе.

Чтобы уравновесить силу притяжения Солнца, сферу нужно раскрутить вокруг центральной оси. Однако созданная таким образом центробежная сила не будет равномерной: она достигнет максимума на экваторе и минимума на полюсах, что неизбежно разрушит конструкцию. И это далеко не единственная проблема.

Вариант сферы Дайсона
Еще один вариант конструкции сооружения

Где должна находиться сфера в Солнечной системе? Найти нужное место не так уж просто: если ее будут использовать для получения электроэнергии, то логично разместить конструкцию на очень близком расстоянии от звезды. Но при этом необходимо решить проблему ее устойчивости: она не должна ломаться под действием огромной солнечной гравитации.

Материал сферы не должен плавиться от энергии Солнца, деформироваться под воздействием солнечного ветра или коронарных выбросов. Придется подумать и о защите конструкции от ударов комет и астероидов, а также гравитации планет, находящихся неподалеку.

Если сфера Дайсона будет использоваться для проживания людей, ее лучше разместить примерно на том же расстоянии, где сегодня находится орбита Земли, и свет Солнца имеет оптимальную для нашего вида интенсивность. В этом случае требования к прочности и стабильности конструкции возрастают еще больше. Следует понимать, что если радиус сферы будет меньше орбиты Земли, наша родная планета окажется отрезанной от солнечного света, и жизнь на ней станет невозможной.

Появление новой грандиозной конструкции неизбежно нарушит стабильность движения планет и других небесных тел, которые находятся в системе.

К чисто инженерным проблемам необходимо добавить вопросы социального и экономического характера: неизвестно, как наладить жизнь триллионов разумных существ, проживающих в одном месте. Польский философ и футуролог Станислав Лем считал, что в этом случае человечество неизбежно ожидает регресс и крах культурных ценностей.

Советский астроном Иосиф Шкловский полагал идею создания сферы Дайсона утопической и абсолютно не нужной. По его мнению, человечество более или менее сможет обеспечить себя энергией другими способами. Например, используя варианты, основанные на ядерном синтезе.

В любом случае на нынешнем этапе технологического развития человечества постройка сферы Дайсона абсолютно невозможна. У нас нет материалов, источников энергии и знаний, необходимых для создания объекта радиусом в 150 млн километров. Нет аппаратов, способных доставить в космос огромные конструкции. Для реализации такого мегапроекта необходимо колоссальное количество вещества, причем речь идет даже не о массе пояса астероидов, а об использовании для строительства целых планет.

Альтернативные варианты сооружения

Из-за большой сложности сферы Дайсона было разработано несколько ее «упрощенных» версий.

Вот основные из них:

  • Рой Дайсона. Простейший вариант конструкции, созданной для поглощения солнечной энергии. Представляет собой совокупность отдельных объектов, движущихся с разными скоростям и по независимым орбитам. На каждом из них можно разместить солнечные коллекторы или поселения людей;
  • Пузырь Дайсона. Данная конструкция – модификация роя. Она также состоит из большого количества отдельных элементов, но каждый из них находится неподвижно в определенной точке пространства;
  • Кольцо Нивена. Впервые было описано американским фантастом Нивеном в его знаменитой серии книг. Представляет собой кольцо небольшой ширины, находящееся на околосолнечной орбите;
  • Раковина Покровского. Модификация сферы Дайсона, которую предложил советский физик и писатель-фантаст Покровский. Она представляет собой совокупность нескольких колец;
  • Структура Крисвелла. Дальнейшее развитие сферы Дайсона с поверхностью, состоящей из отдельных фракталов.

Поиски во Вселенной

Если описанные выше мегаконструкции являются непременным этапом развития цивилизации, возможно, их число в Галактике измеряется тысячами и миллионами? В таком случае, зная свойства, мы можем искать в космосе другие цивилизации.

Сфера Дайсона должна полностью скрывать звезду, делая ее незаметной в видимой части электромагнитного спектра. Однако значительная доля энергии, полученной от светила, все равно должна уходить в космическое пространство в виде тепла, следовательно, сферу Дайсона вполне можно разглядеть в инфракрасный телескоп.

Пузырь Дайсона
Пузырь Дайсона — еще одна модификация конструкции

С начала 70-х годов действует программа SETI, что пытается найти в космосе следы внеземных цивилизаций. Поиск сфер Дайсона – одно из приоритетных направлений ее деятельности. Для этой цели применяется телескоп SIRTF, работающий в ИК-диапазоне.

В 2015 году появились данные телескопа Kepler о наблюдениях за звездой Табби в созвездии Лебедя. Ее нестандартное мерцание некоторые астрономы связали с неким астроинженерным сооружением, построенным вокруг нее. Правда, в 2017 году гипотеза была опровергнута: ученые доказали, что причиной аномалии является пылевое облако, вращающееся вокруг светила.

Идеи построить что-нибудь грандиозное за пределами атмосферы регулярно посещают горячие головы. Сегодня с таким проектом «носится» американский предприниматель, владелец «Амазона» и большой энтузиаст космических полетов Джозеф Безос. Его амбиции несколько скромнее, чем сфера Дайсона – филантроп хочет соорудить между Землей и Луной так называемый цилиндр О’Нила. Эта конструкция должна иметь диаметр 1,5 км и создавать искусственную силу тяжести за счет вращения.

Илон Маск недавно назвал эту идею бессмысленной и сравнил ее с проектом постройки США посреди Атлантического океана. Планы самого Маска тоже не всегда выглядят реалистично, но здесь с ним сложно не согласиться: пока человечество летает в космос на крайне неэффективных химических двигателях и получает львиную долю энергии от сжигания ископаемого топлива, о серьезных проектах за пределами атмосферы лучше забыть.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них