Det är svårt att säga när en person först undrade om han var ensam i universum. Men det är möjligt att bestämma tiden när sökandet efter ett svar på denna fråga flyttade från sidorna i science fiction-romaner till vetenskapen - mitten av förra seklet, början av rymdåldern. Med utvecklingen av det interplanetära rymden började fler och fler idéer om utomjordiska civilisationer dyka upp. Intergalaktiska krig utspelade sig på science fiction-sidorna, och astrofysiker och astronomer försökte förstå om liv var möjligt i närheten av avlägsna stjärnor. Om ja, hur hittar man den? Bland de senaste idéerna är teorin om Freeman Dyson. En sfär av enorm storlek, som gör det möjligt att ackumulera en stjärnas energi, är vad det enligt hans åsikt är värt att leta efter i det stora yttre rymden för att hitta utomjordingar.
Freeman John Dyson
Amerikansk vetenskapsman av engelskt ursprung föddes 1923. Idag är 92-åriga Dyson, vars intresseområde täcker kvantfysik, astrofysik och lågenergifysik, känd som en av grundarna av kvantelektrodynamiken. Kanske mer känt för honom var konceptet som vetenskapsmannen lånade av OlafStapledon, science fiction-författare, författare till The Star Maker. Teorin, kallad "Dyson-sfären", antyder att mycket avancerade civilisationer kan bygga en enorm struktur runt en stjärna för att maximera dess energi. Genom att hitta en sådan design kommer forskare att kunna upptäcka utomjordisk intelligens.
Koncept
En högt utvecklad civilisation, hypotetiskt existerande i yttre rymden, kommer förr eller senare att möta utarmningen av energiresurser - det är Dysons antagande. En sfär med en radie på en astronomisk enhet med en stjärna i mitten kan lösa detta problem. Den imponerande storleken på strukturen gör att du kan använda stjärnans energi fullt ut och, om nödvändigt, blir ett hem för dess skapare.
Parametrar
Tjockleken på sfären, enligt Dysons beräkningar, ska vara ganska liten. För att bygga en sådan struktur behöver du material som är nära Jupiter i massa. Idag ser ett sådant projekt ut som en väldigt djärv fantasi. Det är dock omöjligt att utesluta möjligheten att mänskligheten efter hundratals eller tusentals år kommer att kunna omsätta det till verklighet, och nu i rymdens stora vidder är en utomjordisk civilisation som överträffar oss när det gäller utveckling engagerad i konstruktion av en sådan struktur.
En stjärna med en Dyson-sfär lyder samma fysiska lagar som planetsystem. Därför måste strukturen rotera: centrifugalrotationskraften balanserar stjärnans attraktionskraft och tillåter inte föremålet att kollapsa och falla på det.
Tecken på en utveckladcivilisationer
I enlighet med Dysons idé kan sfären bli en slags fyr som markerar närvaron av utomjordisk intelligens. Men hur hittar man det? Enligt teoretiska beräkningar bör en sådan design ständigt avge ljus. Det är osynligt för det mänskliga ögat. Strålningen ska ligga i den infraröda delen av spektrumet. Befintlig utrustning kan upptäcka sådana källor, dessutom har en hel del redan hittats.
Kännetecknet för en Dyson-sfär bör vara en atypisk spektralfördelning. Sökandet efter en design som teoretiskt beskrivs av en fysiker utförs som en del av SETI-programmet, som syftar till att upptäcka närvaron av utomjordisk intelligens i rymden. De största förhoppningarna för denna svåra uppgift ställs på Spitzer-teleskopet.
Argument mot
Sedan dess tillkomst har Dysons teori upprepade gånger omprövats och omprövats. Som ett resultat dök det upp en välgrundad åsikt att ett sådant föremål inte kunde existera, oavsett hur avancerad civilisationen var och oavsett vilka egenskaper stjärnan hade. Dyson-sfären, som kretsar runt armaturen, får sin maximala hastighet i ekvatorområdet. Samtidigt förblir strukturen orörlig vid polerna, vilket oundvikligen kommer att leda till dess kollaps. Detta är huvudargumentet mot den amerikanska vetenskapsmannens teori.
Forskare i frågan noterar också att sfären spati alt begränsar civilisationens utveckling och ger upphov till flera betydande sociokulturella problem som överskuggar fördelarna med dess skapelse.
Alternativa alternativ
Men i den vetenskapliga världenDysons teoretiska utveckling har inte sjunkit i glömska. Flera varianter av designändringar beskrevs, där de viktigaste kritikerna beaktades. Den första av dessa är en ring med liten bredd, lika stor i diameter som en sfär. Du kan träffa ett sådant föremål på sidorna i romanen "The World-Ring" av Larry Niven.
Det andra alternativet är en design som liknar en topp. De krökta förtjockningarna i polernas område är öppna. Denna version av sfären kännetecknas av samma vikt när som helst på insidan.
Sovjetiska fysikern G. I. Pokrovsky. I hans modell består designen av många ringar som bildar något som ser ut som ett skal. Denna version av sfären kallades "Pokrovsky-skalet".
Criswell-strukturen är ytterligare en modifiering av Dysons föreslagna astrokonstruktion. Dess egenskap är en fraktal yta, som gör det möjligt att maximera området som tar emot stjärnans strålning.
Söker efter en hypotetisk Dyson-sfär
Teoretisk utveckling av den amerikanska fysikern i mer än femtio år. Det var dock först på 2000-talet som teknikutvecklingen gjorde det möjligt att titta in i rymdens avlägsna hörn för att på allvar fundera på sökandet efter strukturer som liknar en sfär. En analys av information som kommer från teleskop visade att det finns flera hundra tusen föremål som är lämpliga för rollen som gigantiska konstgjorda strukturer. Sant, egenskaperna hos varjekandidater med olika grader av sannolikhet förklaras av mer prosaiska skäl, bland annat kometsvärmar, vätemoln och så vidare.
En av de sista utmanarna till en stjärna omgiven av en Dyson-sfär var en stjärna i stjärnbilden Cygnus. I astronomiska kataloger är den betecknad som KIC 8462852.
Dyson-sfären upptäckt?
Förra hösten kunde man lägga märke till en rubrik på medias sidor som tillkännagav upptäckten av platsen för en utomjordisk civilisation. Stjärnan, nära vilken intelligenta varelser som är okända för oss bor, kallades KIC 8462852. Stjärnans egenskaper blev kända tack vare Kepler-teleskopet.
Hösten 2015 publicerades resultaten av en studie av dess märkliga ljusstyrka. Ungefär en gång var 800:e dag minskar stjärnans strålning med 15-20%. Lågkonjunkturen varar från flera dagar till flera månader. Sådant beteende är inte karakteristiskt för kända klasser av armaturer och kan inte förklaras av planetens passage över skivan, eftersom minskningen av strålningen i detta fall alltid skulle vara densamma i tiden. Jason Wright, en vetenskapsman vid University of Pennsylvania, föreslog att orsaken till denna anomali är Dyson-sfären. KIC 8462852 har därmed blivit en främsta kandidat för sökandet efter utomjordisk intelligens.
Andra förklaringar
Wright har upprepade gånger noterat att detta bara är en av versionerna, och den mest osannolika. Men tack vare media spreds nyheten om den möjliga upptäckten av Dyson-sfären över världen. Under tiden finns det andra förklaringar till stjärnans märkliga strålning. Forskare från Yale University, ledd av Tabeta Boyajian, föreslår att stjärnan är omgiven av en svärm av kometer. Kanske fångade KIC 8462852 dem för några tusen år sedan när ett annat stjärnsystem passerade. Tabeta noterar att denna förklaring bara är något mer trolig än Dyson-sfären. Mötet mellan två stjärnsystem är en mycket sällsynt händelse, och volymen av den fångade svärmen av kometer måste vara enorm. Men denna teori har hittills fått det största antalet anhängare i den vetenskapliga världen.
Ta en närmare titt på vita dvärgar
Forskare från Turkiet gick också med i sökandet efter Dyson-sfären. Nyligen publicerade de en studie enligt vilken det är nödvändigt att leta efter en sådan struktur hos vita dvärgar. Relativt små och kalla föremål i rymden representerar det sista steget i utvecklingen av armaturer som solen. I deras närhet kräver konstruktionen av en sfär mindre ansträngning och material än runt mer massiva stjärnor. Enligt forskarnas beräkningar skulle tjockleken på strukturen nära den vita dvärgen inte överstiga 1 meter. Dess konstruktion skulle kräva material som är ungefär lika i massa som månen.
Kanske, efter en tid, kommer forskare att komma till slutsatsen att Dyson-sfären är en onödig eller för komplicerad struktur. Men sökandet efter en hypotetisk design fortsätter. Det är säkert att säga att sådana idéer kommer att uppstå i framtiden, eftersom mänskligheten inte kommer att sluta försöka hitta bröder i åtanke i rymdens vidd.
