Het is moeilijk te zeggen wanneer iemand zich voor het eerst afvroeg of hij alleen in het universum was. Maar het is mogelijk om de tijd te bepalen waarop de zoektocht naar een antwoord op deze vraag zich verplaatste van de pagina's van sciencefictionromans naar de wetenschap - het midden van de vorige eeuw, het begin van het ruimtetijdperk. Met de ontwikkeling van de interplanetaire ruimte kwamen er steeds meer ideeën over buitenaardse beschavingen. Intergalactische oorlogen speelden zich af op de pagina's van sciencefiction, en astrofysici en astronomen probeerden te begrijpen of leven mogelijk was in de buurt van verre sterren. Zo ja, hoe deze te vinden? Een van de nieuwste ideeën is de theorie van Freeman Dyson. Een bol van enorme omvang, waarmee de energie van een ster kan worden verzameld, is volgens hem de moeite waard om in de uitgestrekte ruimte te zoeken om buitenaardse wezens te vinden.
Freeman John Dyson
Amerikaanse wetenschapper van Engelse afkomst werd geboren in 1923. Tegenwoordig staat de 92-jarige Dyson, wiens interessegebied kwantumfysica, astrofysica en lage-energiefysica omvat, bekend als een van de grondleggers van de kwantumelektrodynamica. Misschien wel bekender voor hem was het concept dat de wetenschapper van Olaf. leendeStapledon, sciencefictionschrijver, auteur van The Star Maker. De theorie, die de "Dyson-bol" wordt genoemd, suggereert dat zeer geavanceerde beschavingen een enorme structuur rond een ster kunnen bouwen om zijn energie te maximaliseren. Door zo'n ontwerp te vinden, kunnen wetenschappers buitenaardse intelligentie detecteren.
Concept
Een hoogontwikkelde beschaving, hypothetisch bestaande in de ruimte, zal vroeg of laat te maken krijgen met de uitputting van energiebronnen - dat is de veronderstelling van Dyson. Een bol met een straal van één astronomische eenheid met een ster in het midden kan dit probleem oplossen. De indrukwekkende grootte van de structuur stelt je in staat om de energie van de ster volledig te gebruiken en, indien nodig, een thuis te worden voor zijn makers.
Parameters
De dikte van de bol zou volgens de berekeningen van Dyson vrij klein moeten zijn. Om zo'n structuur te bouwen, heb je materiaal nodig dat qua massa dicht bij Jupiter ligt. Tegenwoordig ziet zo'n project eruit als een zeer gewaagde fantasie. Het is echter onmogelijk om de mogelijkheid uit te sluiten dat de mensheid na honderden of duizenden jaren in staat zal zijn om het in de realiteit te vertalen, en nu in de uitgestrekte ruimte is een buitenaardse beschaving die ons overtreft in termen van ontwikkeling bezig met de constructie van een dergelijke structuur.
Een ster met een Dyson-bol gehoorzaamt aan dezelfde natuurkundige wetten als planetaire systemen. Daarom moet de structuur roteren: de kracht van centrifugale rotatie balanceert de aantrekkingskracht van de ster en staat niet toe dat het object instort en erop v alt.
Tekenen van een ontwikkeldbeschavingen
Volgens Dysons idee kan de bol een soort baken worden dat de aanwezigheid van buitenaardse intelligentie aangeeft. Echter, hoe het te vinden? Volgens theoretische berekeningen zou zo'n ontwerp constant licht moeten uitstralen. Het is onzichtbaar voor het menselijk oog. De straling moet in het infrarode deel van het spectrum liggen. Bestaande apparatuur kan dergelijke bronnen detecteren, bovendien zijn er al heel wat gevonden.
Het kenmerk van een Dyson-bol zou een atypische spectrale verdeling moeten zijn. De zoektocht naar een door een natuurkundige theoretisch beschreven ontwerp wordt uitgevoerd als onderdeel van het SETI-programma, gericht op het detecteren van de aanwezigheid van buitenaardse intelligentie in de ruimte. De belangrijkste hoop voor deze moeilijke taak is gevestigd op de Spitzer-telescoop.
Argumenten tegen
Sinds het begin is de theorie van Dyson herhaaldelijk heroverwogen en opnieuw getest. Als gevolg hiervan verscheen een gefundeerde mening dat een dergelijk object niet zou kunnen bestaan, hoe geavanceerd de beschaving ook was en welke kenmerken de ster ook bezat. De Dyson-bol, die rond het licht draait, verkrijgt zijn maximale snelheid in het evenaargebied. Tegelijkertijd blijft de structuur onbeweeglijk aan de polen, wat onvermijdelijk tot instorting zal leiden. Dit is het belangrijkste argument tegen de theorie van de Amerikaanse wetenschapper.
Onderzoekers van de kwestie merken ook op dat de bol de ontwikkeling van de beschaving ruimtelijk beperkt en aanleiding geeft tot verschillende belangrijke sociaal-culturele problemen die de voordelen van de creatie ervan overschaduwen.
Alternatieve opties
In de wetenschappelijke wereldDysons theoretische ontwikkeling is niet in de vergetelheid geraakt. Er werden verschillende varianten van ontwerpaanpassingen beschreven, waarbij rekening werd gehouden met de belangrijkste punten van kritiek. De eerste hiervan is een ring van kleine breedte, zo groot in diameter als een bol. Je kunt zo'n object ontmoeten op de pagina's van de roman "The World-Ring" van Larry Niven.
De tweede optie is een ontwerp dat lijkt op een top. De gebogen verdikkingen in het gebied van de polen zijn open. Deze versie van de bol wordt gekenmerkt door hetzelfde gewicht op elk punt aan de binnenkant.
Sovjet-fysicus G. I. Pokrovski. In zijn model bestaat het ontwerp uit vele ringen, die iets vormen dat op een schelp lijkt. Deze versie van de bol werd de "Pokrovsky-schelp" genoemd.
De Criswell-structuur is een andere wijziging van Dyson's voorgestelde astro-constructie. Het kenmerk is een fractaal oppervlak, waardoor het gebied dat de straling van de ster ontvangt, kan worden gemaximaliseerd.
Zoeken naar een hypothetische Dyson-bol
Theoretische ontwikkeling van de Amerikaanse natuurkundige gedurende meer dan vijftig jaar. Het was echter pas in de jaren 2000 dat de ontwikkeling van technologie het mogelijk maakte om in de uithoeken van de ruimte te kijken om serieus na te denken over het zoeken naar structuren die lijken op een bol. Een analyse van informatie afkomstig van telescopen toonde aan dat er enkele honderdduizenden objecten zijn die geschikt zijn voor de rol van gigantische kunstmatige structuren. Toegegeven, de kenmerken van elkkandidaten met verschillende mate van waarschijnlijkheid worden verklaard door meer prozaïsche redenen, waaronder zwermen kometen, waterstofwolken, enzovoort.
Een van de laatste kanshebbers voor een ster omringd door een Dyson-bol was een ster in het sterrenbeeld Cygnus. In astronomische catalogi wordt het aangeduid als KIC 8462852.
Dyson-bol gedetecteerd?
Afgelopen herfst kon men een kop op de pagina's van de media opmerken die de ontdekking van de locatie van een buitenaardse beschaving aankondigde. De ster, waar in de buurt van ons onbekende intelligente wezens leven, heette KIC 8462852. De kenmerken van de ster werden bekend dankzij de Kepler-telescoop.
In de herfst van 2015 werden de resultaten gepubliceerd van een onderzoek naar zijn vreemde helderheid. Ongeveer eens in de 800 dagen neemt de straling van de ster af met 15-20%. De recessie duurt van enkele dagen tot enkele maanden. Dergelijk gedrag is niet kenmerkend voor bekende klassen van armaturen en kan niet worden verklaard door de passage van de planeet over de schijf, omdat in dit geval de afname in straling altijd hetzelfde zou zijn in de tijd. Jason Wright, een wetenschapper aan de Universiteit van Pennsylvania, suggereerde dat de reden voor deze anomalie de Dyson-bol is. KIC 8462852 is dus een uitstekende kandidaat geworden voor de zoektocht naar buitenaardse intelligentie.
Andere verklaringen
Wright heeft herhaaldelijk opgemerkt dat dit slechts een van de versies is, en de meest onwaarschijnlijke. Dankzij de media verspreidde het nieuws over de mogelijke ontdekking van de Dyson-bol zich echter over de hele wereld. Ondertussen zijn er andere verklaringen voor de vreemde straling van de ster. Onderzoekers van Yale University, onder leiding van Tabeta Boyajian, suggereren dat de ster wordt omringd door een zwerm kometen. Misschien heeft KIC 8462852 ze een paar duizend jaar geleden vastgelegd toen een ander sterrenstelsel voorbij kwam. Tabeta merkt op dat deze verklaring slechts iets waarschijnlijker is dan de Dyson-bol. De ontmoeting van twee sterrenstelsels is een zeer zeldzame gebeurtenis, en het volume van de gevangen zwerm kometen moet enorm zijn. Deze theorie heeft echter tot nu toe het grootste aantal aanhangers in de wetenschappelijke wereld gekregen.
Bekijk witte dwergen van dichtbij
Wetenschappers uit Turkije deden ook mee aan de zoektocht naar de Dyson-bol. Onlangs publiceerden ze een studie volgens welke het nodig is om naar een dergelijke structuur in witte dwergen te zoeken. Relatief kleine en koude objecten in de ruimte vertegenwoordigen de laatste fase in de evolutie van armaturen zoals de zon. In hun nabijheid kost de constructie van een bol minder inspanning en materiaal dan rond zwaardere sterren. Volgens de berekeningen van wetenschappers zou de dikte van de structuur bij de witte dwerg niet meer dan 1 meter bedragen. Voor de constructie ervan zou materiaal nodig zijn dat ongeveer even zwaar is als de maan.
Misschien komen wetenschappers na enige tijd tot de conclusie dat de Dyson-bol een onnodige of te gecompliceerde structuur is. De zoektocht naar een hypothetisch ontwerp gaat echter door. Het is veilig om te zeggen dat dergelijke ideeën in de toekomst zullen ontstaan, aangezien de mensheid niet zal stoppen met proberen om broeders in gedachten te vinden in de uitgestrektheid van de ruimte.
