Что такое сфера Дайсона? Сфера Дайсона существует или нет? Что такое сфера дайсона
Что такое сфера Дайсона? Сфера Дайсона существует или нет?
Трудно сказать, когда человек впервые задумался, один ли он во Вселенной. Зато можно определить время, когда поиск ответа на этот вопрос перешел со страниц фантастических романов в науку — середина прошлого века, начало космической эры. По мере освоения межпланетного пространства стало появляться все больше идей о внеземных цивилизациях. На страницах научной фантастики разыгрывались межгалактические войны, а астрофизики и астрономы пытались понять, возможна ли жизнь в окрестностях далеких звезд. Если да, то как ее обнаружить? К числу последних идей принадлежит теория Фримена Дайсона. Сфера огромных размеров, позволяющая аккумулировать энергию звезды, — вот что, по его мнению, стоит искать в безбрежном космическом пространстве, чтобы найти инопланетян.
Фримен Джон Дайсон
Американский ученый английского происхождения родился в 1923 году. Сегодня 92-летнего Дайсона, сфера интересов которого охватывает квантовую физику, астрофизику, физику низких энергий, знают как одного из создателей квантовой электродинамики. Едва ли не в большей степени славу ему принесла концепция, которую ученый позаимствовал у Олафа Стэплдона, писателя-фантаста, автора книги «Создатель звезд». Теория, получившая название «сфера Дайсона», предполагает, что высокоразвитые цивилизации могут построить огромное сооружение вокруг звезды с целью максимального использования ее энергии. Отыскав такую конструкцию, ученые смогут обнаружить и внеземной разум.
Концепция
Высокоразвитая цивилизация, гипотетически существующая в космическом пространстве, рано или поздно столкнется с исчерпанием ресурсов энергии — таково предположение Дайсона. Сфера радиусом в одну астрономическую единицу со звездой в центре может решить эту проблему. Впечатляющая размерами конструкция позволяет полностью использовать энергию звезды и при необходимости становится домом для своих создателей.
Параметры
Толщина сферы, по расчетам Дайсона, должна быть достаточно небольшой. Для строительства такого сооружения понадобится материал, по массе приближающийся к Юпитеру. Сегодня такой проект выглядит как очень смелая фантазия. Однако нельзя исключать вероятность, что спустя сотни или тысячи лет человечество сможет ее воплотить в реальность, а сейчас на бескрайних просторах космоса возведением такой конструкции занимается внеземная цивилизация, превосходящая нас по уровню развития.
Звезда со сферой Дайсона подчиняется тем же физическим законам, что и планетные системы. Поэтому конструкция должна вращаться: сила центробежного вращения уравновешивает силу притяжения светила и не позволяет объекту разрушиться и упасть на него.
Приметы развитой цивилизации
По задумке Дайсона, сфера может стать своеобразным маяком, отмечающим присутствие внеземного разума. Однако как найти ее? Согласно теоретическим расчетам, подобная конструкция должна постоянно излучать свет. Для человеческого глаза он неуловим. Излучение должно лежать в инфракрасной части спектра. Существующее оборудование в силах обнаружить подобные источники, более того, их уже найдено немало.
Отличительной чертой сферы Дайсона должно быть нетипичное спектральное распределение. Поиском конструкции, теоретически описанной физиком, занимаются в рамках программы SETI, нацеленной на обнаружение присутствия в космосе внеземного разума. Главные надежды на выполнение этой сложной задачи возлагаются на телескоп «Спитцер».
Аргументы против
С момента появления теория Дайсона неоднократно подвергалась переосмыслению и перепроверке. В результате появилось хорошо обоснованное мнение, что подобный объект существовать не может, какой бы развитой ни была цивилизация и какими бы характеристиками ни обладала звезда. Сфера Дайсона, вращаясь вокруг светила, приобретает максимальную скорость в районе экватора. При этом на полюсах конструкция остается неподвижной, что неминуемо приведет к ее обрушению. Это основной аргумент против теории американского ученого.
Исследователи вопроса отмечают также, что сфера пространственно ограничивает развитие цивилизации и порождает несколько существенных социокультурных проблем, затмевающих выгоду от ее создания.
Альтернативные варианты
Тем не менее, в научном мире теоретическая разработка Дайсона не канула в Лету. Было описано несколько вариантов модификаций конструкции, в которых учтены основные критические замечания. Первая из них — это кольцо небольшой ширины, столь же значительное по диаметру, что и сфера. Встретить такой объект можно на страницах романа «Мир-кольцо» Ларри Нивена.
Второй вариант — конструкция, формой напоминающая волчок. Изогнутые утолщения в районе полюсов разомкнуты. Такой вариант сферы характеризуется одинаковым весом в любой точке на внутренней стороне.
Свой вариант решения проблемы предложил и советский физик Г.И. Покровский. В его модели конструкция состоит из множества колец, образующих что-то похожее на раковину. Такой вариант сферы получил название «раковина Покровского».
Структура Крисвелла — еще одна модификация предложенной Дайсоном астроконструкции. Ее особенность — фрактальная поверхность, позволяющая максимально увеличить площадь, воспринимающую излучение звезды.
Поиски гипотетической сферы Дайсона
Теоретической разработке американского физика уже больше пятидесяти лет. Однако всерьез размышлять о поиске сооружений, похожих на сферу, начали только в 2000-х, когда развитие техники позволило заглянуть в отдаленные уголки космоса. Анализ информации, поступающей от телескопов, показал, что объектов, подходящих на роль гигантских искусственных сооружений, несколько сотен тысяч. Правда, особенности каждого кандидата с разной долей вероятности объясняются более прозаическими причинами, среди которых называют кометные рои, водородные облака и так далее.
Одним из последних претендентов на звезду, окруженную сферой Дайсона, стало светило в созвездии Лебедь. В астрономических каталогах оно обозначается как KIC 8462852.
Обнаружена сфера Дайсона?!
Осенью прошлого года на страницах СМИ можно было заметить заголовок, сообщающий об открытии местонахождения внеземной цивилизации. Звездой, неподалеку от которой живут неизвестные нам разумные существа, называлась KIC 8462852. Об особенностях светила стало известно благодаря телескопу «Кеплер».
Осенью 2015-го были опубликованы результаты исследования ее странной светимости. Примерно раз в 800 дней излучение звезды уменьшается на 15-20 %. Спад длится от нескольких дней до нескольких месяцев. Такое поведение не свойственно известным классам светил и не может быть объяснено прохождением планеты по диску, поскольку в этом случае уменьшение излучения было бы всегда одинаковым по времени. Джейсон Райт, ученый из университета штата Пенсильвания, высказал предположение, что причина такой аномалии — сфера Дайсона. KIC 8462852, таким образом, стала главным кандидатом на поиски внеземного разума.
Другие объяснения
Райт неоднократно отмечал, что это лишь одна из версий, причем самая маловероятная. Однако благодаря СМИ весть о возможном обнаружении сферы Дайсона разлетелась по миру. Тем временем есть и другие объяснения странного излучения звезды. Исследователи из университета Йеля во главе с Табетой Бойаджиан предполагают, что светило окружено роем комет. Возможно, KIC 8462852 несколько тысяч лет назад захватила их в момент, когда мимо проходила другая звездная система. Табета отмечает, что подобное объяснение лишь немного более вероятно, чем сфера Дайсона. Встреча двух звездных систем — очень редкое событие, а объем захваченного роя комет должен быть огромен. Тем не менее, эта теория пока приобрела наибольшее число сторонников в научном мире.
Присмотритесь к белым карликам
К поискам сферы Дайсона присоединились и ученые из Турции. Недавно они опубликовали исследование, согласно которому искать такое сооружение нужно у белых карликов. Относительно небольшие и холодные объекты космоса представляют собой завершающую стадию эволюции светил, подобных Солнцу. В их окрестностях возведение сферы требует меньше усилий и материала, чем вокруг более массивных звезд. По расчетам ученых, толщина сооружения вблизи белого карлика не превышала бы 1 метра. Для ее возведения потребовался бы материал, по массе примерно равный Луне.
Возможно, через какое-то время ученые придут к выводу, что сфера Дайсона — ненужное или слишком сложное сооружение. Однако пока поиски гипотетической конструкции продолжаются. Можно с уверенностью сказать, что подобные идеи будут возникать и в будущем, поскольку человечество не прекратит попытки найти на просторах космоса братьев по разуму.
fb.ru
Что такое сфера Дайсона? — RW Space
Возможно ли, что некие передовые цивилизации в нашей Галактике собирают энергию, исходящую от звезд своих систем с помощью невероятно развитых технологий? Подобная гипотеза существует и не исключена, — речь идет о так называемых «сферах Дайсона» — таинственных, искусственно созданных структурах невероятных размеров способных аккумулировать энергию звезд.
Сторонники использования солнечной энергии знают, что только малая часть этой энергии достигает Земли. Что, если человечество, как цивилизация, сможет собрать всю солнечную энергию? В этом случае нам потребуется то, что ученые называют сферой Дайсона или оболочкой Дайсона.
Физик и астроном Фриман Дж. Дайсон впервые исследовал эту идею и представил в виде теории в 1960 году. Двухстраничная статья Дайсона в журнале Science была озаглавлена как «Поиск искусственных звездных источников инфракрасного излучения». В статье он описал свои представления о сборе солнечной энергии и предположил, что другие развитые цивилизации, в случае их существования, могли бы использовать технологии сбора солнечной энергии в глобальных масштабах. По мнению Дайсона, поиск доказательств существования таких структур может привести к открытию развитых цивилизаций в других частях галактики.
Данная теория могла быть забыта, если бы в конце 2015 года не была обнаружена звезда, наблюдение за которой вызвало бурные споры у астрономов. Речь идет о звезде KIC 8462852, затухания которой и навели некоторых исследователей на возможность существования на ее орбите сферы Дайсона.
KIC 8462852, также известная как «Звезда Табби», привлекла в бюджет миссии с помощью кампании на Kickstarter, которую возглавила Татехи Бояджиан, сделавшая открытие, более 100 тысяч долларов. Это позволило Бояджиан и ее коллегам провести обширные наблюдения за этой звездой при помощи радиотелескопа Green Bank в октябре 2016 года. Не смотря на то, что никаких поразительных открытий с тех пор сделано не было, выяснилось, что это не единичное явление. Примерно в это же время, осенью 2016 года, астрономы обнаружили вторую возможную сферу Дайсона.
Говорит ли это о том, что сферы Дайсона, находясь в области научной фантастики и теории в течение двадцатого века, могут быть действительно реальны? Что из себя представляют эти таинственные мегаструктуры и каковы возможности предполагаемой цивилизации, создающей их?
Первоначально некоторые ученые представляли сферу Дайсона в виде искусственно созданной сферы материи вокруг звезды. Однако, не смотря на то, что Дайсон использовал слово «оболочка», он не представлял сферу из энергетических коллекторов в виде единого целого и твердого покрытия. Вот что он написал в своей статье 1960 года, опубликованной в журнале Science:
«Технически невероятно сложно создать сплошную оболочку или кольцо, окружающее звезду. Форма «биосферы», которую я предусмотрел, состоит из множества объектов, движущихся по независимым орбитам вокруг звезды.
Сфера Дайсона может скажем находится на орбите Земли вокруг Солнца, то есть на расстоянии около 150 миллионов километров».
Интересная трактовка понятия «сферы Дайсона» была предложена на сайте SentientDevelopments:
«Оболочка вокруг звезды будет состоять из множества коллекторов. Согласно этой модели вся (или по крайней мере значительное количество) солнечной энергии будет попадать на принимающую поверхность, после чего ее можно будет использовать. Возможно, именно наличие подобных структур является логическим следствием долгосрочного выживания и эскалации энергетических потребностей технологической цивилизации».
Подобные теории не могли не вызвать интерес у писателей-фантастов. Сам Дайсон признался, что идею о мегаструктурах он заимствовал у научной фантастики еще до того, как представил свою теорию. Так, например, автор-фантаст Олаф Стэпледон впервые упомянул эту идею в своем научно-фантастическом романе 1937 года Star Maker, который Дайсон, по-видимому, читал и черпал оттуда свои идеи.
Каким же образом астрономы пришли к необходимости поиска доказательств существования сфер Дайсона, в пространстве галактики Млечный Путь? Еще до открытия KIC 8462852, многих астрономов постигло чувство разочарования в результате десятилетий поиска радиосигналов от интеллектуальных цивилизаций за пределами Земли. Необходимость в существовании новой стратегии давно назрела и начиная с 2013 года астрономы стали успешно использовать метод спектрального анализа для получения достоверной картины при наблюдении за космическими объектами.
NASA призналось, что знает о существовании инопланетной жизни
Таким образом, согласно оригинальному определению и технической концепции, сфера Дайсона представляет собой совокупность орбитальных коллекторов в пространстве вокруг звезды развитой цивилизации. Основным предназначением сферы является сбор солнечной энергии на принимающую поверхность для последующего ее использования. По мнению, Фримана Дж. Дайсона, который в 1960 году стал первым ученым, изучающим эту концепцию, данный метод сбора энергии является неизбежным этапом эволюции любой развитой цивилизации.
нравится
(0)rwspace.ru
Сфера Дайсона - это... Что такое Сфера Дайсона?
Сфера Дайсона — гипотетический астроинженерный проект Фримена Дайсона, представляющий собой относительно тонкую сферическую оболочку большого радиуса (порядка радиуса планетных орбит) со звездой в центре. Предполагается, что развитая цивилизация может использовать подобное сооружение для полной утилизации энергии центральной звезды и/или для решения проблемы жизненного пространства.
Согласно теоретическим расчётам, для сооружения сферы Дайсона необходимо вещество с массой порядка массы Юпитера.
Поиск Сфер Дайсона — перспективное направление программы SETI. Сооружение подобных масштабов может быть обнаружено существующими средствами по его инфракрасному излучению с нетипичным спектральным распределением (таким образом, Сфера Дайсона является всенаправленным мощным излучателем). Для этих целей планируется использовать телескоп SIRTF.
К настоящему времени человечеству неизвестны способы практической реализации сферы Дайсона.
Критика и модификации
Сфера Дайсона должна быть приведена во вращение вокруг центральной оси, чтобы центробежная сила уравновесила силу притяжения центрального светила. Однако, так как центробежная сила достигает максимума на экваторе, и равна 0 на полюсах вращающегося тела, то на полюсах сферы Дайсона ничто не уравновешивает силы притяжения центрального светила. В результате сфера будет неизбежно разрушена.
Для предупреждения данной угрозы, идея сферы Дайсона была развита в нескольких вариантах:
- Жесткое кольцо относительно небольшой ширины (порядка процентов диаметра) — см. Кольцо Нивена.
- Жесткое широкое экваториальное кольцо, разомкнутое вблизи полюсов и изогнутое по поверхности постоянного абсолютного значения вектора ускорения свободного падения, так что вес пробного тела одинаков в любой точке на внутренней стороне Сферы. Такая поверхность напоминает по форме игрушку-волчок с центральным утолщением. Большее притяжение звезды вблизи экватора компенсируется центробежной силой за счёт большей линейной скорости вращения в неинерциальной системе отсчёта; в высоких широтах в связи с уменьшением гравитационного воздействия звезды требуются меньшие центробежная сила и радиус сечения плоскостью, перпендикулярной к оси вращения. Данная поверхность не является эквипотенциальной для гравитационного поля (складывающегося из гравитационного поля звезды и поля центробежной силы) в собственной вращающейся системе отсчёта конструкции, поэтому сила тяжести направлена не по нормали к поверхности. Однако внутренняя сторона Сферы может быть сконструирована в виде концентрических террас, а не гладкой, так чтобы локальное отклонение силы тяжести от нормали к поверхности террасы не превышало заданного значения.
- Раковина Покровского — модификация, предложенная советским ученым Г. И. Покровским, представляющая собой совокупность колец.
- Структура Крисвелла — развитие идеи Сферы Дайсона, но с фрактальной поверхностью для максимизации площади, воспринимающей излучение звезды поверхности.
Все такие варианты уже нельзя называть «сферой», но такое общее название сохраняется исторически.
Сфера Дайсона — вариант с поверхностями постоянного абсолютного значения вектора ускорения свободного падения (модель показана с сечением)Сферы Дайсона в художественных произведениях
- По признанию самого Фримена Дайсона, идею сферы он впервые обнаружил в фантастическом романе Олафа Стэплдона «Создатель звёзд».
- Мир-Кольцо из одноимённого романа Ларри Нивена представляет собой своеобразный компромисс между сферой Дайсона и обычной планетой. При этом идея об использовании сферы Дайсона высказывается в последней книге серии — «Дети Кольца».
- Борьба землян с инопланетной цивилизацией, использующей Сферу Дайсона, описана в романах Роджера Макбрайда Аллена «Кольцо Харона» и «Разбитая Сфера».
- Действие трилогии «Орбитсвилль» Боба Шоу происходит в сфере Дайсона, построенной неизвестной древней цивилизацией.
- Упоминается в цикле романов Дэна Симмонса «Песни Гипериона».
- Также подробное описание сферы Дайсона встречается в произведениях Андрея Ливадного, серия книг «История Галактики».
- Упоминание о сфере Дайсона встречается в одном из эпизодов саги «Звездный путь: Следующее поколение» в эпизоде 6-го сезона «Древность».
- Первые этапы построения сферы Дайсона описаны в трилогии «Золотой век» Джона Райта
- Действие повести «Консервный нож» Василия Головачева происходит в звездной системе, заключенной в Сферу Дайсона, и касается реализации и использования этого гипотетического сооружения. А также в произведении «Черный человек»
- В книге Михаила Ахманова «Странник, пришедший издалека» Сфера Дайсона является ключевой целью работы цивилизации Сархов и носит название «Великий план Сархата»
- В клипе «Неизбежность» группы «Complex Numbers» сфера Дайсона используется в качестве местообитания потомков современного человека
- В серии романов Николая Басова «Мир Вечного Полдня» действие происходит в сфере Дайсона, куда перенесён город с Земли.
- Конечный пункт романа Роберта Силверберга «Через миллиард лет» — сфера Дайсона, построенная расой инопланетян-негуманоидов, исследовавших галактику задолго до рождения человечества.
- Также сфера Дайсона упоминается в повести «Кто там?» Бориса Штерна. Сфера рассматривается как способ изоляции космической аномалии.
- В романе «Шелкопряд» писателя Тимоти Зана для постройки Сферы цивилизация использовала целую планетную систему, производя металлический материал.
- В книге Ульяма Форсчена «Реванш Императора». Там встречается как Кольцо Нивена, так и сфера Дайсона.
- В трилогии Д. Брина «Возвышение» структуры Крисвелла вокруг угасающих звёзд служат перенаселёнными обиталищами для цивилизаций, уже прошедших этап межзвёздных путешествий.
- В одной из повестей Дж. Лорда «Сияющий полдень Уренира» (серия «Ричард Блейд»). Сфера построена расой, достигшей вершин развития технологии и социума; отдельные её области используются как «заповедники» для других рас, в том числе инопланетных.
- В серии книг Эльтерруса Иара «Безумие Бардов»
- Упоминается как место жизни некоторых представителей земной расы в романе М. Суэнвика «Вакуумные цветы».
- Кольцо Нивена упоминается в романе Гарри Гаррисона «Звездные похождения галактических рейнджеров»
Сферы Дайсона в компьютерных играх
- В игре «Freelancer» сферу Дайсона использует инопланетная раса, именуемая странники (по другим версиям перевода — кочевники, номады (англ. nomad — кочевник)).
- В играх серии «Space Empires» кольца и сферы вокруг звёзд могут строить все расы на высоком уровне развития.
- В игре «Homeworld» и «Homeworld 2» на фоне некоторых локаций наблюдаются обломки циклопических колец, явно превосходящих размеры планет земного типа. Вероятно, в прошлом эти кольца образовывали некий туннель.
- В игре Звёздные волки 2: Гражданская война главный герой вместе с командой в ходе поисков артефактов Предтеч оказывается внутри сферы Дайсона.
- Во вселенной Warhammer 40,000 одно из божеств расы Некрон после поглощения многих других К'тан заперся в сфере Дайсона.
- В любительском аддоне Xtended к игре X3 Reunion сферу использует раса древних (сонены) и игрок участвует в миссиях с ней
- Во вселенной Halo Ушедшие используют сферы Дайсона как базы для своих армий. Например, в стратегии Halo Wars в подобной сфере был спрятан космофлот.
- В игре Mass Effect 2 Легион упоминает, что геты строят сферу Дайсона (строительство ведется 264 года), чтобы загрузить туда свои программы и стать единым целым.
- В игре Космические рейнджеры 2 существует несколько колец и сфер вокруг планет. Также один из доминаторов (Террон, являвшийся планетой) может стать сферой Дайсона.
- В игре Mass Effect 3 в системе Тиккун, в ходе войны за возвращение своей родной планеты, кварианцы значительно повредили сферу Дайсона, построенную гетами.
См. также
dic.academic.ru
Сфера Дайсона
В 2015-м году, на основе данных, собранных телескопом Kepler, было опубликовано исследование аномальных изменений светимости космического объекта под названием KIC 8462852 (Звезда Табби). Объяснить аномальную светимость оказалось совсем не просто, в результате чего СМИ и некоторые ученые бросились в крайность, предположив, что астрономы имеют дело с объектом не природного происхождения. Согласно этому предположению, вокруг звезды вращается некий гигантский объект, который и влияет на изменение ее светимости. Речь идет о конструкции невообразимых размеров – сфере Дайсона.
Историческая справка
Прежде всего, следует отметить, что данное инженерное сооружение было дано в честь американского физика-теоретика Фримена Дайсона, который разработал большую часть концепции конструкции. Согласно самому Дайсону, ученый был вдохновлен научно-фантастическим романом британского философа Олафа Стэплдона – «Создатель звезд», который был написан в 1937-м году. В романе было описано сооружение в виде кольца вокруг звезд без планет. Точно определить основоположника идеи сложно, так как подобные конструкции, в более примитивном виде, описывались и ранее.
Конструкция и смысл сферы Дайсона
Данный астроинженерный проект представляет собой тонкую оболочку сферической формы, которая сооружена вокруг действующей звезды. Радиус сферы Дайсона, предположительно, должен быть порядка радиуса орбит планет. Для постройки же подобного сооружения вокруг нашего Солнца, человечеству потребуется вещество с массой, близкой к массе Юпитера.
Смысл данной конструкции состоит в максимально эффективном поглощении энергии излучения звезды, а также в обеспечении людям жилого пространства на своей внутренней стороне.
Гипотетическая сфера Дайсона
Возможности создания
На сегодняшний день человечество не обладает достаточными знаниями и ресурсами для создания столь масштабной конструкции вокруг Солнца. Большинство проблем, которые могут возникнуть при создании сферы Дайсона, можно выделить в четыре определенные проблемы:
- Не разработаны методы и технологии, которые позволили бы человечеству создать конструкцию, радиус которой может составлять около 150 млн. километров.
- Человечество не обладает требуемыми инструментами и знаниями, чтобы создать достаточно прочное сооружение, которое бы выполняло описанные выше функции.
- Как уже упоминалось, для создания сферы Дайсона потребуется немыслимый запас материала, из которого будет состоять конструкция.
- Требуется точно определить расположение сферы относительно Солнца. Данная проблема единственная из перечисленных, над решением которой можно размышлять уже сегодня.
Возможные вариации конструкции
- Первый тип сферы Дайсона представляет собой множество не связанных объектов, каждый из которых движется по своей собственной орбите. Орбиты могут контролироваться при помощи двигателей, расположенных на самих этих объектах. Такая конструкция несколько напоминает рой насекомых, в результате чего и называется Рой Дайсона.
- Согласно второму возможному типу – конструкция представляет собой также набор несвязанных элементов, которые, однако, стабильно парят на определенном расстоянии от звезды за счет балансирования двух сил: гравитации с одной стороны, и давления света – с другой. Чтобы подобная модель была осуществима, требуется, чтобы элементы сферы состояли из неизвестного сегодня материала, очень легкого и прочного, около 0,78 грамм/м2. Такие элементы называют «стабильные сателлиты», для краткости – «статиты».
- Третий предполагаемый тип структуры говорит о сплошной сфере, которая, как и второй тип, парит за счет баланса гравитационных сил и давления света. Отличным есть то, что данная сфера не состоит из множества объектов, а представляет собой цельное тела. Для создания сферы Дайсона III-го типа также требуется сверхлегкий и прочный элемент.
Сплошная сфера Дайсона
Выводы
Очевидно, сфера Дайсона способна решить ряд проблем, которые могут возникнуть у человечества в будущем, среди которых две основные: ограниченность жилого пространства на Земле и недостаток энергетических ресурсов. Однако, на сегодня построение такой конструкции невозможно по ряду причин, связанных с имеющимися технологиями и недостатком требуемых ресурсов.
В то время как часть исследований направлена на изучение новых веществ и материалов, другая часть занимается теоретическим описанием требуемых параметров конструкции. Успехи современной науки позволяют нам предполагать о возможности создания столь масштабного проекта в пределах нашей Солнечной системы, а также не исключают существования сферы Дайсона за ее пределами.
comments powered by HyperComments
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Просмотров записи: 1584
spacegid.com
Что такое сфера Дайсона? | Мир вокруг нас
Многие ученые предлагали космическую экспансию, как выход из этой проблемы, об этом написано огромное количество научно-фантастических произведений, снят ряд фильмов.
Но, помимо «жилплощади», развивающейся цивилизации требуется энергия, очень много энергии! Самой безопасной и в некотором роде самым очевидным ее источником является Солнце — зачем сжигать органические вещества или осуществлять опасные ядерные реакции, если все необходимое, как говорится, с неба падает. Вопрос только в том, чтоб уловить достаточное количество этой энергии.
Примерно в таком ключе рассуждал английский физик Фримен Джон Дайсон. В 1960 году он предложил крайне интересный астроинженерный проект, способный разрешить одновременно проблему нехватки места обитания и дефицита энергии.
Решение Ф. Дайсона
Астроинженерными можно назвать такие проекты, масштаб которых сопоставим с планетами, звездами и планетными системами. Разумеется, это идеи, предназначенные для далекого будущего, но, в отличие от простых фантазий, они научно обоснованы. Чтобы представить такие проекты, потребуется хорошее воображение и способность отбросить стереотипы. Сфера Дайсона в некотором роде жемчужина астроинженерных идей в прямом и переносном смысле. Так что же это такое?
Представьте огромную сферу, радиусом равную расстоянию от Земли до Солнца (1 астрономическая единица), внутри которой находится центральная звезда планетарной системы. Чтоб лучше понять идею, посмотрите на схему и дайте волю воображению. Для строительства такого циклопического сооружения потребуется масса вещества как минимум равная массе Юпитера. На внутренней поверхности сферы будут располагаться обитатели, которые смогут улавливать практически все излучение своей звезды.
Цивилизация сферы не зависит от какого-либо топлива, пока светит ее звезда, а для светил вроде Солнца этот срок составляет миллиарды лет. Энергопотребление такой цивилизации может достигнуть значения примерно 4×1026 Вт. Чтоб представить масштаб, вспомните, сколько киловатт вы потребляете в месяц.
А уж сколько будет места: площадь внутренней поверхности подобной конструкции составляет примерно 600 миллионов земных поверхностей. Если разместить все современное человечество на таком количестве планет, подобных нашей, то на каждой из них обитало бы всего 10 человек, а здесь все в пределах одной планетарной системы. Какой уж тут квартирный вопрос, когда места хватит всем на тысячи поколений вперед. Звучит фантастически…
Кстати, сам Дайсон признается, что заимствовал идею сферы у фантаста Олафа Стэплдона, автора романа «Создатель звёзд», где описывается такая конструкция. А наш соотечественник К. Э. Циолковский был очень близок к идее сферы, предлагая строить вокруг Солнца множество космических поселений, которые в итоге смогут уловить всю солнечную энергию. Но именно Ф. Дайсон обосновал идею Сферы, рассчитал параметры конструкции, создал модели, так что название в честь него вполне справедливо.
А может, кто-то уже построил?
Естественно, что Сфера Дайсона будет построена не в следующий десяток лет и даже не в следующее столетие, и для Землян этот проект — далекая мечта. Но ведь Земля не единственная в космосе планета, и возможно, наши братья по разуму, отстоящие от нас на световые годы по расстоянию и обгоняющие нас на миллионы лет развития, уже построили подобные сферы.
Опять фантастика? Однако исследователи проекта поиска внеземного разума SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) отнеслись к идее поиска «чужих» сфер вполне серьезно. Предполагается, что конструкция высокоразвитой цивилизации будет излучать в инфракрасном диапазоне, ведь излишки тепла никому не нужны. Параметры излучения твердого тела такого размера будут отличаться от излучения туманностей, что теоретически позволит найти подобные артефакты среди естественных объектов.
Для поиска Сфер других цивилизаций планируется использовать космический инфракрасный телескоп NASA SIRTF (Space Infrared Telescope Facility). Так что, может быть, мы найдем проект Дайсона уже реализованным нашими космическими соседями.
Ложка дегтя и пути ее преодоления
Сможет ли человечество осуществить такой амбициозный проект, сможет ли его осуществить кто иной во Вселенной? Согласно мнению критиков, Сфера Дайсона в изначальной модификации была бы нестабильной и разрушилась.
Дело в том, что для преодоления силы притяжения Солнца или другой звезды конструкция должна вращаться вокруг оси. Тогда центробежная сила скомпенсирует гравитацию. В некотором роде эффект, напоминающий юлу. Однако сложность заключается в том, что центробежная сила максимальна на экваторе, а на полюсах равняется нулю. То есть на полюсах Сферу ничего не будет уравновешивать. Это привело бы к гибели всего астроинженерного сооружения. Для решения этого противоречия было предложено множество модификаций изначального проекта: это и кольцо Нивена, и менее амбициозные станции О’Нейла, и еще ряд смелых и грандиозных концепций, рассмотрение которых достойно отдельной статьи.
Крайне сложно будет добыть столько вещества, возвести конструкцию, защитить ее от внешних воздействий — все это в наших глазах делает проект практически невозможным. Но могли ли древние люди, сидя на дереве, представить ту же Останкинскую телебашню?
Осуществим этот проект или нет, все равно идея заслуживает внимания, как минимум со стороны писателей-фантастов, максимум со стороны инженеров, астрономов и других ученых. Может быть, Сфера Дайсона — это сказка, миф современности, но вспомните — история Дедала и Икара была написана несколько тысячелетий назад. А тысячелетия в масштабах Вселенной — это ничтожно мало.
shkolazhizni.ru
Что такое сфера Дайсона? Сфера Дайсона существует или нет?
Трудно сказать, когда человек впервые задумался, один ли он во Вселенной. Зато можно определить время, когда поиск ответа на этот вопрос перешел со страниц фантастических романов в науку — середина прошлого века, начало космической эры. По мере освоения межпланетного пространства стало появляться все больше идей о внеземных цивилизациях. На страницах научной фантастики разыгрывались межгалактические войны, а астрофизики и астрономы пытались понять, возможна ли жизнь в окрестностях далеких звезд. Если да, то как ее обнаружить? К числу последних идей принадлежит теория Фримена Дайсона. Сфера огромных размеров, позволяющая аккумулировать энергию звезды, — вот что, по его мнению, стоит искать в безбрежном космическом пространстве, чтобы найти инопланетян.
Фримен Джон Дайсон
Американский ученый английского происхождения родился в 1923 году. Сегодня 92-летнего Дайсона, сфера интересов которого охватывает квантовую физику, астрофизику, физику низких энергий, знают как одного из создателей квантовой электродинамики. Едва ли не в большей степени славу ему принесла концепция, которую ученый позаимствовал у Олафа Стэплдона, писателя-фантаста, автора книги «Создатель звезд». Теория, получившая название «сфера Дайсона», предполагает, что высокоразвитые цивилизации могут построить огромное сооружение вокруг звезды с целью максимального использования ее энергии. Отыскав такую конструкцию, ученые смогут обнаружить и внеземной разум.
Видео по теме
Концепция
Высокоразвитая цивилизация, гипотетически существующая в космическом пространстве, рано или поздно столкнется с исчерпанием ресурсов энергии — таково предположение Дайсона. Сфера радиусом в одну астрономическую единицу со звездой в центре может решить эту проблему. Впечатляющая размерами конструкция позволяет полностью использовать энергию звезды и при необходимости становится домом для своих создателей.
Параметры
Толщина сферы, по расчетам Дайсона, должна быть достаточно небольшой. Для строительства такого сооружения понадобится материал, по массе приближающийся к Юпитеру. Сегодня такой проект выглядит как очень смелая фантазия. Однако нельзя исключать вероятность, что спустя сотни или тысячи лет человечество сможет ее воплотить в реальность, а сейчас на бескрайних просторах космоса возведением такой конструкции занимается внеземная цивилизация, превосходящая нас по уровню развития.
Звезда со сферой Дайсона подчиняется тем же физическим законам, что и планетные системы. Поэтому конструкция должна вращаться: сила центробежного вращения уравновешивает силу притяжения светила и не позволяет объекту разрушиться и упасть на него.
Приметы развитой цивилизации
По задумке Дайсона, сфера может стать своеобразным маяком, отмечающим присутствие внеземного разума. Однако как найти ее? Согласно теоретическим расчетам, подобная конструкция должна постоянно излучать свет. Для человеческого глаза он неуловим. Излучение должно лежать в инфракрасной части спектра. Существующее оборудование в силах обнаружить подобные источники, более того, их уже найдено немало.
Отличительной чертой сферы Дайсона должно быть нетипичное спектральное распределение. Поиском конструкции, теоретически описанной физиком, занимаются в рамках программы SETI, нацеленной на обнаружение присутствия в космосе внеземного разума. Главные надежды на выполнение этой сложной задачи возлагаются на телескоп «Спитцер».
Аргументы против
С момента появления теория Дайсона неоднократно подвергалась переосмыслению и перепроверке. В результате появилось хорошо обоснованное мнение, что подобный объект существовать не может, какой бы развитой ни была цивилизация и какими бы характеристиками ни обладала звезда. Сфера Дайсона, вращаясь вокруг светила, приобретает максимальную скорость в районе экватора. При этом на полюсах конструкция остается неподвижной, что неминуемо приведет к ее обрушению. Это основной аргумент против теории американского ученого.
Исследователи вопроса отмечают также, что сфера пространственно ограничивает развитие цивилизации и порождает несколько существенных социокультурных проблем, затмевающих выгоду от ее создания.
Альтернативные варианты
Тем не менее, в научном мире теоретическая разработка Дайсона не канула в Лету. Было описано несколько вариантов модификаций конструкции, в которых учтены основные критические замечания. Первая из них — это кольцо небольшой ширины, столь же значительное по диаметру, что и сфера. Встретить такой объект можно на страницах романа «Мир-кольцо» Ларри Нивена.
Второй вариант — конструкция, формой напоминающая волчок. Изогнутые утолщения в районе полюсов разомкнуты. Такой вариант сферы характеризуется одинаковым весом в любой точке на внутренней стороне.
Свой вариант решения проблемы предложил и советский физик Г.И. Покровский. В его модели конструкция состоит из множества колец, образующих что-то похожее на раковину. Такой вариант сферы получил название «раковина Покровского».
Структура Крисвелла — еще одна модификация предложенной Дайсоном астроконструкции. Ее особенность — фрактальная поверхность, позволяющая максимально увеличить площадь, воспринимающую излучение звезды.
Поиски гипотетической сферы Дайсона
Теоретической разработке американского физика уже больше пятидесяти лет. Однако всерьез размышлять о поиске сооружений, похожих на сферу, начали только в 2000-х, когда развитие техники позволило заглянуть в отдаленные уголки космоса. Анализ информации, поступающей от телескопов, показал, что объектов, подходящих на роль гигантских искусственных сооружений, несколько сотен тысяч. Правда, особенности каждого кандидата с разной долей вероятности объясняются более прозаическими причинами, среди которых называют кометные рои, водородные облака и так далее.
Одним из последних претендентов на звезду, окруженную сферой Дайсона, стало светило в созвездии Лебедь. В астрономических каталогах оно обозначается как KIC 8462852.
Обнаружена сфера Дайсона?!
Осенью прошлого года на страницах СМИ можно было заметить заголовок, сообщающий об открытии местонахождения внеземной цивилизации. Звездой, неподалеку от которой живут неизвестные нам разумные существа, называлась KIC 8462852. Об особенностях светила стало известно благодаря телескопу «Кеплер».
Осенью 2015-го были опубликованы результаты исследования ее странной светимости. Примерно раз в 800 дней излучение звезды уменьшается на 15-20 %. Спад длится от нескольких дней до нескольких месяцев. Такое поведение не свойственно известным классам светил и не может быть объяснено прохождением планеты по диску, поскольку в этом случае уменьшение излучения было бы всегда одинаковым по времени. Джейсон Райт, ученый из университета штата Пенсильвания, высказал предположение, что причина такой аномалии — сфера Дайсона. KIC 8462852, таким образом, стала главным кандидатом на поиски внеземного разума.
Другие объяснения
Райт неоднократно отмечал, что это лишь одна из версий, причем самая маловероятная. Однако благодаря СМИ весть о возможном обнаружении сферы Дайсона разлетелась по миру. Тем временем есть и другие объяснения странного излучения звезды. Исследователи из университета Йеля во главе с Табетой Бойаджиан предполагают, что светило окружено роем комет. Возможно, KIC 8462852 несколько тысяч лет назад захватила их в момент, когда мимо проходила другая звездная система. Табета отмечает, что подобное объяснение лишь немного более вероятно, чем сфера Дайсона. Встреча двух звездных систем — очень редкое событие, а объем захваченного роя комет должен быть огромен. Тем не менее, эта теория пока приобрела наибольшее число сторонников в научном мире.
Присмотритесь к белым карликам
К поискам сферы Дайсона присоединились и ученые из Турции. Недавно они опубликовали исследование, согласно которому искать такое сооружение нужно у белых карликов. Относительно небольшие и холодные объекты космоса представляют собой завершающую стадию эволюции светил, подобных Солнцу. В их окрестностях возведение сферы требует меньше усилий и материала, чем вокруг более массивных звезд. По расчетам ученых, толщина сооружения вблизи белого карлика не превышала бы 1 метра. Для ее возведения потребовался бы материал, по массе примерно равный Луне.
Возможно, через какое-то время ученые придут к выводу, что сфера Дайсона — ненужное или слишком сложное сооружение. Однако пока поиски гипотетической конструкции продолжаются. Можно с уверенностью сказать, что подобные идеи будут возникать и в будущем, поскольку человечество не прекратит попытки найти на просторах космоса братьев по разуму.
Источник: fb.ru
Бизнес Что такое мотивация: способ воздействия на других или на самого себя?Что такое мотивация? Самое простое и точное определение этого понятия сформулировано в литературе так: "побуждение к действию". Например, если сотрудник стремится изо всех сил перевыполнить план, чтобы получить в этом...
Дом и семья Текстиль - что такое и какие его виды существуют?Одежду создают из тканей, которые могут быть разных видов. Они отличаются плотностью, прочностью, цветами. Текстиль – что такое это за ткань? Материал изготовлен из переплетенных волокон. Он бывает натуральным и...
Духовное развитие Кто такой Слендермен? Существует или нет он на самом деле?А вы давно вспоминали свои посиделки у костра с друзьями, которые сопровождались ужасными и кровавыми историями? Как правило, это заканчивалось безумным страхом и мурашками на коже, а спать после таких рассказов в теч...
Здоровье Что такое тиф, какие формы тифа существуют, и чем он опасен?С прогрессивным развитием медицинской науки сегодня еще остаются некоторые заболевания (лихорадка Эмбола, малярия, тиф, туберкулез), которые требуют значительного вклада в изучение методов их лечения или способов их и...
Искусство и развлечения Что такое ОВА в аниме? Продолжение, дополнение или ответвление сюжета?Пока космические корабли бороздят просторы галактики, аниме понемногу захватывает мир. Нет такой страны, где бы не нашлось пары десятков поклонников японской мультипликации. Бывалые отаку знают, что она бывает не толь...
Компьютеры Что такое 25 кадр? Как привлечь деньги или похудеть с помощью 25 кадра, технология 25 кадраЛюбому человеку хочется получать всё, не прилагая никаких усилий. Именно благодаря человеческой лени появилась и стала очень популярной такая методика, как 25 кадр. Это ведь так заманчиво: просто сиди...
Образование Химера. Что такое и как выглядит это существо?Священное писание и мифы древних народов богаты описаниями необычных животных. Удивительные звери волновали воображение общества, им поражались и удивлялись. Большинство из них являлись вымышленными существами, хотя п...
Образование Что такое дуалистическая монархия? Это пережитки прошлого или наше настоящее? Дуалистическая монархия – это одна из форм государственного правления, которая ныне не является слишком распространенной. Она возникла в далекие века и сейчас приобрела статус политического рудимента. Тем не мен...
Дом и семья Самая злая порода кошек. Существует или нет?Самые популярные домашние питомцы - это кошки. Какие они? Существет мнение, что кошки бывают злыми. Прада это или нет?!Злые или темпераментные?!Мало найдется людей, полностью равнодушных к семейству ко...
Духовное развитие Руническая магия существует или нет? Чёрная магия и руныРунами называют особые символы, которые наши предки использовали для общения с богами и высшими сущностями. Эти таинственные знаки наносились на предметы быта, одежду, оружие. И в наши дни руническая магия считается о...
monateka.com
ЧТО ТАКОЕ СФЕРА ДАЙСОНА? — Пси-Фактор
Возможно ли, что некие передовые цивилизации в нашей Галактике собирают энергию, исходящую от звезд своих систем с помощью невероятно развитых технологий? Подобная гипотеза существует и не исключена, — речь идет о так называемых «сферах Дайсона» — таинственных, искусственно созданных структурах невероятных размеров способных аккумулировать энергию звезд.
Сторонники использования солнечной энергии знают, что только малая часть этой энергии достигает Земли. Что, если человечество, как цивилизация, сможет собрать всю солнечную энергию? В этом случае нам потребуется то, что ученые называют сферой Дайсона или оболочкой Дайсона.
Физик и астроном Фриман Дж. Дайсон впервые исследовал эту идею и представил в виде теории в 1960 году. Двухстраничная статья Дайсона в журнале Science была озаглавлена как «Поиск искусственных звездных источников инфракрасного излучения». В статье он описал свои представления о сборе солнечной энергии и предположил, что другие развитые цивилизации, в случае их существования, могли бы использовать технологии сбора солнечной энергии в глобальных масштабах. По мнению Дайсона, поиск доказательств существования таких структур может привести к открытию развитых цивилизаций в других частях галактики.
Данная теория могла быть забыта, если бы в конце 2015 года не была обнаружена звезда, наблюдение за которой вызвало бурные споры у астрономов. Речь идет о звезде KIC 8462852, затухания которой и навели некоторых исследователей на возможность существования на ее орбите сферы Дайсона.
KIC 8462852, также известная как «Звезда Табби», привлекла в бюджет миссии с помощью кампании на Kickstarter, которую возглавила Татехи Бояджиан, сделавшая открытие, более 100 тысяч долларов. Это позволило Бояджиан и ее коллегам провести обширные наблюдения за этой звездой при помощи радиотелескопа Green Bank в октябре 2016 года. Не смотря на то, что никаких поразительных открытий с тех пор сделано не было, выяснилось, что это не единичное явление. Примерно в это же время, осенью 2016 года, астрономы обнаружили вторую возможную сферу Дайсона.
Говорит ли это о том, что сферы Дайсона, находясь в области научной фантастики и теории в течение двадцатого века, могут быть действительно реальны? Что из себя представляют эти таинственные мегаструктуры и каковы возможности предполагаемой цивилизации, создающей их?
Первоначально некоторые ученые представляли сферу Дайсона в виде искусственно созданной сферы материи вокруг звезды. Однако, не смотря на то, что Дайсон использовал слово «оболочка», он не представлял сферу из энергетических коллекторов в виде единого целого и твердого покрытия. Вот что он написал в своей статье 1960 года, опубликованной в журнале Science:
«Технически невероятно сложно создать сплошную оболочку или кольцо, окружающее звезду. Форма «биосферы», которую я предусмотрел, состоит из множества объектов, движущихся по независимым орбитам вокруг звезды.
Сфера Дайсона может скажем находится на орбите Земли вокруг Солнца, то есть на расстоянии около 150 миллионов километров».
Интересная трактовка понятия «сферы Дайсона» была предложена на сайте SentientDevelopments:
«Оболочка вокруг звезды будет состоять из множества коллекторов. Согласно этой модели вся (или по крайней мере значительное количество) солнечной энергии будет попадать на принимающую поверхность, после чего ее можно будет использовать. Возможно, именно наличие подобных структур является логическим следствием долгосрочного выживания и эскалации энергетических потребностей технологической цивилизации».
Подобные теории не могли не вызвать интерес у писателей-фантастов. Сам Дайсон признался, что идею о мегаструктурах он заимствовал у научной фантастики еще до того, как представил свою теорию. Так, например, автор-фантаст Олаф Стэпледон впервые упомянул эту идею в своем научно-фантастическом романе 1937 года Star Maker, который Дайсон, по-видимому, читал и черпал оттуда свои идеи.
Каким же образом астрономы пришли к необходимости поиска доказательств существования сфер Дайсона, в пространстве галактики Млечный Путь? Еще до открытия KIC 8462852, многих астрономов постигло чувство разочарования в результате десятилетий поиска радиосигналов от интеллектуальных цивилизаций за пределами Земли. Необходимость в существовании новой стратегии давно назрела и начиная с 2013 года астрономы стали успешно использовать метод спектрального анализа для получения достоверной картины при наблюдении за космическими объектами.
Таким образом, согласно оригинальному определению и технической концепции, сфера Дайсона представляет собой совокупность орбитальных коллекторов в пространстве вокруг звезды развитой цивилизации. Основным предназначением сферы является сбор солнечной энергии на принимающую поверхность для последующего ее использования. По мнению, Фримана Дж. Дайсона, который в 1960 году стал первым ученым, изучающим эту концепцию, данный метод сбора энергии является неизбежным этапом эволюции любой развитой цивилизации.
Источники: earthsky
psifactor.info
