Fiziķi apraksta jaunu Disona sfēras klasi

1960. gadā fiziķis Frīmens Daisons žurnālā publicēja neparastu rakstu Zinātne ar nosaukumu Infrasarkanā starojuma mākslīgo zvaigžņu avotu meklēšana. Tajā viņš izklāstīja hipotētisku struktūru, kas pilnībā iekapsulē zvaigzni, lai uztvertu tās enerģiju, kas kopš tā laika ir kļuvusi pazīstama kā Disona sfēra.

Pamatideja ir tāda, ka visām tehnoloģiskajām civilizācijām ir nepieciešami arvien lielāki enerģijas avoti. Kad viņu dzimtās planētas enerģija ir pilnībā izsmelta, nākamais acīmredzamais avots ir mātes zvaigzne. Tātad šāda civilizācija, visticamāk, uzcels ap savu zvaigzni apvalku, kas uztver tās saražoto enerģiju.

Protams, šādai sfērai ir arī jāizstaro enerģija, ko tā absorbē, un tas radītu īpašu parakstu spektra infrasarkanajā daļā. Šāds infrasarkanā starojuma avots būtu pilnīgi atšķirīgs no jebkura dabā sastopama avota un tādējādi nodrošinātu unikālu pamanīšanas veidu, piemēram, attīstīto civilizāciju.

Tā kā Saulei līdzīgas zvaigznes šķiet visredzamākās attīstīto civilizāciju mājas, lielākā daļa Dyson sfēru pētījumu ir vērsti uz īpašībām, kas būtu šāda veida sistēmām, ja tās būtu uzbūvētas apdzīvojamajā zonā aptuveni 1 astronomiskās vienības attālumā.

Tomēr šie pētījumi ir atklājuši labi zināmus ierobežojumus. Šādas sfēras mēdz būt nestabilas, un to uzbūvēšanai ir nepieciešams milzīgs materiāla apjoms. Bet visproblemātiskāk ir tas, ka uz šo sfēru virsmas būtu zems gravitācijas līmenis, un šo problēmu nevar viegli atrisināt ar zināmu fiziku.

Šodien Ibrahims Semizs un Salims Ogurs Bogazici universitātē Turcijā definē pilnīgi jaunu Disona sfēras klasi. Tā vietā, lai domātu par sfēru ap Saulei līdzīgu zvaigzni, Semizs un Ogurs uzskata sfēru, kas uzbūvēta ap balto punduri.

Viņi saka, ka šāda sfēra ļautu izvairīties no dažām nopietnākajām problēmām un ka ir labi argumenti, lai domātu, ka tās varētu būt biežākas nekā tās, kuras sākotnēji bija iedomājies Daisons.

Semizs un Ogurs sāk, apspriežot vairuma zvaigžņu dzīves ciklu. Zvaigznes lielāko daļu savas dzīves pavada dzīves cikla posmā, kas pazīstams kā galvenā secība. Tomēr, novecojot, tie uzbriest, un to ārējās atmosfēras temperatūra atdziest, kļūstot par sarkanajiem milžiem.

Visbeidzot, šie sarkanie milži eksplodē, atstājot aiz sevis vai nu melno caurumu, neitronu zvaigzni vai balto punduri. Katrai zvaigznei, kuras masa ir aptuveni četras reizes mazāka par mūsu Saules masu, ir paredzēts šis pēdējais variants. Laikam ejot, lielai daļai Visuma zvaigžņu vajadzētu būt baltajiem punduriem.

Semizs un Ogurs apgalvo, ka jebkura civilizācija, kas attīstās savas saules galvenās sekvences laikā un pēc tam atrod veidu, kā izdzīvot sarkanā milža un supernovas stadijās, iespējams, arī atradīs veidu, kā izveidot Disona sfēru ap izdzīvojušo balto punduri. Šī iemesla dēļ viņi liek domāt, ka šīs zvaigznes, visticamāk, uzņems šādu struktūru.

Turklāt baltais punduris ir labāks Dyson sfēras saimnieks. Semizs un Ogurs norāda, ka apdzīvojama zona ap balto punduri atrodas tuvāk zvaigznei, tāpēc šāda sfēra būtu mazāka. Viņi aprēķina, ka vienu metru biezai sfērai, kas uzbūvēta apdzīvojamajā zonā ap balto punduri, būtu nepieciešami aptuveni 10^23 kilogrami vielas, tikai nedaudz mazāk par mūsu mēness masu.

Un, tā kā sfēra ir mazāka, gravitācija, ko piedzīvotu ikviens uz virsmas, būtu arī spēcīgāks, gandrīz līdzīgs Zemei. Tas padara šāda veida Dyson sfēras par ideālām mājām tehnoloģiski attīstītām civilizācijām, kas vismaz nedaudz līdzinās mūsu civilizācijām.

Tomēr ir viens acīmredzams trūkums. Tā kā baltie punduri izstaro mazāk enerģijas nekā Saulei līdzīgas zvaigznes, Disona sfēra ap vienu būtu daudz mazāk spoža. Un tas padarītu to grūtāk atklāt. Tātad, ja kāda Piena Ceļa civilizācija ir sasniegusi šo posmu, mums būs daudz grūtāk tās pamanīt.

Tas ir interesants paplašinājums daudzajām Dyson sfēru analīzēm, kas jau ir pabeigtas. Un, ja tas tomēr iezīmē potenciālo cilvēces nākotni, mums vismaz ir laiks. Saule galu galā uzbriest, veidojot sarkanu milzi, un galu galā eksplodēs, atstājot balto punduri, taču mums ir aptuveni pieci miljardi gadu, lai izstrādātu izdzīvošanas plānu.

Atsauce: arxiv.org/abs/1503.04376 : Disona sfēras ap baltajiem punduriem

paslēpties