stringtranslate.com

Сфера Дайсона

Фримен Дайсон , первый учёный, исследовавший эту концепцию

Сфера Дайсона — это гипотетическая мегаструктура , которая окружает звезду и захватывает большую часть ее солнечной энергии . [1] [2] [3] Эта концепция представляет собой мысленный эксперимент , который пытается представить, как космическая цивилизация будет удовлетворять свои потребности в энергии, если эти потребности превысят то, что может быть произведено только из ресурсов родной планеты. Поскольку лишь малая часть энергетических выбросов звезды достигает поверхности любой вращающейся планеты , строительство структур, окружающих звезду, позволило бы цивилизации собирать гораздо больше энергии.

Первое современное представление о такой структуре было сделано Олафом Стэплдоном в его научно-фантастическом романе «Создатель звезд» (1937). Позднее эта концепция была исследована физиком Фрименом Дайсоном в его статье 1960 года «Поиск искусственных звездных источников инфракрасного излучения ». Дайсон предположил, что такие структуры станут логическим следствием растущих энергетических потребностей технологической цивилизации и будут необходимы для ее долгосрочного выживания. Признаки таких сфер, обнаруженные в ходе астрономических поисков, могут быть индикатором внеземной жизни .

Со времени публикации статьи Дайсона в исследовательских разработках или в научной фантастике было предложено множество вариантов конструкций, включающих искусственную структуру или ряд структур, охватывающих звезду , часто под названием «сфера Дайсона». Вымышленные изображения часто описывают твердую оболочку материи, окружающую звезду – такое расположение сам Дайсон считал невозможным.

Происхождение

Вдохновленный научно-фантастическим романом Олафа Стэплдона « Создатель звезд» 1937 года [4] , физик и математик Фримен Дайсон был первым, кто формализовал концепцию того, что стало известно как «сфера Дайсона», в своей научной статье 1960 года «Поиск искусственных звездных источников». инфракрасного излучения». Дайсон предположил, что по мере того, как потребности развитой технологической цивилизации в энергии возрастают, наступит время, когда ей придется систематически собирать энергию у своей местной звезды в больших масштабах. Он предположил, что это можно сделать с помощью системы структур, вращающихся вокруг звезды, предназначенных для перехвата и сбора ее энергии. Он утверждал, что, поскольку эта структура приведет к крупномасштабному преобразованию звездного света в дальнее инфракрасное излучение, наземный поиск источников инфракрасного излучения мог бы выявить звезды, поддерживающие разумную жизнь. [5]

Дайсон не уточнил, как можно построить такую ​​систему, просто назвав ее в статье «оболочкой» или «биосферой». Позже он пояснил, что не имел в виду твердую структуру, сказав: «Твердая оболочка или кольцо, окружающее звезду, механически невозможно. Форма «биосферы», которую я представлял, состоит из рыхлой совокупности или роя объектов, движущихся по независимым орбитам. вокруг звезды». [6] Такую концепцию часто называют роем Дайсона ; [7] однако в 2013 году Дайсон заявил, что сожалеет о том, что концепция была названа в его честь. [8]

Поиск мегаструктур

Коллекторы энергии типа Дайсона вокруг далекой звезды будут поглощать и переизлучать энергию звезды. Длины волн такой переизлученной энергии могут быть нетипичными для спектрального класса звезды из-за присутствия тяжелых элементов, не встречающихся в природе в звезде. Если бы процент таких нетипичных длин волн был значительным, инопланетную мегаструктуру можно было бы обнаружить на межзвездных расстояниях. [5] Это может указывать на присутствие так называемой цивилизации Кардашева типа II . [9]

SETI искала такие же интенсивные инфракрасные спектры у солнечных аналогов , как и Фермилаб . [10] [11] Фермилаб обнаружила 17 потенциальных «неоднозначных» кандидатов, четыре из которых в 2006 году были названы «забавными, но все еще сомнительными». [10] Более поздние поиски также привели к появлению нескольких кандидатов, все из которых остаются неподтвержденными. [12] [13] [14]

14 октября 2015 года гражданские ученые Planet Hunters обнаружили необычные колебания света звезды KIC 8462852, что вызвало в прессе предположения о том, что могла быть открыта сфера Дайсона. [15] [16] Однако последующий анализ показал, что результаты согласуются с наличием пыли. [17] [18]

Технико-экономическое обоснование и научно обоснованные предположения

Хотя системы сфер Дайсона теоретически возможны, построение стабильной мегаструктуры вокруг Солнца в настоящее время выходит далеко за рамки инженерных возможностей человечества. Количество кораблей, необходимых для получения, передачи и обслуживания всей сферы Дайсона, превышает современные промышленные возможности. Джордж Дворски выступает за использование самовоспроизводящихся роботов для преодоления этого ограничения в относительно краткосрочной перспективе. [19] Некоторые предполагают, что среды обитания в сфере Дайсона могут быть построены вокруг белых карликов [20] и даже пульсаров . [21]

Звездные двигатели — это гипотетические мегаструктуры, целью которых является извлечение полезной энергии из звезды, иногда для определенных целей. Например, предполагалось, что мозг Матрешки будет извлекать энергию для вычислений, а двигатели Шкадова будут извлекать энергию для движения. Некоторые предлагаемые конструкции звездных двигателей основаны на сфере Дайсона. [22] [23]

Вымышленные рассказы

Предшественником концепции сфер Дайсона был роман Олафа Стэплдона «Создатель звезд» 1937 года , [1] в котором он описал «каждую солнечную систему... окруженную сетью световых ловушек, которые фокусировали ускользающую солнечную энергию для разумное использование». [24]

Вымышленные сферы Дайсона обычно представляют собой твердые структуры, образующие сплошную оболочку вокруг рассматриваемой звезды, хотя сам Дайсон считал такую ​​перспективу механически неправдоподобной. [2] [3] Иногда они используются как тип сюжетного устройства, известного как « Большой тупой объект» . [25]

Сферы Дайсона появляются в качестве фонового элемента во многих художественных произведениях, в том числе в романе Фрица Лейбера « Странник» 1964 года , где инопланетяне таким образом окружают несколько звезд. [1] [25] [26] Сферы Дайсона изображены в серии книг «Сага о кукушке» 1975–1983 годов Фредерика Пола и Джека Уильямсона , а одна из них служит местом действия романа Боба Шоу 1975 года «Орбитсвилль » и его продолжений. [2] [3]

Вариации этой концепции включают одну круглую полосу в романе Ларри Нивена «Мир-Кольцо» 1970 года , [3] [27] [28] полусферу в романе Грегори Бенфорда и Нивена «Небесная чаша» 2012 года , [ 2 ] [ 3] и вложенные сферы, также известные как мозг-матрешка , в сериале Колина Каппа «Мир клетки» 1980-х годов и трилогии «Асгард » Брайана Стейблфорда 1979–1990 годов . [1] [3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abcd Стейблфорд, Брайан М. (2006). «Дайсон, Фриман (Джон) (1923–)». Научные факты и научная фантастика: энциклопедия . Тейлор и Фрэнсис. стр. 132–133. ISBN 978-0-415-97460-8.
  2. ^ abcd
    • Вестфаль, Гэри (19 июля 2021 г.). «Искусственные миры». Научно-фантастическая литература через историю: энциклопедия . АВС-КЛИО. стр. 135–136. ISBN 978-1-4408-6617-3.
    • Вестфаль, Гэри (19 июля 2021 г.). «Звезды». Научно-фантастическая литература через историю: энциклопедия . АВС-КЛИО. п. 603. ИСБН 978-1-4408-6617-3.
  3. ^ abcdef Клют, Джон ; Лэнгфорд, Дэвид ; Слейт, Грэм (ред.). «Сфера Дайсона». Энциклопедия научной фантастики (4-е изд.). Архивировано из оригинала 28 октября 2011 г. Проверено 18 ноября 2021 г.
  4. ^ Дайсон, Фриман (1979). Возмущение Вселенной . Основные книги. п. 211. ИСБН 978-0-465-01677-8. Некоторые писатели-фантасты ошибочно приписывают мне заслугу изобретения искусственной биосферы. На самом деле я позаимствовал эту идею у Олафа Стэплдона, одного из их коллег.
  5. ^ ab Фриман Дж. Дайсон (1960). «Поиск искусственных звездных источников инфракрасного излучения». Наука . 131 (3414): 1667–1668. Бибкод : 1960Sci...131.1667D. дои : 10.1126/science.131.3414.1667. PMID  17780673. S2CID  3195432.
  6. ^ Дайсон, Ф.Дж.; Мэддокс, Дж.; Андерсон, П; Слоан, Э.А. (1960). «Письма и ответ. Поиск искусственных звездных источников инфракрасного излучения». Наука . 132 (3421): 250–253. doi :10.1126/science.132.3421.252-a. ПМИД  17748945.
  7. ^ Смит, Джек (2020). «Обзор и жизнеспособность Роя Дайсона как формы Сферы Дайсона». Физика Скрипта . 97 (12): 122001. arXiv : 2109.11443 . дои : 10.1088/1402-4896/ac9e78 . S2CID  237605010.
  8. ^ «СИМПОЗИУМ ЗВЕЗДНОГО КОРАБЛЯ, 21–22 МАЯ 2013 ГОДА» . 7 июля 2013 года. Архивировано из оригинала 7 июля 2013 года . Проверено 31 августа 2017 г.
  9. ^ Кардашев, Николай . «О неизбежности и возможных структурах сверхцивилизаций», Поиски внеземной жизни: последние события; Материалы симпозиума, Бостон, Массачусетс, 18–21 июня 1984 г. (A86-38126 17–88). Дордрехт, Издательство Д. Рейделя, 1985, с. 497–504.
  10. ^ аб Кэрриган, Д. (23 февраля 2006 г.). «Программа поиска сфер Фермилаба Дайсона». Национальная ускорительная лаборатория имени Ферми. Архивировано из оригинала 6 марта 2006 г. Проверено 2 марта 2006 г.
  11. ^ Шостак, Сет (весна 2009 г.). «Когда мы найдем инопланетян?» (PDF) . Инженерия и наука . 72 (1): 12–21. ISSN  0013-7812. Архивировано из оригинала (PDF) 15 апреля 2015 г.
  12. ^ Дик Кэрриган (16 декабря 2010 г.). «Поиски сферы Дайсона». Home.fnal.gov . Проверено 12 июня 2012 г.
  13. ^ Биллингс, Ли. «Инопланетные сверхцивилизации отсутствуют в 100 000 близлежащих галактик». Научный американец . Проверено 31 августа 2017 г.
  14. ^ «Инфракопание: В поисках инопланетян: поиск инопланетян становится межгалактическим» . Экономист . 18 апреля 2015 г. Проверено 19 апреля 2015 г. Пятьдесят [галактик] были достаточно красными, чтобы принять инопланетян, поглощающих половину или больше их звездного света.
  15. ↑ Андерсен, Росс (13 октября 2015 г.). «Самая загадочная звезда нашей галактики». Атлантический океан . Проверено 13 октября 2015 г.
  16. ↑ Уильямс, Ли (15 октября 2015 г.). «Астрономы, возможно, обнаружили гигантские инопланетные «мегаструктуры», вращающиеся вокруг звезды возле Млечного Пути». Независимый . Проверено 15 октября 2015 г.
  17. ^ Бояджян, Табета С.; и другие. (2018). «Первые пост-кеплеровские провалы яркости KIC 8462852». Астрофизический журнал . 853 (1). Л8. arXiv : 1801.00732 . Бибкод : 2018ApJ...853L...8B. дои : 10.3847/2041-8213/aaa405 . S2CID  215751718.
  18. ↑ Дрейк, Надя (3 января 2018 г.). «Тайна звезды «инопланетной мегаструктуры» раскрыта». Национальная география . Архивировано из оригинала 3 января 2018 года . Проверено 4 января 2018 г.
  19. ^ Дворский, Джордж (20 марта 2012 г.). «Как построить сферу Дайсона за пять (относительно) простых шагов» . Проверено 7 октября 2016 г.
  20. ^ Семиз, Ибрагим; Огур, Салим (2015). «Сферы Дайсона вокруг белых карликов». arXiv : 1503.04376 [физика.поп-ph].
  21. ^ Османов З. (2015). «О поисках искусственных дайсоноподобных структур вокруг пульсаров». Межд. Дж. Астробиол . 15 (2): 127–132. arXiv : 1505.05131 . Бибкод : 2016IJAsB..15..127O. дои : 10.1017/S1473550415000257. S2CID  13242388.
  22. ^ «Звездный двигатель». Интернет-энциклопедия науки . Проверено 8 октября 2007 г.
  23. ^ Бадеску, Виорел; Ричард Б. Кэткарт. «Космическое путешествие с использованием солнечной энергии и сферы Дайсона». Астрономия сегодня . Архивировано из оригинала 4 февраля 2012 г. Проверено 7 октября 2007 г.
  24. ↑ Тейт, Карл (14 января 2014 г.). «Сферы Дайсона: как развитые инопланетные цивилизации покорят Галактику». space.com . Проверено 14 января 2014 г.
  25. ^ аб Прингл, Дэвид , изд. (1997). «Космические места обитания». Полная энциклопедия научной фантастики: полное иллюстрированное руководство . Карлтон. п. 50. ISBN 978-1-85868-385-0.
  26. ^ Стейблфорд, Брайан (1999). «Фриц Лейбер». В Блейлере, Ричарде (ред.). Писатели-фантасты: критические исследования основных авторов с начала девятнадцатого века до наших дней (2-е изд.). Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера . п. 441. ИСБН 0-684-80593-6. ОСЛК  40460120.
  27. ^ Николлс, Питер (1983). «Энергия далекого будущего». Николлс , Питер (ред.). Наука в научной фантастике . Нью-Йорк: Кнопф. стр. 44–45. ISBN 0-394-53010-1. ОСЛК  8689657.
  28. ^ Манн, Джордж (2001). «Сфера Дайсона». Гигантская энциклопедия научной фантастики . Нью-Йорк: Издательство Кэрролл и Граф. п. 477. ИСБН 978-0-7867-0887-1.

Внешние ссылки

Найдите сферу Дайсона в Викисловаре, бесплатном словаре.
Викискладе есть медиафайлы, связанные со сферой Дайсона .