Jump to content

Сфера Дайсона

Гипотетическое изображение роя Дайсона, окружающего звезду.
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, могли бы стать индикатором внеземного разума .

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

Происхождение

[ редактировать ]

Вдохновленный научно-фантастическим романом Создатель звезд» « Олафа Стэплдона 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, перемещающихся по независимым вращается вокруг звезды». [ 6 ] Подобную 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

[ редактировать ]

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 II типа . [ 9 ]

SETI искала такие же насыщенные инфракрасные спектры у солнечных аналогов , как и Фермилаб . [ 10 ] [ 11 ] Фермилаб обнаружила 17 потенциальных «неоднозначных» кандидатов, четверо 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 ]

Дальнейшая кампания обнаружила доказательства существования семи возможных кандидатов на сферы Дайсона. Однако требуется дальнейшее расследование. [ 19 ]

Эти кандидаты: [ 20 ]

Идентификатор Гайи DR3 Расстояние (млн. лет) Величина РА (ИКРС) декабрь (ICRS)
3 496 509 309 189 181 184 466.1 ± 3.3 15.99 12ч45м12.94с -26°52'03,28"
4 843 191 593 270 342 656 690.2 ± 11.4 17.71 3ч56м03.81с -40°31'48,52"
4 649 396 037 451 459 712 715.6 ± 20.2 18.39 4ч56м03.05с -74°10'14,16"
2 660 349 163 149 053 824 689.8 ± 18.9 17.66 23ч27м51.29с 5°06'26,14"
3 190 232 820 489 766 656 896 ± 19.9 17.00 4ч02м07.8с -10°54'40,73"
2 956 570 141 274 256 512 864.3 ± 8.5 16.32 5ч13м46.51с -25°11'11,49"
2 644 370 304 260 053 376 815.1 ± 12.1 16.48 23ч35м32.44с -0°04'25"

Технико-экономическое обоснование и научно обоснованные предположения

[ редактировать ]

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. [ 21 ] Некоторые предполагают, что среды обитания в сфере Дайсона могут быть построены вокруг белых карликов. [ 22 ] и даже пульсары . [ 23 ]

Звездные двигатели — это гипотетические мегаструктуры, целью которых является извлечение полезной энергии из звезды, иногда для определенных целей. Например, , что мозг Матрешки предполагалось будет извлекать энергию для вычислений, а двигатели Шкадова будут извлекать энергию для движения. Некоторые предлагаемые конструкции звездных двигателей основаны на сфере Дайсона. [ 24 ] [ 25 ]

С мая по июнь 2024 года росло предположение, что были обнаружены потенциальные признаки межзвездных сфер Дайсона. Семь объектов, представляющих интерес, все они расположены в пределах 1000 световых лет от Земли и представляют собой М-карлики — класс звезд, которые меньше и менее ярки, чем Солнце. Однако авторы результатов были осторожны и не делали каких-либо преувеличенных заявлений. [ 26 ] Несмотря на это, многие СМИ подхватили эту историю. Были предложены и менее фантастические альтернативные объяснения, в том числе предположение, что открытия были просто галактиками, скрытыми пылью. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]

[ редактировать ]

Предшественником концепции сфер Дайсона был роман Создатель звезд» « Олафа Стэплдона 1937 года . [ 1 ] в котором он описал «каждую солнечную систему... окруженную сетью световых ловушек, которые фокусировали вытекающую солнечную энергию для разумного использования»; [ 30 ] Дайсон черпал вдохновение из этой книги и предположил, что более подходящим названием для этой концепции было бы «сфера Стэплдона». [ 31 ] 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 их используют как тип сюжетного устройства, известного как « Большой тупой объект» . [ 32 ]

Сферы Дайсона появляются в качестве фонового элемента во многих художественных произведениях, в том числе в романе Странник» « Фрица Лейбера 1964 года , где инопланетяне таким образом окружают несколько звезд. [ 1 ] [ 32 ] [ 33 ] Сферы Дайсона изображены в серии книг Сага о кукушке» « Фредерика Пола и Джека Уильямсона 1975–1983 годов , а одна из них служит местом действия романа Боба Шоу 1975 года «Орбитсвилль» и его продолжений. [ 2 ] [ 3 ] В эпизоде ​​« Реликвии » 1992 года телешоу « Звёздный путь: Следующее поколение » [ 34 ] USS Enterprise ; оказывается в ловушке заброшенной сферы Дайсона [ 35 ] [ 36 ] в интервью 2011 года Дайсон сказал, что ему понравился этот эпизод, хотя он считает изображенную сферу «ерундой». [ 37 ] Майкл Ян Фридман, написавший новеллизацию, заметил, что в самом телеэпизоде ​​сфера Дайсона фактически была Макгаффином , в истории «просто ничего об этом», и решил конкретизировать элемент сюжета в своей новеллизации. [ 38 ] : IX

Другие примеры научно-фантастических рассказов включают Тони Ротмана , «Мир круглый» серию Сомтоу Сухариткула «Инквизитор» Тимоти Зана » , «Прядильную станцию , Джеймса Уайта » «Мир Федерации , Стивена Бакстера » «Корабли времени и «Корабли времени» Питера Ф. Гамильтона . с Звезда Пандоры . [ 1 ] : 133  Вариации на тему сферы Дайсона включают одну круглую полосу в романе Ларри Нивена 1970 года «Мир-Кольцо» . [ 3 ] [ 39 ] [ 40 ] полусфера в романе и Нивена «Небесная чаша» Грегори Бенфорда 2012 года , [ 2 ] [ 3 ] и вложенные сферы, также известные как мозг-матрешка , Колина Каппа 1980-х годов «Мир клетки» в сериале и Брайана Стейблфорда 1979–1990 годов «Асгард» трилогии . [ 1 ] [ 3 ]

Сам Стейблфорд заметил, что сферы Дайсона обычно представляют собой Макгаффины или в значительной степени находятся в глубине историй, приводя в качестве примера Фрица Лейбера » «Странника и Линды Нагаты » «Колодец обмана , тогда как в историях, связанных с исследованием космоса, обычно используются такие варианты, как «Мир-кольцо» Нивена. [ 1 ] : 133  Он приводит две причины для этого: во-первых, сферы Дайсона просто слишком велики, чтобы их можно было рассматривать, на что Фридман также намекал, указывая, что причина, по которой его новеллизация «Реликвий» не пошла дальше в эту сферу, заключалась в том, что она составляла всего 400 страниц. и ему не хватило всего четырех недель, чтобы написать это; и, во-вторых, особенно в научной фантастике, сферы Дайсона имеют определенные инженерные проблемы, которые усложняют повествование. [ 1 ] : 133  [ 38 ] : IX В частности, поскольку гравитационное притяжение находится в равновесии внутри такой сферы (согласно теореме о оболочке ), необходимо использовать другие средства, такие как вращение сферы, чтобы удерживать предметы на внутренней поверхности, что затем приводит к проблеме Градиент силы тяжести, стремящийся к нулю на полюсах вращения. [ 1 ] : 133  Авторы решают эту проблему с помощью различных модификаций идеи, таких как вышеупомянутое вложение миров-клеток, идея двойной сферы Дэна Олдерсона и уменьшенный мир-кольцо Нивена (обсуждаемый в « Больше, чем миры »). [ 1 ] : 133 

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я 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. ^ Jump up to: а б с д
  3. ^ Jump up to: а б с д и ж 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. Фактически, я позаимствовал эту идею у Олафа Стэплдона, одного из их коллег.
  5. ^ Jump up to: а б 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 . ПМИД   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. дои : 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 STARSHIP CENTURY, 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. ^ Jump up to: а б Кэрриган, Д. (23 февраля 2006 г.). «Программа поиска сферы Дайсона в Фермилабе» . 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 идет межгалактически» . 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» . Атлантика . 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 др. (2018). «Первые посткеплеровские 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» . Нэшнл Географик . Архивировано из оригинала 3 января 2018 года . Проверено 4 января 2018 г.
  19. ^ Хринко, Иван (14 мая 2024 г.). «Ученые начинают охоту за сферами Дайсона» . Космические технологии Вселенной . Проверено 15 июля 2024 г.
  20. ^ Суасо, Матиас; и др. (6 мая 2024 г.). «Проект Гефест - II. Кандидаты в сферу Дайсона от Gaia DR3, 2MASS и WISE» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 531 (1): 695–707. arXiv : 2405.02927 . дои : 10.1093/mnras/stae1186 .
  21. ^ Дворский, Георгий (20 марта 2012 г.). «Как построить сферу Дайсона за пять (относительно) простых шагов» . Проверено 7 октября 2016 г.
  22. ^ Семиз, Ибрагим; Огур, Салим (2015). «Сферы Дайсона вокруг белых карликов». arXiv : 1503.04376 [ physical.pop-ph ].
  23. ^ 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 .
  24. ^ «Звездный двигатель» . Интернет-энциклопедия науки . Проверено 8 октября 2007 г.
  25. ^ Бадеску, Виорел; Кэткарт, Ричард Б. «Космические путешествия с использованием солнечной энергии и сферы Дайсона» . Астрономия сегодня . Архивировано из оригинала 4 февраля 2012 г. Проверено 7 октября 2007 г.
  26. ^ Гудвин, Саймон (22 мая 2024 г.). «Сферы Дайсона: астрономы сообщают о потенциальных кандидатах на роль инопланетных мегаструктур – вот что с этим делать» . Разговор . Проверено 25 июня 2024 г.
  27. ^ Саттер, Пол (10 июня 2024 г.). «7 потенциальных «инопланетных мегаструктур», обнаруженных в нашей галактике, не являются тем, чем кажутся» . www.livscience.com . Проверено 25 июня 2024 г.
  28. ^ Сегодня Вселенная (01.06.2024). «Таинственные сферы Дайсона могут иметь другое объяснение, говорят ученые» . НаукаАлерт . Проверено 25 июня 2024 г.
  29. ^ Новости NBC (14 июня 2024 г.). Новое исследование обнаружило потенциальные инопланетные мегаструктуры, известные как «сферы Дайсона» . Проверено 25 июня 2024 г. - через YouTube.
  30. ^ Тейт, Карл (14 января 2014 г.). «Сферы Дайсона: как развитые инопланетные цивилизации покорят Галактику» . Space.com . Проверено 14 января 2014 г.
  31. ^ Садбери, Тони; Лэнгфорд, Дэвид (2022). «Дайсон, Фриман Дж.» . В Клюте, Джон ; Лэнгфорд, Дэвид ; Слейт, Грэм (ред.). Энциклопедия научной фантастики (4-е изд.) . Проверено 20 марта 2024 г.
  32. ^ Jump up to: а б Прингл, Дэвид , изд. (1997). «Космические места обитания» . Полная энциклопедия научной фантастики: полное иллюстрированное руководство . Карлтон. п. 50. ISBN  978-1-85868-385-0 .
  33. ^ 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 . OCLC   40460120 .
  34. ^ Хадхази, Адам (30 октября 2020 г.). «Можем ли мы построить сферу Дайсона?» . Популярная механика . Архивировано из оригинала 10 марта 2021 года . Проверено 20 марта 2024 г.
  35. ^ Хауэлл, Элизабет (12 марта 2020 г.). « Наследие «сферы Дайсона»: идея дикой инопланетной мегаструктуры Фримена Дайсона будет жить вечно» . Space.com . Проверено 20 марта 2024 г.
  36. ^ Немечек, Ларри (2003). Звездный путь: Компаньон следующего поколения (3-е изд.). Карманные книги . стр. 218–220.
  37. ^ Райт, Роберт (2011). «Смысл жизни.tv» . slate.com . Сланец . Архивировано из оригинала 20 августа 2011 года . Проверено 20 марта 2024 г. Райт: Действительно ли они использовали фразу «сфера Дайсона» в «Звездном пути» ?
    Фримен Дайсон: О да.
    Райт: Они правда?
    Фримен Дайсон: Одна из моих дочерей потом прислала мне запись этой программы, и я ее посмотрел. О да, это очень четко обозначено, и на самом деле было забавно смотреть это, но это все ерунда. Но это вполне хорошее кино. [пунктуация проставлена ​​в неотредактированном тексте]
  38. ^ Jump up to: а б Айерс, Джефф (2006). Путешествия воображения: спутник художественной литературы «Звездный путь» . Саймон и Шустер. ISBN  9781416525486 .
  39. ^ Николлс, Питер (1983). «Энергия далекого будущего» . Николлс , Питер (ред.). Наука в научной фантастике . Нью-Йорк: Кнопф. стр. 44–45. ISBN  0-394-53010-1 . OCLC   8689657 .
  40. ^ Манн, Джордж (2001). «Сфера Дайсона» . Гигантская энциклопедия научной фантастики . Нью-Йорк: Издательство Кэрролл и Граф. п. 477. ИСБН  978-0-7867-0887-1 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]


Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: da845ee7327d5a86bb3b48fdad682a38__1723762620
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/da/38/da845ee7327d5a86bb3b48fdad682a38.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Dyson sphere - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)