Построена, но изоставена: ще издържи ли сферата на Дайсън без поддръжка от своите създатели?
Представете си цивилизация, която е достигнала върха на своето развиване. Тя е употребила силата на своята звезда, овладяла е своята система и в този момент гледа към бездната на космоса, желаейки да остави диря, която ще надживее освен нея, само че и цели столетия. Какъв паметник би могъл да бъде сходно постоянно обръщение? Може би най-грандиозният от всички вероятни – мегаструктура, обгръщаща родната звезда, забележима на хиляди светлинни години от нея.
Идеята за „ сфера на Дайсън “ вълнува мозъците на учените и почитателите на научната фантастика към този момент повече от половин век. Тя е освен източник на съвсем неограничена сила, само че и съвършен „ техносигнал “ – непогрешим знак за съществуването на разсъдък. Едно от най-новите проучвания обаче хвърля студена светлина върху тази фантазия. Оказва се, че даже и най-величествените творения са обречени на разпад, и то за време, което по галактическите стандарти не може да се назова иначе с изключение на премигване на окото.
Какво съставлява роякът на Дайсън и за какво е нужен?
Като начало е добре да уточним защо става дума. Класическата сфера на Дайсън – твърда, плътна обвивка към дадена звезда – е физически невъзможна. Гравитационните сили и вътрешните напрежения биха я раздрали. Ето за какво учените приказват за по-реалистичен вид – рой на Дайсън. Това не е твърда сфера, а голям брой самостоятелни обекти в орбита: спътници, станции, слънчеви колектори, които дружно образуват великански „ пашкул “ към светилото.
Представете си не една, а доста платформи, спътници и галактически станции, които обкръжават звездата като рой пчели към кошер. Всяка платформа е оборудвана със слънчеви панели, които улавят силата на светилото и я предават на цивилизацията, построила тази колосална конструкция. Това е Роякът на Дайсън – хипотетична мегаструктура, способна да обезпечи на практика неограничени енергийни запаси.
Защо въобще да се построява сходно нещо? Мотивацията всъщност е двойна.
Енергиен апетит. Всяка разрастваща се цивилизация се нуждае от от ден на ден и повече сила. Когато ресурсите на родната ѝ планета се изчерпят, разумната стъпка е да се употребява цялата мощност на звездата. Роякът на Дайсън дава опция да се улови колосална част от нейното лъчение, което подрежда тази цивилизация в вид II по скалата на Кардашиев – канара, която мери развиването по количеството употребявана сила. Послание към вечността. Роякът може да послужи като маяк. Отделните му детайли, преминавайки през диска на звездата, ще основават неповторими и ясно изразени изкуствени промени в нейната бляскавост. Това би бил сигнал, който не би могъл да бъде комплициран с естествени феномени. Сигнал, който би могъл да ни опише за своите основатели, даже милиони години след изгубването им.Но дали това в действителност е по този начин? Може ли този паметник да издържи инспекцията на времето?
Скица на хипотетичната геометрия на черупката на големия рой на Дайсън. Обвивката съдържа пояси, един от които е показан в синьо. Във всеки пояс елементиър обикалят в орбита, вероятно леко изместени от центъра на пояса заради инцидентни вариации на скоростта (черната пунктирна линия). Обърнете внимание, че поясите не запълват цялата обвивка на рояка, огромна част от която може да е празна Небесната механика против вечността
И тук стартира най-интересното. В своята научна работа Брайън Лъки от Breakthrough Listen задава елементарен въпрос: какво би се случило с рояка на Дайсън, в случай че престане да бъде поддържан? Отговорът се оказа разочароващ: той ще се самоунищожи.
Проблемът е в гравитацията. Роякът на Дайсън не е едно тяло, а безчет обекти в разнообразни, въпреки и близки орбити. Всеки от тях е подложен на действието на разнообразни сили: светлинното налягане на звездата, нейното гравитационно поле (което не е идеална сфера) и, което е най-опасно, привличането на другите планети и метеорити в системата.
Тези дребни, само че непрекъснати въздействия постепенно, само че несъмнено раздират стройните орбити на детайлите на рояка. Започват да пораждат конфликти. Отначало рядко, а след това все по-често. Всеки конфликт генерира облак парчета, които на собствен ред се трансформират в нови снаряди. Започва верижна реакция, мъчително напомняща на това, което на Земята назоваваме резултатът на Кеслер – лавинообразен развой, който трансформира земната орбита в гибелен облак от галактически парчета.
Скица на серия от копланарни ленти, нагрявани с случайна скорост Да преброим годините до апокалипсиса.
Лъки е направил изчисленията и резултатите са смайващи. За рой към звезда като нашето Слънце, ситуиран на орбиталното разстояние на Земята, междинното време до първия удар е към един милион години. Звучи добре. Но единствено 41 000 години ще са нужни, с цел да се стигне до каскадния колапс, който ще трансформира целия величествен план в прахуляк.
Това е изумително малко. В мащабите на галактиката, където епохите се мерят в милиарди години, четиридесет хиляди години са единствено къс момент. Шансовете да открием подобен зарязан паметник са незначително дребни.
Интересно е, че продължителността на живота на рояка мощно зависи от типа на звездата:
Около червен колос (25 пъти по-голям от Слънцето) роякът може да просъществува повече от 5 милиарда години с помощта на голямото си пространство. Но към едно малко алено джудже минималният рой би бил погубен единствено за четири месеца.Оказва се, че роякът на Дайсън не е безконечен паметник, а конструкция, която изисква непрекъсната, дейна и необикновено комплицирана поддръжка.
Скица на „ базовата настройка “, за която се допуска, че е евентуалната геометрия на мегарояка, аспект в профил. Роякът включва кръгови пояси (единият образец е показан в синьо), покриващи целия диапазон на наклона, само че главната полуос последователно се усилва (или намалява) с повишаването му Цената на безсмъртието: една празна вселена?
Какво би трябвало да направи една цивилизация, която въпреки всичко желае да построи нещо трайно? Отговорът, който идва от изчисленията на Лъки, звучи страховито. Основният зложелател на рояка са гравитационните разстройства от планетите. Така да вземем за пример нашият Юпитер би унищожил рой, обикалящ към Земята, единствено за няколкостотин хиляди години.
Решението? Премахване на планетите.
Една високоразвита цивилизация от вид II, търсеща непоклатимост в източника си на сила, би могла да разгради всички планети и метеорити в своята система и да ги употребява за строителни материали. Това освен би им осигурило запаси за строителство, само че и гравитационна тишина, удължавайки живота на рояка с милиони години.
А в случай че отидем още по-далеч? Една цивилизация от вид III, която има енергиен обсег на цялата вселена, би могла да приложи този трик в космически мащаб. Като систематично прочиства звездните системи от планети, тя би оставила след себе си стерилна, безжизнена вселена. И когато един ден нейният личен космически рой се разпадне, няма да има къде да се възроди животът в това кътче на Вселената.
Характерните времена на разстройства в Слънчевата система за обект, обикалящ по орбита с разнообразни оси. Засенчването демонстрира механизмите, които могат да усилят ексцентрицитета в допълнение към прецесията. Изводите за нас
Изследването на Лъки не е просто любопитно упражнение по теоретична астрофизика. То ни дава значим филтър за търсенето на извънземен живот (SETI). То ни споделя: не търсете изоставени руини на мегаструктури. Ако в миналото забележим нещо като рой на Дайсън, това значи едно от двете: или сме го хванали в доста късия период сред основаването и разпадането, или… основателите му към момента са някъде там. Те са живи, дейни и точно в този момент поддържат в деяние своята невероятна машина.
И това може би трансформира всичко. Грандиозните фантазии за безконечни паметници са разрушени от неумолимите закони на небесната механика. Дори най-могъщите цивилизации, способни да реалокират светове, се оказват единствено краткотрайни посетители в галактическия спектакъл, чиито най-дръзки творения в последна сметка са обречени да се трансфорат само в звезден прахуляк.
