Что такое Сфера Дайсона?
Сфера Дайсона – это предложенная Фрименом Дайсоном в 1959 году огромная гипотетическая искусственная структура. Она нужна для того, чтобы перехватывать огромное количество солнечной энергии. Дайсон подсчитал, что если нынешние, прогрессирующие по экспоненте темпы роста потребления энергии продолжаться, человеческая раса достигнет критической точки развития в течение следующих двух-трех тысячелетий. На этом этапе все невозобновляемые источники энергии, такие как ископаемое и ядерное топливо, будут исчерпаны. И даже возобновляемые источники, используемые в масштабах всей планеты, не смогут справиться с ее огромным дефицитом.
Ученым известно, что Земля перехватывает менее одной миллиардной доли от общего количества солнечного излучения. Чтобы обеспечить будущий рост, человечеству придется использовать гораздо больше энергии Солнца. Это можно было бы сделать с использованием сферы Дайсона: сферической оболочки толщиной 2-3 метра. Она должна быть сфокусирована на Солнце. И вращаться вокруг него на расстоянии примерно в два раза больше расстояния Земли от нашей звезды. Материал для построения сферы, предположил Дайсон, можно было бы получить в результате «разборки» планеты Юпитер и использования минералов и металлов из его недр.
Проблемы создания сферы Дайсона
После публикации предложения Дайсона в издании Science ученому пришло несколько писем. В них говорилось, что сплошная околозвездная сфера будет подвержена очень серьезным воздействиям. И будет нестабильна. Дайсон ответил, что на самом деле он предполагал, что это будет свободная конструкция, состоящая из более чем 100 000 объектов. Которые будут летать по независимым орбитам в слое толщиной около 1 миллиона километров.
Такое фрагментированное расположение объектов в конструкции можно назвать сферой Дайсона I типа. А сплошную конструкцию – типа II. На самом деле лишь последний вариант впоследствии получил наибольшую известность. Это произошло благодаря ряду научно-фантастических произведений, сюжеты которых были построены вокруг этой темы. Это были такие произведения, как романы Роберта Силверберга. «Через миллиард лет», Боба Шоу «Орбитсвилль», и Джека Уильямсона «Стена Вокруг Звезды». Сфера типа II также упоминается в сериале «Звездный путь: следующее поколение».
Искусственная гравитация
Чтобы создать искусственную гравитацию сфера должна будет вращаться. Однако требуемая скорость вращения будет создавать экстремальные напряжения в оболочке. Эти напряжения будут пытаться деформировать сферу в сплющенный сфероид. И ни один известный материал не смог бы противостоять этому процессу.
Даже если структурная целостность оболочки и была бы достигнута, только экваториальные области были бы пригодны для постоянного проживания. По двум причинам: 1. Воздух внутренней биосферы будет стремиться собираться на экваторе. Ведь только здесь будет достигнут максимальный уровень искусственной гравитации. 2. «Притяжение» уменьшалось бы по мере увеличения расстояния от экватора, пока не становилось нулевым на полюсах. Кроме того, сфера типа II будет неустойчивой. Так как даже малейшее столкновение, скажем, с астероидом или кометой, приведет к дрейфу структуры и, в конечном итоге, столкновению с Солнцем.
С другой стороны, сфера Дайсона типа I представляется вполне достижимым к постройке объектом. И, возможно, не только человеческая раса в конечном итоге построит нечто подобное. И у других цивилизаций, более продвинутых, чем наша, такая структура скорее всего уже есть. Дайсон обратил на это внимание и предположил, как такие структуры уже можно обнаружить в межзвездных просторах. Теоретически сфера Дайсона должна поглощать большую часть видимого и более коротковолнового излучения от звезды-хозяина. И повторно переизлучать его часть в виде инфракрасного излучения. Этот инфракрасный свет, по сути, был бы аналогичен тому, который излучают протозвезды.
Как найти сферу Дайсона?
Искусственный характер объекта мог бы быть определен другими способами. Дайсон говорит: «В частности, можно было бы обратить внимание на нерегулярные вариации света из-за того, что звездный свет как бы проходит сквозь щели в занавеске, а также на рассеянные электромагнитные поля и радиошумы, создаваемые крупномасштабными электрическими событиями …» В поисках предполагаемых сфер Дайсона вокруг звезд было проведено несколько исследований.
Есть еще один тип сферы Дайсона – так называемый пузырь Дайсона. В нем оболочка была бы очень тонкой и не вращающейся. Она состояла бы из солнечных парусов, отражающих свет на некие коллекторы для использования во внеземных средах обитания. Вся масса структуры была бы примерно такой же, как у Луны или большого астероида.