Сфера Дайсона
Сфера Дайсона — гипотетическое астроинженерное сооружение, предназначенное для получения энергии или создания дополнительного жизненного пространства.
Представляет собой сферическую оболочку, возведённую вокруг звезды (или чёрной дыры[1]), с радиусом, сопоставимым с радиусами планетарных орбит.
Появление концепции[править]
Концепция предложена американским физиком-теоретиком Фрименом Дайсоном[2]. Предполагается, что создание сферы Дайсона соответствует определённому технологическому уровню развития цивилизации и согласно шкале Кардашёва, относятся ко второму типу из трёх. Согласно некоторым расчётам, для создания сферы Дайсона необходимо вещество массой, сопоставимой с массой Юпитера. Отсутствие признаков наличия сфер Дайсона в наблюдаемой Вселенной является одним из подтверждений парадокса Ферми.
По признанию Дайсона, с идеей создания сферы вокруг звезды он впервые познакомился по книге писателя-фантаста Олафа Стэплдона «Создатель звёзд». Следует отметить, что ранее подобные же идеи высказывал Константин Эдуардович Циолковский в книге «Грёзы о Земле и небе».
Назначение и конструкция[править]
С развитием концепции сферы Дайсона менялись и представлении об её конструкции и назначении[3][4]. Так, сфера Дайсона рассматривается как устройство:
- для улавливания и преобразования энергии звезды;
- для продления жизненного цикла звезды;
- для создания дополнительного жизненного пространства;
- как кластер вычислительных средств, предназначенный для создания виртуального мира, куда высокоразвитая цивилизация могла бы перенести своё сознание.
Конструктивно сфера Дайсона представляется в следующих исполнениях[4]:
- Цельная оболочка. Первый вариант сферы Дайсона в виде полой сферы с центром, совпадающим с притягивающим центром звезды. Радиус сферы принимался равным 1 астрономической единице для звезды с температурой и радиусом, равным соответствующим параметрам Солнца. Удержание сферы Дайсона вокруг звезды обеспечивалось бы за счёт уравновешивания гравитации звезды и давления светового потока. В таком случае вещество, массой равной массе Юпитера, позволило бы создать сферу с толщиной стенки 1 м и плотностью 1 г/см3. Гипотетически подобная сфера Дайсона могла бы возвращать часть излучаемой звездой энергии обратно, тем самым замедляя процессы старения звезды и продлевая срок её жизни.
- Частичная сфера Дайсона. Представляется самыми разными вариантами:
- сфера, собранная из составных частей, каждая из которых поддерживает свою орбиту независимо от остальных частей;
- узкое кольцо вокруг экваториальной зоны (см. Кольцо Нивена);
- широкое кольцо, по форме напоминающее юл (подобная форма обеспечивает постоянство ускорения свободного падения как в экваториальной зоне, так и в полярных областях);
- топополис — замкнутая петля в виде полой трубки, предложенная писателем Патриком Гункелем, в которой искусственная гравитация создаётся за счёт вращения.
- Рой Дайсона. Изначальная идея автора заключалась в создании роя объектов, которые вращались бы по орбитам вокруг звезды. Рой может иметь различную форму и реализацию. Для более эффективного сбора энергии предлагается вариант компоновки роя, называемый «Мозг-матрёшка» (англ. Matrioshka Brain). Подобный рой который состоит из нескольких слоёв, каждый из которых улавливает остаточную энергию самого светила и ту энергию, которую переизлучает нижележащий слой.
- Пузырь Дайсона. Представляет из себя несколько крупных спутников, называемых статитами, которые удерживаются на орбите за счёт уравновешивания гравитационных сил и сил давления светового потока.
Критика идеи[править]
Критика идеи создания сферы Дайсона основываются на ряде утверждений.
- Иосиф Шкловский отмечал, что более эффективным способом генерации энергии является вполне реализуемая технология термоядерного синтеза с применением водорода, добываемого из газовых гигантов. Так, из Юпитера таким образом можно добыть 1042 Дж энергии, а утилизируя объёмы энергии, сопоставимые со светимостью Солнца (порядка 1026 Вт), ресурсов Юпитера хватило бы на почти 300 млн лет.
- Идея создания сферы Дайсона в виде цельной оболочки была сразу отвергнута по причине того, что такая сфера нетабильна и разрушилась бы вследствие разности в центробежном ускорении экваториальной и полярных зон[3].
- Также является сложным вопрос стабильности роя Дайсона в случае решения задачи четырёх тел[5]. Относительно Солнечной системы, при реализации роя Дайсона вокруг Солнца, воздействием на рой Меркурия можно будет пренебречь (из-за малого радиуса сферы Хилла), но воздействие Венеры уже будет значительным.
Попытки поиска[править]
Проблемы поиска сфер Дайсона обсуждаются с момента выдвижения идеи и до текущего времени[6]. Поиск сфер Дайсона, в частности, предусмотрен проектом SETI. Предполагается, что признаком сферы Дайсона будет источник инфракрасного излучения с нетипичным спектром.
Видеогалерея[править]
|
|
См. также[править]
Источники[править]
- ↑ Tiger Yu-Yang Hsiao, Tomotsugu Goto, Tetsuya Hashimoto, Daryl Joe D. Santos, A Dyson Sphere around a black hole (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : журнал. — 2021. — Vol. 506. — № 2. — С. 1723–1732. — ISSN 0035-8711.
- ↑ Freeman J. Dyson Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation (англ.) // Science : журнал. — 1960. — Vol. 131. — № 3414. — С. 1667—1668.
- ↑ 3,0 3,1 Jason T. Wright Dyson spheres (англ.) // Serbian Astronomical Journal : журнал. — 2020. — № 200. — С. 1—18.
- ↑ 4,0 4,1 Todd Drashner, Steve Bowers Dyson Swarm, Dyson Sphere (англ.) (15 June 2010). Проверено 23 июля 2023.
- ↑ Ershkov S., Leshchenko D., Prosviryakov E. Semi-Analytical Approach in BiER4BP for Exploring the Stable Positioning of the Elements of a Dyson Sphere (англ.) // Symmetry : журнал. — 2023. — Vol. 2. — № 15.
- ↑ Erik Zackrisson, Andreas J. Korn, Ansgar Wehrhahn, Johannes Reiter SETI with Gaia : The Observational Signatures of Nearly Complete Dyson Spheres (англ.) // The Astrophysical Journal : журнал. — 2018. — Vol. 21. — № 862.
|
Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «Сфера Дайсона», находящаяся по адресам:
«https://baza.znanierussia.ru/mediawiki/index.php/Сфера_Дайсона» «https://znanierussia.ru/articles/Сфера_Дайсона». Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.
|