At finde liv er måske det vigtigste og mest ønskede mål for astronomi, helst intelligent, et sted uden for Jorden. I betragtning af den lethed, hvormed livet spreder sig og formerer sig på vores hjemplanet, såvel som ingredienserne til livet i hele universet, er det vanskeligt at konkludere, at vi er alene i universet. Der er omkring 400 milliarder stjerner i Mælkevejsgalaksen alene, hver med sin egen unikke historie og chancer for liv. På trods af hvor teknologisk avancerede mennesker er blevet, er søgningen efter udenjordiske civilisationer mislykket, måske fordi teknologisk avancerede civilisationer ikke kommunikerer på den måde, vi er vant til. Men en avanceret civilisation kunne bygge en sfære omkring sin sol - Dyson-sfæren - for at absorbere 100% af sin energi. Utroligmen vi har teknologien til at opdage dem. Hvis de selvfølgelig eksisterer.
Roy Dyson ses som et skridt mod Dyson-sfæren, når lyset blokeres af en række rumfartøjer, der flyver foran stjernen.
På jorden bestemmes den mængde energi, vi har til rådighed, af mængden af sollys, der rammer overfladen på vores planet. På jordens afstand fra solen svarer dette omtrent til 1300 watt pr. Kvadratmeter, men falder til 1000, hvis lyset tvinges til at passere gennem atmosfæren. Hvis vi dækkede rummet over Jordens atmosfære med solpaneler, ville vi samle 166 millioner gigawatt energi hele tiden over hele Jorden. Dette er en kolossal mængde energi: selv et sekund af en sådan strøm kan give jordboere energi i et helt år. Men kun en del af denne energi produceres af solen. Der er også andre måder.
Konceptet med et rumsolkraftværk har eksisteret i lang tid, men ingen turde engang tænke på en række milliarder kilometer. En kugle eller sværm af Dyson ville gå endnu længere og omslutte eller paneler selve solen.
For eksempel kunne vi bygge en sværm i rummet for at samle endnu mere energi fra solen. Forestil dig en stor flåde rumskibe, der bevæger sig i en ring eller en række ringe med et stort indsamlingsområde. Denne energi kunne bruges til ethvert formål: den kunne rettes mod jorden i en stråle, den kunne bruges in situ til at skabe et netværk i hele solsystemet eller til interplanetarisk eller interstellar kommunikation. Det er her, ideen om fremmede megastrukturer blev født - hvilket er blevet foreslået som en af forklaringerne på det mørkere fænomen i Tabbys stjerne.
Den mest ambitiøse megastruktur vil dog være den såkaldte Dyson-sfære: en konvolut omkring en stjerne, der absorberer al sin energi. Vi kunne gøre dette ved at fortære en lille planet som kviksølv, bryde den ned i jern og ilt og skabe en reflekterende overflade af hæmatit. Hvis en fremmed civilisation gjorde det samme, ville skallen skjule stjernen fuldstændigt og gøre den næsten uopdagelig.
Dyson-sfæren vil helt dække stjernen og absorbere al dens ultraviolette og synlige stråling. Kun infrarød stråling og lange bølger passerer igennem.
Under alle omstændigheder kan det ikke detekteres for teleskoper, der opererer i det synlige spektrum af lys, fordi en sådan kugle fuldstændigt blokerer stjernens lys. Men selv en meget reflekterende overflade skal absorbere noget af energien. Og hvis energi absorberes over tid, skal den omdirigeres et eller andet sted for at opretholde en stabil temperatur. Derfor skal energien gå ud i universet, selvom der ikke er noget synligt lys. Når Jorden udstråler infrarød energi om natten, vil Dyson-sfæren også være.
Salgsfremmende video:
Om natten udsender Jorden elektromagnetiske signaler, men langt størstedelen er i det infrarøde område, da sollys og varme, der absorberes i løbet af dagen, sendes ud i rummet.
Den Europæiske Rumorganisation frigav for nylig et massivt datasæt fra den mest magtfulde satellit, der nogensinde har kortlagt og udforsket Mælkevejens stjerner: Gaia. Han formåede at indsamle oplysninger om 1,7 milliarder stjerner i vores galakse, så vi kunne skabe det mest komplekse 3D-kort over stjerner i Mælkevejen. Disse er langt fra alle stjerner, men en størrelsesorden mere end registreret før.
En af de smukke ting, som Gaia var i stand til at måle, var farven og størrelsen på mange stjerner, fra svage røde dværge (og endda brune dværge) til stjernerester som hvide dværge, hovedsekvensstjerner, giganter og supergiganter, der lyser lysest. Men Gaia observerede ikke kun i det synlige, men også i de nær infrarøde spektre, hvilket betyder, at han så genstande, der er skjult for folks øjne. Blandt dem er superkolde stjerner, både giganter og dværge. Og Dyson-kugler, hvis de findes og har specifikke temperatur / lysstyrkeprofiler.
Den store, dristige linje, der krydser diagrammet fra nederst til venstre til øverst til højre, er hovedsekvensen, der indeholder stjernerne, der smelter brint ind i helium. Øverst til højre er stjerner i en kæmpe- eller superkæmpefase: de brænder tungere elementer og udvides til meget større størrelser. Selvom de lyser lysere, er deres temperatur lavere, fordi energi er spredt over et stort område, der udsender energi.
Dyson-sfæren gør meget det samme, men med en almindelig eller lav-masse stjerne. Du skaber et stort overfladeareal, hvorfra stjernens energi vil undslippe, og den udstråler ved en lavere temperatur, mens den leverer den samme samlede energi. Den teoretiske infrarøde signatur burde give os en lignende sfære, men Gaia-satellitten foreslog en anden mulighed, opdaget af Eric Zakrisson: uoverensstemmelsen mellem afstanden baseret på lysstyrke og parallaxafstanden.
Parallaksemetoden, der blev brugt siden 1800'erne, indebærer at observere ændringen i position for en stjerne ved siden af en mere fjern baggrundsstjerne. Hvis stjernens parallaks og lysstyrkeafstande ikke falder sammen, kan dette forklare den fremmede megastruktur … eller at stjernen er i et binært system.
Når du udleder en afstand baseret på det lys, du observerer, og derefter måler den på en helt anden måde (ved hjælp af geometri), skal de to tal matche. Det faktum, at Gaia så flere uoverensstemmelser, kunne indikere forskellige ting, herunder fremmede strukturer. Den menneskelige natur er sådan, at vi straks søger den mest fantastiske forklaring. Men en mere verdslig og rimelig grund ville være, at stjerner har dobbelt ledsagere: dette er et ret almindeligt fænomen i universet. Manglen på overskydende infrarød stråling, der kræves til strukturer som Dyson-sfæren, fører os væk fra hypotesen om udlændinge og deres strukturer.
Et antal observatorier, herunder Gaia-rumfartøjet, har teknologier, der i princippet kan detektere Dysonsfærer, der ligger flere tusinde lysår fra Jorden, hvis vi antager, at de er i samme afstand fra en stjerne som solen som Jorden er fra vores stjerne. Den røde dværgstjerne skulle være synlig i Gaias øjne med en lille Dyson-kugle op til hundrede lysår væk, men en kæmpe eller superkæmpe stjerne ville være synlig fra næsten hvor som helst i galaksen. Blandt de 1,7 milliarder genstande samlet af Gaia kunne man finde Dyson-kugler under opførelse. Og ved at sammenligne data fra infrarøde observatorier kunne man finde færdige Dyson-kugler, der udsender nok energi. På tidspunktet for denne offentliggørelse er der dog ikke fundet nogen Dysonsfærer i Mælkevejen.
Men dette betyder ikke, at de ikke eksisterer; dette betyder, at hvis de er, har vi endnu ikke set dem. Dysons kugler kan være længere end Gaia ser nær mindre stjerner. Infrarøde observatorier som WISE definerer grænserne for søgningen, og næste generations observatorier kan potentielt registrere en signatur om fjernelse af varme fra et sådant objekt.
I betragtning af det fulde udvalg af observatorier, der har undersøgt himlen, er det relativt sikkert at sige, at vi endnu ikke har fundet nogen Dyson-sfærer på dette tidspunkt. Måske er der et eller andet sted intelligente udlændinge, der bruger al deres stjernenergi fuldstændigt og skaber enorme transplanetære imperier, men der er ingen tegn på dette. Der er kun en rimelig konklusion: vores galakse, så vidt vi kan bedømme, har ikke disse gigantiske fremmede strukturer.
Ilya Khel