Человечество — энергетически ненасытный вид, и наши потребности в ресурсах растут в геометрической прогрессии. Самым амбициозным решением этой проблемы считается создание мегаструктур, способных улавливать всё излучение родительской звезды. Ведущий канала PBS Space Time подробно разбирает историю концепции сфер Дайсона, современные методы их поиска с помощью инфракрасных телескопов и результаты сканирования сотен тысяч звезд и галактик.
🌌 Рождение идеи: От научной фантастики к физическим расчётам 1:03
Идея захвата всей энергии звезды для нужд цивилизации восходит к 1937 году, когда британский писатель Олаф Стэплдон в своём произведении «Создатель звёзд» (Star Maker) описал оболочки вокруг светил . Позже эту концепцию популяризировал физик Фримен Дайсон. В 1960 году, вдохновившись фантастикой, он предложил, что высокоразвитая цивилизация может расширить свою среду обитания, окружив звезду сферой на расстоянии радиуса планетной орбиты для сбора энергии .
Хотя термин «сфера Дайсона» закрепился в культуре, сам учёный предпочитал называть это «сферой Стэплдона» . Современная наука считает маловероятным существование Дайсона в виде твердой оболочки из-за проблем со стабильностью. По мнению автора видео, более реалистичным вариантом является «рой Дайсона» — огромное количество независимых аппаратов или солнечных коллекторов, находящихся на орбите вокруг звезды .
🔥 Термодинамика поиска: Почему мегаструктуры «светятся»? 2:38
Основной метод поиска внеземных мегаструктур основан на законах термодинамики. Любая работающая технология выделяет тепло. Ведущий канала приводит в пример Землю:
- Земная биосфера поглощает видимый свет Солнца (6000 Кельвинов) для биологических процессов .
- В процессе жизнедеятельности энергия переизлучается в виде тепла с температурой около 300 Кельвинов .
- Если смотреть на Землю из другой системы, она будет казаться аномально тёмной в видимом свете, но яркой в инфракрасном спектре .
Для обнаружения полной сферы Дайсона нужно искать объекты, которые излучают энергию целой звезды, но имеют низкую температуру (несколько сотен Кельвинов). В 1966 году Карл Саган и Рассел Уокер рассчитали, что такие объекты должны быть огромными — размером с планетную орбиту .
Однако поиски осложняются наличием естественных объектов с похожими характеристиками:
- Протозвезды: газовые облака в процессе коллапса .
- Околозвездные диски: скопления газа и пыли вокруг молодых звёзд, где формируются планеты .
Саган и Уокер полагали, что инфракрасные аномалии должны стать лишь кандидатами, которых необходимо проверять на наличие узкополосных радиосигналов — явного признака технологий .
📊 Инструменты обнаружения: Диаграмма Герцшпрунга — Рассела 7:08
Для поиска «частичных» сфер Дайсона, которые закрывают лишь часть звезды (например, в виде экваториальных колец), астрономы используют анализ цвета и светимости. Звёзды в стабильной фазе жизни подчиняются строгим физическим правилам: зная их массу, можно предсказать размер и температуру . Эти параметры наносятся на диаграмму Герцшпрунга — Рассела (HR-диаграмма).
По мнению автора видео, частичная сфера Дайсона выдаст себя следующим образом:
- Звезда будет казаться слишком тусклой для своей температуры в видимом спектре, опускаясь ниже «главной последовательности» на диаграмме .
- В то же время при измерении в инфракрасном диапазоне будет наблюдаться избыток излучения .
Японские астрономы Дзюн Дзюгаку и Сиро Нисимура подсчитали, что даже структура, перехватывающая всего 1% света звезды, сдвинет показатель цвета в инфракрасную область более чем в два раза .
🔭 Охота в масштабах Млечного Пути и других галактик 10:14
Одной из самых масштабных попыток поиска стал анализ данных спутника Gaia, проведенный группой под руководством шведского астронома Эрика Зака. Они изучили более 200 000 звёзд . Исследователи искали объекты, которые были слишком тусклыми для своего цвета в видимом диапазоне, а затем проверяли их на избыток инфракрасного излучения. Хотя были найдены интересные кандидаты, убедительных доказательств существования сфер Дайсона обнаружено не было .
Другой известный случай — «звезда Табби» (KIC 8462852), открытая Табитой Бояджян. Она демонстрировала странные и нерегулярные падения яркости, что породило слухи об инопланетных мегаструктурах . Однако данные 2019 года указывают на то, что это, скорее всего, пыль от разрушенной луны .
Поиски не ограничиваются нашей галактикой. Команда Джейсона Райта из Университета штата Пенсильвания использовала данные телескопа WISE для поиска «галактических империй» . Они анализировали 100 000 галактик, предполагая, что цивилизация могла бы колонизировать целую галактику и построить множество сфер Дайсона. В результате анализа не было найдено признаков сверхэнергозатратных цивилизаций третьего типа по шкале Кардашёва .
🚀 Почему мы продолжаем искать? 13:20
Несмотря на отсутствие результатов, учёные продолжают разрабатывать новые гипотезы. Сегодня обсуждается возможность строительства сфер Дайсона вокруг сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик .
По мнению ведущего PBS Space Time, поиск оправдан по двум причинам:
