Οι σφαίρες του Dyson γύρω από τις μαύρες τρύπες μπορεί να αποκαλύψουν εξωγήινους πολιτισμούς, λένε οι επιστήμονες

Οι σφαίρες του Dyson γύρω από τις μαύρες τρύπες μπορεί να αποκαλύψουν εξωγήινους πολιτισμούς, λένε οι επιστήμονες
Οι σφαίρες του Dyson γύρω από τις μαύρες τρύπες μπορεί να αποκαλύψουν εξωγήινους πολιτισμούς, λένε οι επιστήμονες
Anonim

Ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα που κάνουμε στον εαυτό μας για το σύμπαν είναι: Είμαστε μόνοι ως τεχνολογικά εξελιγμένο είδος; Αυτό εγείρει άλλα ερωτήματα: Εάν υπάρχουν εξωγήινοι, πώς μοιάζει η τεχνολογία τους; Και, το σημαντικότερο, πώς μπορούμε να τα εντοπίσουμε;

Η νέα μελέτη δίνει ορισμένες απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα - τουλάχιστον όταν πρόκειται για τεχνολογία όπως ένας υπερδύναμος συλλέκτης ενέργειας που ονομάζεται σφαίρα Dyson, ο οποίος συλλέγει ενέργεια από μια μαύρη τρύπα.

"Σε αυτή τη μελέτη, εξετάζουμε την πηγή ενέργειας ενός καλά ανεπτυγμένου πολιτισμού τύπου II ή III. Χρειάζονται μια πιο ισχυρή πηγή ενέργειας από τον δικό τους ήλιο", γράφουν οι ερευνητές στην εργασία τους.

"Ο δίσκος προσαύξησης, η κορώνα και οι σχετικιστικοί πίδακες θα μπορούσαν να είναι δυνάμεις ισχύος για έναν πολιτισμό τύπου II. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι για μια μαύρη τρύπα αστρικής μάζας, ακόμη και με χαμηλό συντελεστή Eddington, ο δίσκος προσαύξησης μπορεί να παράγει εκατοντάδες φορές περισσότερη φωτεινότητα από έναν πρωταγωνιστής σταρ ".

Η έννοια της σφαίρας Dyson έγινε δημοφιλής από τον θεωρητικό φυσικό Freeman Dyson τη δεκαετία του 1960 ως λύση στο πρόβλημα της κατανάλωσης ενέργειας που υπερβαίνει τις δυνατότητες του πλανήτη του πολιτισμού. Η ίδια η σφαίρα είναι χτισμένη γύρω από το αστέρι του πλανητικού συστήματος - μια μεγαδομή που συλλέγει την ενέργεια του αστεριού από την πηγή.

Στο έργο του, ο Dyson πρότεινε ότι η υπέρυθρη ακτινοβολία θερμικής ενέργειας θα μπορούσε να απελευθερωθεί κατά τη σύλληψη και τον μετασχηματισμό της αστρικής ενέργειας από δομές Dyson, οι οποίες υποθετικά θα μπορούσαν να προδώσουν την παρουσία αυτών των υποθετικών δομών. Αυτή η υπέρυθρη υπογραφή, αν μπορούσαμε να την εντοπίσουμε, θα μας επέτρεπε να εντοπίσουμε εξωγήινους πολιτισμούς.

Με επικεφαλής τον αστρονόμο Tiger Yu-Yang Xiao από το Εθνικό Πανεπιστήμιο Qing Hua στην Ταϊβάν, η ομάδα των ερευνητών προχώρησε ένα βήμα παραπέρα. Τι θα γινόταν αν η σφαίρα Dyson (ή ο δακτύλιος Dyson ή το σμήνος Dyson) βρίσκονταν γύρω από μια μαύρη τρύπα; Θα λειτουργήσει αυτό και τι μπορούμε να βρούμε από εδώ στη Γη;

Το μόνο πράγμα για το οποίο είναι γνωστές οι μαύρες τρύπες είναι το ισχυρό βαρυτικό τους πεδίο, το οποίο απορροφά ό, τι έρχεται κοντά τους και δεν το απελευθερώνει πίσω (το οποίο μπορούμε να ανιχνεύσουμε).

Επομένως, πιθανώς αναρωτιέστε πώς μπορεί να μάθει κάτι από ένα τέτοιο τέρας. Αποδεικνύεται ότι στο ακραίο περιβάλλον γύρω από μια μαύρη τρύπα, υπάρχουν πολλές διαδικασίες από τις οποίες μπορεί να εξαχθεί ενέργεια.

Στο έγγραφό τους, η ομάδα εξετάζει μια σειρά από τέτοιες διαδικασίες: έναν δίσκο συσσώρευσης υλικού που περιφέρεται γύρω από μια μαύρη τρύπα, ο οποίος θερμαίνεται από τριβή σε εκατομμύρια βαθμούς. Η ακτινοβολία Hawking, θεωρητική ακτινοβολία του μαύρου σώματος που εκπέμπεται από τις μαύρες τρύπες, προτάθηκε από τον Stephen Hawking.

Άλλα δυνητικά σημαντικά φαινόμενα που θα μπορούσαν να συμβάλουν περιλαμβάνουν τη σφαιρική συσσώρευση, μια στεφάνη μαγνητισμένου πλάσματος μεταξύ της εσωτερικής άκρης του δίσκου προσαύξησης και του ορίζοντα γεγονότων και πίδακες που εκτοξεύονται με σχετικιστικές ταχύτητες από τους πόλους των ενεργών μαύρων τρυπών.

Με βάση τα μοντέλα των μαύρων τρυπών, που έχουν μάζα 5, 20 και 4 εκατομμύρια φορές τον Sunλιο (αυτή είναι η μάζα του Τοξότη Α *, της υπερμεγέθης μαύρης τρύπας στο κέντρο του Γαλαξία μας), ο Xiao και οι συνεργάτες του μπόρεσαν για να καθοριστεί ότι η σφαίρα των δορυφόρων θα μπορούσε να συλλέξει αποτελεσματικά ενέργεια από μερικές από αυτές τις διαδικασίες.

"Η υψηλότερη φωτεινότητα μπορεί να συλλεχθεί από το δίσκο προσαύξησης, φτάνοντας 100.000 φορές τη φωτεινότητα του Sunλιου, η οποία είναι αρκετή για να διατηρήσει έναν πολιτισμό τύπου II", γράφουν οι ερευνητές.

"Επιπλέον, εάν η σφαίρα Dyson συλλέγει όχι μόνο ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, αλλά και άλλους τύπους ενέργειας (για παράδειγμα, κινητική ενέργεια) από τους πίδακες, τότε η συνολική ενέργεια που συλλέγεται θα είναι περίπου πέντε φορές μεγαλύτερη".

Τέτοιες δομές θα μπορούσαν να βρεθούν σε πολλά μήκη κύματος, διαπίστωσαν οι ερευνητές, με τις θερμότερες σφαίρες Dyson να είναι πιο ορατές στις υπεριώδεις και τις ψυχρότερες στο υπέρυθρο, όπως προέβλεψε ο ίδιος ο Dyson.

Ωστόσο, δεδομένου ότι οι ενεργές μαύρες τρύπες εκπέμπουν ήδη πολλή ακτινοβολία και στις δύο αυτές περιοχές μήκους κύματος, η ανίχνευση περίσσειας Dyson μπορεί να είναι ευκολότερο να ειπωθεί παρά να γίνει.

Η ομάδα εικάζει ότι η λήψη άλλων μετρήσεων, όπως οι αλλαγές στο φως όταν μια μαύρη τρύπα επηρεάζεται ελαφρώς από τη βαρύτητα της σφαίρας, θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποκάλυψη πού κρύβονται αυτές οι δομές.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Συνιστάται: