Dysonin pallo

Dyson-pallo  on Freeman Dysonin [1] ehdottama hypoteettinen astrotekniikan projekti , joka on suhteellisen ohut pallomainen kuori, jolla on suuri säde (suuruusluokkaa planeetan kiertoradan säteestä), jonka keskellä on tähti. [2] Freeman Dysonin itsensä mukaan hän löysi ensimmäisen pallon idean Olaf Stapledonin tieteisromaanista Starmaker .

Oletetaan, että teknisesti edistynyt sivilisaatio voi käyttää tällaista rakennetta maksimoidakseen keskustähden energian mahdollisen käytön ja/tai ratkaistakseen elintilaongelman. Epäonnistuminen Dyson-pallojen havaitsemisessa on yksi Fermi-paradoksin vahvistuksista .

Pääasialliset syyt pallon rakentamiseen toistavat itse asiassa Konstantin Tsiolkovskin teoksessa Dreams of the Earth and Sky (1895, luvut 37, 43) esittämät sepit Auringon ympärillä olevien avaruusasutusketjujen ja -renkaiden osalta (Dyson ei luultavasti tiennyt siitä tämä) [3] .

Teoreettisten laskelmien mukaan Dyson-pallon rakentaminen Auringon ympärille vaatii aineen, jonka massa on Jupiterin massaluokkaa [4] .

Kritiikki

Dyson-pallo on saatettava pyörimään keskiakselin ympäri, jotta keskipakovoima tasapainottaa keskusvalaisimen vetovoimaa. Koska keskipakovoima saavuttaa maksiminsa päiväntasaajalla ja on nolla pyörivän kappaleen napoissa, mikään Dyson-pallon napoissa ei tasapainota keskusvalaisimen vetovoimia. Tämän seurauksena pallo väistämättä tuhoutuu.

Stanislav Lem teoksessa "Teknologian summa " [5] osoitti, että pallon rakentaminen kvadrillionien älykkäiden olentojen elintilan ongelmien ratkaisemiseksi on merkityksetöntä logiikan ja sosiologian kannalta, koska "altarilla" rajoittamattoman jäljentämisen vapaus" (jonka, ei ole selvää miksi, pitäisi pysyä loukkaamattomina, rajoitusten sijaan ) olisi määrättävä monia muita vapauksia (esim. liikkumisvapaus, ammatinvalinta jne.), jotka lopulta johtaisivat siihen, että kulttuuriarvojen romahtaminen ja se olisi edistyksen ajatuksen vääristely, mikä merkitsee niiden lisääntymistä, ei vähenemistä. Lem on myös skeptinen sellaisen monokulttuurin olemassaolon mahdollisuudesta, jonka väkiluku on useita kvadrillioita [6] . Kirjoittaja piti Dyson-sfääriä yhtenä silmiinpistävimmistä esimerkeistä teknologian kehityksen ortoevoluutiosta ekstrapoloinnista (eli liittyy hypoteeseihin, joiden mukaan tulevaisuus on vain lisätty nykyisyys [7] ).

Iosif Shklovsky huomautti [3] , että verrattuna  keskustähden säteilyenergian 100-prosenttiseen käyttöön planeettajärjestelmän energiaresurssien maksimaaliseen käyttöön, oletettavasti tehokkaampi tapa saada energiaa voisi olla vetyä  lämpöydinfuusion kaasujättiläisestä . _ Aurinkokunnassa  Jupiterista olisi tällä tavalla mahdollista saada noin 10 49 erg tai 10 42 J , mikä on verrattavissa supernovaräjähdyksen energiaan . Jos joka sekunti vapautamme energiaa 4 10 33  erg tai 4 10 26  J (joka on yhtä suuri kuin auringon säteilyn teho , joka on myös raja Dysonin pallolle, joka on myös sivilisaation tyypin II energiataso  Kardaševin asteikolla ), silloin Jupiterin energiavarasto riittäisi lähes  300 miljoonaksi vuodeksi. Tämä ajanjakso todennäköisesti ylittää minkä tahansa kehittyvän sivilisaation "aika-asteikon" [3] .   

Muutokset

Pallon itsensä tuhoamisen uhan estämiseksi ajatus sen suunnittelun muuttamisesta kehitettiin useissa versioissa:

• Jäykkä rengas, jonka leveys on suhteellisen pieni (suuruusluokkaa prosenttiosuus halkaisijasta) - katso Niven rengas .
• Jäykkä leveä ekvatoriaalinen rengas, joka on avoin lähellä napoja ja kaareva gravitaatiokiihtyvyysvektorin vakion absoluuttisen arvon pintaa pitkin siten, että testikappaleen paino on sama missä tahansa pisteessä pallon sisäpuolella. Tällainen pinta muistuttaa ylälelua, jonka muoto on keskipaksu. Tähtien suurempaa vetovoimaa päiväntasaajan lähellä kompensoi keskipakovoima, joka johtuu suuremmasta lineaarisesta pyörimisnopeudesta ei-inertiaalisessa vertailukehyksessä; korkeilla leveysasteilla tähden gravitaatiovaikutuksen vähenemisen vuoksi tarvitaan pienempi keskipakovoima ja pienempi leikkaussäde kiertoakseliin nähden kohtisuorassa tasossa. Tämä pinta ei ole ekvipotentiaalinen gravitaatiokentällä (joka koostuu tähden gravitaatiokentästä ja keskipakovoimakentästä) omassa pyörivässä rakenteen vertailukehyksessään, joten painovoima ei suuntaudu normaalia pitkin pintaan. Pallon sisäpuoli voidaan kuitenkin suunnitella samankeskisiksi terasseiksi sileän sijasta, jolloin painovoiman paikallinen poikkeama normaalista terassin pintaan ei ylitä annettua arvoa.
• Pokrovsky-kuori on Neuvostoliiton tiedemiehen G. I. Pokrovskyn  ehdottama muunnos , joka on kokoelma sormuksia.
• Criswell-rakenne  on Dyson-pallon idean kehitystyö, mutta siinä on fraktaalipinta , joka maksimoi pintatähden säteilyä havaitsevan alueen.
• Energiakenttä on energiakentän luominen tähden ympärille, joka taivuttaa fotonien liikettä ja kerää ne yhdeksi säteeksi. Kenttä ei ehkä ole energiaa, vaan se on luotu fysikaalisten lakien perusteella, joita ihmiset eivät ole vielä tutkineet, mutta pääajatuksena on, että tähden ympärille ei tarvitse rakentaa mitään rakennetta, vaan energia kerätään käyttämällä kenttä.

Kaikkia tällaisia ​​muunnelmia ei voida enää kutsua "palloksi", mutta tällainen yleinen nimi säilyy historiallisesti.

Hakuyritykset

• Dysonin sfäärien etsiminen on lupaava suunta SETI - ohjelmalle . Tämän suuruinen rakenne voidaan havaita olemassa olevilla tähtitieteellisillä työkaluilla sen infrapunasäteilyn perusteella, jolla on epätyypillinen spektrijakautuma (siten Dyson-pallo on monisuuntainen voimakas säteilijä). Näihin tarkoituksiin on tarkoitus käyttää SIRTF- teleskooppia .

• Vuonna 2015 useat tähtitieteilijät julkaisivat Kepler - avaruusteleskoopin mukaan osana eksoplaneetan etsintäohjelmaa KIC 8462852 -tähden (Tubbyn tähti) kirkkauden muutoksia koskevien tutkimusten tulokset Cygnuksen tähdistössä . Jotkut tutkijat yrittivät selittää tämän tähden epänormaalia välähdystä yrityksellä rakentaa Dyson-pallo tai muu tähtitekninen rakenne . Myöhemmin kuitenkin osoitettiin, että havaitut muutokset tähden kirkkaudessa voidaan selittää luonnollisista esineistä johtuvalla tummumisella [8] .

Katso myös

• Terraformointi
• Aldersonin levy
• Stanfordin toru
• Bernal pallo
• Maailmanrengas
• Kardaševin asteikko
• ekumenopolis
• Globe Cassus

Muistiinpanot

1. ↑ Freemann J. Dyson . Etsi keinotekoisia infrapunasäteilyn lähteitä  (englanniksi)  // Science  : Journal. - 1960. - Voi. 131 , nro. 3414 . - s. 1667-1668 . - doi : 10.1126/tiede.131.3414.1667 . - . — PMID 17780673 . Arkistoitu alkuperäisestä 14. heinäkuuta 2019.
2. ↑ Dyson, Freeman. Häiritsee maailmankaikkeutta. - Basic Books , 1979. - S. 211. - ISBN 978-0-465-01677-8 . . "Jotkut tieteiskirjailijat ovat virheellisesti antaneet minulle kunnian keinotekoisen biosfäärin keksimisestä. Itse asiassa otin idean Olaf Stapledonilta, yhdeltä heidän omasta kollegansa."
3. ↑ 1 2 3 Shklovsky I. S. Universumi, elämä, mieli. 4. painos, lisä. - M.: Nauka, 1976. - S. 293, 300 (luku 25).
4. ↑ [Caleb A. Scharf ]. Dysonin sfääriin tutustuminen : [ arch. 27.04.2020] //Scientific American  : tiedeuutisia, artikkeleita ja tietoa. - 2018 - 28. marraskuuta. — Käyttöönottopäivä: 27.4.2020.
5. ↑ Stanislav Lem. teknologian määrä. Huomautuksia (VI). - 2. painos, 1967.
6. ↑ Luultavasti Lem tarkoitti useita kvintiloonia (10 18 ), kuten hän kirjoittaa: "Koska tällaisen pallon sisäpinta aurinkoon päin on noin miljardi kertaa Maan pinta, siihen voisi mahtua vastaavasti miljardi kertaa enemmän ihmisiä, kuin se on mahdollista maan päällä. ”, sekä" elävien ihmisten määrän kasvu miljardeihin miljardeihin.
7. ↑ Stanislav Lem. teknologian määrä. Esipuhe ensimmäiseen painokseen (1963).
8. ↑ Wright, Jason T.; Jasniewicz, G.; Chemin, L.; Zurbach, C.; Brouillet, N.; Panuzzo, P.; Sartoretti, P.; Katz, D.; Le Campion, J.-F.; Marchal, O.; Hestroffer, D.; Thévenin, F.; Crifo, F.; Udry, S.; Cropper, M.; Seabroke, G.; Viala, Y.; Benson, K.; Blomme, R.; Jean-Antoine, A.; Huckle, H.; Smith, M.; Baker, S.G.; Damerji, Y.; Dolding, C.; Fremat, Y.; Gosset, E.; Guerrier, A.; Guy, L.P.; Haigron, R. Boyajianin tähden palapelin ratkaisuperheiden uudelleenarviointi  //  AAS:n tutkimusmuistiinpanot: lehti. - 2018. - Vol. 2 , ei. 1 . - s. 16 . doi : 10.3847 /2515-5172/aaa83e . — . - arXiv : 1809.00693 .

Kirjallisuus

• Freemann J. Dyson . Etsi keinotekoisia infrapunasäteilyn lähteitä  (englanniksi)  // Science  : Journal. - 1960. - Voi. 131 , nro. 3414 . - s. 1667-1668 . - doi : 10.1126/tiede.131.3414.1667 . - . — PMID 17780673 .
• Shklovsky I. S. Universumi, elämä, mieli. - 6. painos täydennetty. - M . : Tiede. Ch. toim. Fys.-Math. lit., 1987. - 320 s.
• Lem, Stanislav. Teknologian summa = Summa Technologiae / per. puolasta. A. G. Gromova , D. I. Jordansky , R. I. Nudelman , B. N. Panovkin , L. R. Pliner , R. A. Trofimov , Yu. A. Yaroshevsky ; intro. Taide. akad. V. V. Parina ; toim. ja jälkeen. B. V. Biryukov ja  F. V. Shirokov . - M  .: Mir, 1968. - 608 s.

Avaruuden kolonisaatio
Aurinkokunnan kolonisaatio	Merkurius Venus Kuu Lagrangen pisteet Mars asteroideja Ceres kaasujättiläisiä Jupiterin kuut Euroopassa Ganymede Callisto Saturnuksen satelliitit Titaani Enceladus Neptunuksen kuut Triton Uranuksen kuut Ulkopuoliset aurinkokunnan esineet Pluto ja trans-Neptunuksen esineet Oort pilvi
Terraformointi	Terraformoiva Mars Terraformoiva Venus
Kolonisaatio aurinkokunnan ulkopuolella	tähtienvälinen lento Elinkykyiset planeetat lista Planeetan asuttavuusindeksi Maan samankaltaisuusindeksi
Avaruusasutus	Avaruutta ja selviytymistä Astrotekniikan rakenteet Dysonin pallo Bernal pallo O'Neill Colony Stanfordin toru Toroid
Resurssit ja energia	Asteroidien teollinen kehitys avaruusenergiaa Avaruustaloustiede Avaruuspolitiikka