Книга "Млечный Путь, Xxi век", No 3 (40), 2022 - Леонид Александрович Ашкинази
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
***
Пол Шуттер
Сферы Дайсона около белых карликов
До сих пор никто не нашел доказательств существования разумных инопланетян где-либо еще в космосе. Но если они действительно существуют, то могут проживать на сферах Дайсона, вращающихся вокруг звезд, называемых белыми карликами, разбросанных по всему Млечному Пути.
Именно здесь мы должны сосредоточить поиски инопланетян, сообщил журналу Live Science соавтор исследования Бен Цукерман, почетный профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. По его словам, основанным на результатах этого поиска, астрономы могут оценить, сколько передовых цивилизаций скрывается в Галактике.
Да здравствует цивилизация
Любая развитая цивилизация нуждается в энергии: для еды, для транспорта, для конфликтов, для комфорта. В настоящее время 8 миллиардов человек на Земле потребляют около 580 миллионов миллионов джоулей энергии каждый год, что эквивалентно выработке энергии почти 14 миллиардами тонн нефти, по данным The World Counts. Действительно, почти вся энергия, используемая человечеством, поступает из ископаемого топлива, поскольку нам не хватает технологической смекалки, чтобы полагаться на крупнейший генератор энергии в Солнечной системе: Солнце.
Если люди покроют каждый квадратный сантиметр поверхности Земли солнечными панелями, они будут генерировать более 1017 джоулей энергии в секунду. Это все равно приведет к потере большей части энергии, излучаемой Солнцем, которая составляет около 1026 джоулей в секунду. Это мотивирует строить сферу Дайсона, названную в честь знаменитого физика Фримена Дайсона, который разработал эту идею в 1960 году.
Первоначальное предложение Дайсона о твердой сфере (со стопроцентным покрытием солнечным светом) не работает из-за проблем со стабильностью, поскольку было бы невозможно удержать звезду в центре, и вся сфера рассыпалась бы из-за экстремальных приливных и вращательных нагрузок. Тем не менее, легко представить себе продвинутую цивилизацию, строящую кольца или рои гигантских структур, покрытых солнечными панелями.
Неудачные стартапы
Но независимо от того, насколько развита та или иная цивилизация и сколько объектов, подобных сфере Дайсона, она построит, ей придется смириться с тем фактом, что срок жизни каждой звезды конечен. Если вокруг типичной солнцеподобной звезды возникла цивилизация, то однажды эта звезда превратится в красный гигант и оставит после себя холодный белый карлик. Этот процесс, в свою очередь, поджарит внутренние планеты и, по мере того, как белый карлик остывает, заморозит планеты внешние. Так что оставаться на поверхности планеты в долгосрочной перспективе нецелесообразно. Это означает, что любые инопланетяне могут либо собраться и уйти, найдя новую систему, которую можно назвать домом, либо построить ряд мест обитания, которые собирают излучение от оставшегося белого карлика.
Согласно новой статье, написанной Цукерманом и опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, маловероятно, что инопланетные цивилизации решат пройти через трудности путешествия к новой звезде только для того, чтобы построить сферу Дайсона. Скорее они соберутся строить эти мегаструктуры только вокруг своих родных звезд, которые со временем превратятся в белых карликов.
Это предположение позволяет ученым установить прямую связь между временем жизни звезд и распространенностью сфер Дайсона. Итак, рассуждал Цукерман, если астрономы будут искать сферы Дайсона вокруг белых карликов и ничего не найдут, это может помочь оценить, сколько развитых цивилизаций может существовать в Галактике.
Астрономы обнаружили лишь небольшую часть всех белых карликов в Галактике. Но если достаточное количество инопланетян решили построить сферы Дайсона вокруг своих белых карликов, то мы должны увидеть, по крайней мере, одну сферу Дайсона в наших обзорах. Если мы их не увидим вообще, это установит верхний предел количества инопланетных цивилизаций, строящих сферы Дайсона вокруг белых карликов.
Конечно, могут быть инопланетяне, которые решат не строить сферы Дайсона, или инопланетяне, которые строят сферы вокруг других видов звезд, но Цукерман утверждает, что в Млечном Пути наиболее вероятным результатом деятельности передовых цивилизаций будет создание сфер Дайсона вокруг белых карликов, и поэтому мы должны сосредоточить наши поиски в этом направлении.
Долгосрочный взгляд
Однако этот поиск не будет легким. "Если какие-либо сферы Дайсона действительно существуют, их, вероятно, будет трудно найти, потому что нужно обследовать очень много звезд", - отметил Цукерман, добавив, что "сигнал от сферы Дайсона, вероятно, будет слабым по сравнению со звездой, вокруг которой она вращается". Только что это за сигнал? Наличие сферы Дайсона (или кольца, или роя) вокруг белого карлика будет иметь два эффекта. Если сфера достаточно велика или достаточно близка к звезде, она будет блокировать свет, поступающий на Землю, как это делают транзитные экзопланеты. Но такие сферы Дайсона могут также добавить инфракрасный сигнал. Мегаструктуры будут поглощать излучение белого карлика и преобразовывать эту энергию в другие виды энергии. Поскольку никакое преобразование не является эффективным на 100%, этот процесс оставит некоторое количество отработанного тепла, которое будет уходить в виде инфракрасного света.
Удивительно, но мы уже нашли много белых карликов с избыточным инфракрасным излучением, но, согласно исследованию, это связано с пылью в этих системах, а не с мегаструктурами. Существующие исследования белых карликов не обнаружили никаких свидетельств существования сфер Дайсона. Учитывая общее количество белых карликов, которые, как мы ожидаем, населяют Млечный Путь, Цукерман подсчитал, что не более 3% обитаемых планет вокруг солнцеподобных звезд дают начало цивилизации, которая решит построить сферу Дайсона вокруг получившегося белого карлика. Однако вокруг солнцеподобных звезд так много планет, что этот расчет дает только верхний предел в 9 миллионов потенциальных белых карликовых сферостроительных цивилизаций в Млечном Пути. В конце концов, никто не знает, сколько развитых цивилизаций может быть в Млечном Пути, если они вообще есть, сказал Цукерман.
"Некоторые астрономы, включая меня, считают, что технологическая жизнь может быть очень редким явлением, - сказал Цукерман. - Действительно, мы можем даже обладать самыми передовыми технологиями в нашей галактике Млечный Путь. Но никто не знает, так ли это, поэтому стоит поискать доказательства".
***
Пол Шуттер
Черная дыра может быть не такой, как мы думаем
Первое изображение черной дыры было получено с помощью наблюдений за центром галактики M87, сделанных Телескопом Горизонта Событий. Мы до сих пор точно не знаем, что происходит, когда черные дыры умирают. С тех пор, как Стивен Хокинг обнаружил, что черные дыры испаряются, мы знали, что они потенциально могут исчезнуть из нашей Вселенной. Но нашего понимания гравитации и квантовой механики недостаточно, чтобы описать последние моменты жизни черной дыры. Теперь новое исследование, основанное на теории струн, предполагает возможную и столь же странную судьбу испаряющихся черных дыр: остаток, к которому мы, в принципе, могли бы получить
