من الصعب القول متى تساءل الشخص لأول مرة عما إذا كان بمفرده في الكون. لكن من الممكن تحديد الوقت الذي انتقل فيه البحث عن إجابة لهذا السؤال من صفحات روايات الخيال العلمي إلى العلوم - منتصف القرن الماضي ، بداية عصر الفضاء. مع تطور الفضاء بين الكواكب ، بدأت تظهر المزيد والمزيد من الأفكار حول الحضارات خارج كوكب الأرض. اندلعت الحروب بين المجرات على صفحات الخيال العلمي ، وحاول علماء الفيزياء الفلكية وعلماء الفلك فهم ما إذا كانت الحياة ممكنة بالقرب من النجوم البعيدة. إذا كانت الإجابة بنعم ، كيف أجدها؟ من بين أحدث الأفكار نظرية فريمان دايسون. الكرة ذات الحجم الهائل ، والتي تسمح بتراكم طاقة النجم ، هو ما ، في رأيه ، يستحق البحث عنه في الفضاء الخارجي الشاسع من أجل العثور على كائنات فضائية.
فريمان جون دايسون
عالم أمريكي من أصل إنجليزي ولد عام 1923. اليوم ، يُعرف دايسون البالغ من العمر 92 عامًا ، والذي يغطي مجال اهتمامه فيزياء الكم والفيزياء الفلكية والفيزياء منخفضة الطاقة ، بأنه أحد مؤسسي الديناميكا الكهربية الكمية. ربما كان الأكثر شهرة بالنسبة له هو المفهوم الذي اقترضه العالم من أولافStapledon ، كاتب خيال علمي ، مؤلف The Star Maker. تقترح النظرية ، التي أطلق عليها اسم "كرة دايسون" ، أن الحضارات المتقدمة للغاية يمكنها بناء هيكل ضخم حول نجم من أجل زيادة طاقته إلى الحد الأقصى. من خلال إيجاد مثل هذا التصميم ، سيتمكن العلماء من اكتشاف ذكاء خارج الأرض.
مفهوم
حضارة عالية التطور ، توجد افتراضيًا في الفضاء الخارجي ، عاجلاً أم آجلاً ستواجه نضوب موارد الطاقة - هذا هو افتراض دايسون. يمكن أن تحل هذه المشكلة كرة نصف قطرها وحدة فلكية واحدة ونجم في المركز. يتيح لك الحجم المثير للإعجاب للهيكل استخدام طاقة النجم بالكامل ، وإذا لزم الأمر ، يصبح منزلًا لمنشئيها.
المعلمات
سمك الكرة ، وفقًا لحسابات دايسون ، يجب أن يكون صغيرًا جدًا. لبناء مثل هذا الهيكل ، ستحتاج إلى مادة قريبة من كوكب المشتري في الكتلة. اليوم ، يبدو مثل هذا المشروع وكأنه خيال جريء للغاية. ومع ذلك ، من المستحيل استبعاد احتمال أنه بعد مئات أو آلاف السنين ، ستكون البشرية قادرة على ترجمتها إلى واقع ، والآن في المساحات الشاسعة من الفضاء ، تشارك حضارة خارج كوكب الأرض تفوقنا من حيث التنمية في بناء مثل هذا الهيكل.
النجم ذو المجال الكروي دايسون يخضع لنفس القوانين الفيزيائية التي تخضع لها أنظمة الكواكب. لذلك ، يجب أن يدور الهيكل: قوة دوران الطرد المركزي توازن قوة جذب النجم ولا تسمح للجسم بالانهيار والسقوط عليه.
علامات متطورةالحضارات
وفقًا لفكرة دايسون ، يمكن أن تصبح الكرة نوعًا من المنارة ، مما يشير إلى وجود ذكاء خارج كوكب الأرض. ومع ذلك ، كيف يمكن العثور عليها؟ وفقًا للحسابات النظرية ، يجب أن ينبعث مثل هذا التصميم الضوء باستمرار. إنه غير مرئي للعين البشرية. يجب أن يكمن الإشعاع في جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف. المعدات الموجودة قادرة على اكتشاف مثل هذه المصادر ، علاوة على ذلك ، تم العثور على عدد غير قليل بالفعل.
يجب أن تكون السمة المميزة لمجال دايسون توزيعًا طيفيًا غير نمطي. يتم إجراء البحث عن تصميم وصفه الفيزيائي نظريًا كجزء من برنامج SETI ، الذي يهدف إلى اكتشاف وجود ذكاء خارج كوكب الأرض في الفضاء. الآمال الرئيسية لهذه المهمة الصعبة معلقة على تلسكوب سبيتزر.
الحجج ضد
منذ نشأتها ، تم إعادة التفكير في نظرية دايسون وإعادة اختبارها بشكل متكرر. نتيجة لذلك ، ظهر رأي راسخ بأن مثل هذا الشيء لا يمكن أن يوجد ، بغض النظر عن مدى تقدم الحضارة وبغض النظر عن الخصائص التي يمتلكها النجم. تكتسب كرة دايسون ، التي تدور حول النجم ، سرعتها القصوى في منطقة خط الاستواء. في الوقت نفسه ، يظل الهيكل ثابتًا عند القطبين ، مما سيؤدي حتماً إلى انهياره. هذه هي الحجة الرئيسية ضد نظرية العالم الأمريكي.
لاحظ الباحثون في هذه القضية أيضًا أن المجال يحد من تطور الحضارة مكانيًا ويؤدي إلى العديد من المشكلات الاجتماعية والثقافية المهمة التي تلقي بظلالها على فوائد إنشائها.
خيارات بديلة
ومع ذلك ، في العالم العلميلم يغرق تطور دايسون النظري في النسيان. تم وصف العديد من المتغيرات لتعديلات التصميم ، والتي تم فيها أخذ الانتقادات الرئيسية في الاعتبار. أولها حلقة صغيرة العرض ، قطرها كبير مثل الكرة. يمكنك مقابلة مثل هذا الشيء على صفحات رواية "The World-Ring" للاري نيفن.
الخيار الثاني هو تصميم يشبه القمة. السماكة المنحنية في منطقة القطبين مفتوحة. هذا الإصدار من الكرة يتميز بنفس الوزن في أي نقطة من الداخل.
الفيزيائي السوفيتي جي. بوكروفسكي. في نموذجه ، يتكون التصميم من العديد من الحلقات ، وتشكل شيئًا يشبه الصدفة. هذا الإصدار من الكرة كان يسمى "بوكروفسكي شل".
هيكل Criswell هو تعديل آخر للبناء الفلكي المقترح من Dyson. ميزته هي سطح كسوري ، والذي يسمح بتكبير المنطقة التي تستقبل إشعاع النجم.
البحث عن كرة دايسون الافتراضية
التطور النظري للفيزيائي الأمريكي لأكثر من خمسين عامًا. ومع ذلك ، لم يكن تطور التكنولوجيا إلا في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين الذي أتاح فيه النظر في الزوايا البعيدة للفضاء للتفكير بجدية في البحث عن هياكل مشابهة للكرة. أظهر تحليل المعلومات الواردة من التلسكوبات أن هناك مئات الآلاف من الأجسام المناسبة لدور الهياكل الاصطناعية العملاقة. صحيح ، خصائص كل منهايتم شرح المرشحين بدرجات متفاوتة من الاحتمالات من خلال أسباب أكثر واقعية ، من بينها أسراب المذنبات وسحب الهيدروجين وما إلى ذلك.
كان أحد آخر المتنافسين على نجم محاط بكور دايسون نجمًا في كوكبة الدجاجة. في الفهارس الفلكية ، تم تعيينه كـ KIC 8462852.
تم اكتشاف كرة دايسون؟
في الخريف الماضي ، يمكن للمرء أن يلاحظ عنوانًا رئيسيًا على صفحات وسائل الإعلام يعلن عن اكتشاف موقع حضارة خارج كوكب الأرض. النجم ، الذي تعيش بالقرب منه كائنات ذكية غير معروفة لنا ، كان يسمى KIC 8462852. أصبحت ملامح النجم معروفة بفضل تلسكوب كبلر.
في خريف 2015 تم نشر نتائج دراسة لمعانها الغريب. مرة واحدة كل 800 يوم تقريبًا ، ينخفض إشعاع النجم بنسبة 15-20٪. يستمر الركود من عدة أيام إلى عدة أشهر. مثل هذا السلوك ليس من سمات الفئات المعروفة من النجوم ولا يمكن تفسيره بمرور الكوكب عبر القرص ، لأنه في هذه الحالة سيكون الانخفاض في الإشعاع دائمًا هو نفسه مع مرور الوقت. اقترح جايسون رايت ، العالم في جامعة بنسلفانيا ، أن سبب هذا الشذوذ هو مجال دايسون. وبالتالي أصبح KIC 8462852 مرشحًا رئيسيًا للبحث عن ذكاء خارج الأرض.
تفسيرات أخرى
أشار رايت مرارًا وتكرارًا إلى أن هذه مجرد واحدة من الإصدارات ، والأكثر احتمالًا. ومع ذلك ، بفضل وسائل الإعلام ، انتشرت أخبار الاكتشاف المحتمل لمجال دايسون في جميع أنحاء العالم.في غضون ذلك ، هناك تفسيرات أخرى للإشعاع الغريب للنجم. يقترح باحثون من جامعة ييل بقيادة تابيتا بوياجيان أن النجم محاط بسرب من المذنبات. ربما استولى عليها KIC 8462852 منذ بضعة آلاف من السنين عندما مر نظام نجمي آخر. يلاحظ تابيتا أن هذا التفسير أكثر احتمالية بقليل من مجال دايسون. يعتبر التقاء نظامين نجميين حدثًا نادرًا جدًا ، ويجب أن يكون حجم سرب المذنبات المأسور ضخمًا. ومع ذلك ، فقد اكتسبت هذه النظرية حتى الآن أكبر عدد من المؤيدين في العالم العلمي.
ألق نظرة فاحصة على الأقزام البيضاء
انضم علماء من تركيا أيضًا إلى البحث عن مجال دايسون. في الآونة الأخيرة ، نشروا دراسة تفيد بأنه من الضروري البحث عن مثل هذا الهيكل في الأقزام البيضاء. تمثل الأجسام الفضائية الصغيرة والباردة نسبيًا المرحلة النهائية في تطور النجوم مثل الشمس. في جوارها ، يتطلب بناء الكرة جهدًا ومواد أقل مما تتطلبه حول النجوم الأكثر ضخامة. وفقًا لحسابات العلماء ، لن يتجاوز سمك الهيكل بالقرب من القزم الأبيض مترًا واحدًا. سيتطلب بناؤه مادة تساوي كتلة القمر تقريبًا.
ربما ، بعد مرور بعض الوقت ، سيتوصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن كرة دايسون هي بنية غير ضرورية أو معقدة للغاية. ومع ذلك ، يستمر البحث عن تصميم افتراضي. من الآمن أن نقول إن مثل هذه الأفكار ستظهر في المستقبل ، لأن البشرية لن تتوقف عن محاولة العثور على إخوة في الاعتبار في هذه المساحة الشاسعة.
