Що таке сфера Дайсона?
Як казав М.А. Булгаков, квартирне питання зіпсувало москвичів. Вже зараз проблема перенаселення стоїть дуже гостро не тільки в масштабах окремих міст, але і в масштабі планети Земля в цілому. А уявіть, що станеться в майбутньому, в дуже далекому майбутньому, якщо чисельність людства продовжить збільшуватися в тому ж дусі, що й раніше.
Багато вчених пропонували космічну експансію, як вихід з цієї проблеми, про це написано величезна кількість науково-фантастичних творів, знятий ряд фільмів.
Але, крім «житлоплощі», розвивається цивілізації потрібна енергія, дуже багато енергії! Найбезпечнішою і в деякому роді найочевиднішим її джерелом є Сонце - навіщо спалювати органічні речовини або здійснювати небезпечні ядерні реакції, якщо все необхідне, як кажуть, з неба падає. Питання тільки в тому, щоб вловити достатню кількість цієї енергії.
Приблизно в такому ключі міркував англійський фізик Фрімен Джон Дайсон. У 1960 році він запропонував вкрай цікавий астроінженерних проект, здатний вирішити одночасно проблему браку місця проживання і дефіциту енергії.
Рішення Ф. Дайсона
Астроінженерних можна назвати такі проекти, масштаб яких зіставимо з планетами, зірками і планетними системами. Зрозуміло, це ідеї, призначені для далекого майбутнього, але, на відміну від простих фантазій, вони науково обгрунтовані. Щоб уявити такі проекти, потрібно гарне уяву і здатність відкинути стереотипи. Сфера Дайсона в деякому роді перлина астроінженерних ідей в прямому і переносному сенсі. Так що ж це таке?
Уявіть величезну сферу, радіусом рівну відстані від Землі до Сонця (1 астрономічна одиниця), всередині якої знаходиться центральна зірка планетарної системи. Щоб краще зрозуміти ідею, подивіться на схему і дайте волю уяві. Для будівництва такого циклопічного споруди потрібно маса речовини як мінімум дорівнює масі Юпітера. На внутрішній поверхні сфери будуть розташовуватися мешканці, які зможуть вловлювати практично все випромінювання своєї зірки.
Цивілізація сфери не залежить від будь-якого палива, поки світить її зірка, а для світил зразок Сонця цей термін становить мільярди років. Енергоспоживання такої цивілізації може досягти значення приблизно 4х1026 Вт Щоб уявити масштаб, згадайте, скільки кіловат ви споживаєте на місяць.
А вже скільки буде місця: площа внутрішньої поверхні подібної конструкції становить приблизно 600 мільйонів земних поверхонь. Якщо розмістити все сучасне людство на такій кількості планет, подібних до нашої, то на кожній з них жило б всього 10 чоловік, а тут все в межах однієї планетарної системи. Який вже тут квартирне питання, коли місця вистачить усім на тисячі поколінь вперед. Звучить фантастично ...
До речі, сам Дайсон зізнається, що запозичив ідею сфери у фантаста Олафа Степлдона, автора роману «Творець зірок», де описується така конструкція. А наш співвітчизник К.Е. Ціолковський був дуже близький до ідеї сфери, пропонуючи будувати навколо Сонця безліч космічних поселень, які в підсумку зможуть вловити всю сонячну енергію. Але саме Ф. Дайсон обґрунтував ідею Сфери, розрахував параметри конструкції, створив моделі, так що назва на честь нього цілком справедливо.
А може, хтось уже побудував?
Природно, що Сфера Дайсона буде побудована не в наступний десяток років і навіть не в наступне століття, і для Землян цей проект - далека мрія. Але ж Земля не єдина в космосі планета, і можливо, наші брати по розуму, віддалені від нас на світлові роки по відстані і обгоняющие нас на мільйони років розвитку, вже побудували подібні сфери.
Знову фантастика? Однак дослідники проекту пошуку позаземного розуму SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) поставилися до ідеї пошуку «чужих» сфер цілком серйозно. Передбачається, що конструкція високорозвиненої цивілізації буде випромінювати в інфрачервоному діапазоні, адже надлишки тепла нікому не потрібні. Параметри випромінювання твердого тіла такого розміру будуть відрізнятися від випромінювання туманностей, що теоретично дозволить знайти подібні артефакти серед природних об'єктів.
Для пошуку Сфер інших цивілізацій планується використовувати космічний інфрачервоний телескоп NASA SIRTF (Space Infrared Telescope Facility). Так що, може бути, ми знайдемо проект Дайсона вже реалізованим нашими космічними сусідами.
Ложка дьогтю та шляхи її подолання
Чи зможе людство здійснити такий амбітний проект, чи зможе його здійснити хто інший у Всесвіті? Згідно думку критиків, Сфера Дайсона в початковій модифікації була б нестабільною і зруйнувалася.
Справа в тому, що для подолання сили тяжіння Сонця або іншої зірки конструкція повинна обертатися навколо осі. Тоді відцентрова сила скомпенсірует гравітацію. У деякому роді ефект, що нагадує дзигу. Однак складність полягає в тому, що відцентрова сила максимальна на екваторі, а на полюсах дорівнює нулю. Тобто на полюсах Сферу нічого не буде врівноважувати. Це призвело б до загибелі всього астроінженерних споруди. Для вирішення цього протиріччя було запропоновано безліч модифікацій початкового проекту: це і кільце Нівена, і менш амбітні станції О'нейла, і ще ряд сміливих і грандіозних концепцій, розгляд яких гідно окремої статті.
Вкрай складно буде добути стільки речовини, звести конструкцію, захистити її від зовнішніх впливів - все це в наших очах робить проект практично неможливим. Але чи могли древні люди, сидячи на дереві, уявити ту ж Останкінську телевежу?
Здійснимо цей проект чи ні, все одно ідея заслуговує на увагу, як мінімум з боку письменників-фантастів, максимум з боку інженерів, астрономів та інших учених. Можливо, Сфера Дайсона - це казка, міф сучасності, але згадайте - історія Дедала та Ікара була написана кілька тисячоліть тому. А тисячоліття в масштабах Всесвіту - це мізерно мало.
