Открыть главное меню
Оболочка Дайсона (англ. Dyson shell), вариант сферы Дайсона, с радиусом в 1 астрономическую единицу.

Сфе́ра Да́йсона — гипотетический астроинженерный проект, предложенный Фрименом Дайсоном[1], представляющий собой относительно тонкую сферическую оболочку большого радиуса (порядка радиуса планетных орбит) со звездой в центре. По признанию самого Фримена Дайсона, идею сферы он впервые обнаружил в фантастическом романе Олафа Стэплдона «Создатель звёзд».

Предполагается, что технологически развитая цивилизация может применять подобное сооружение для максимально возможного использования энергии центральной звезды и/или для решения проблемы жизненного пространства. Необнаружение сфер Дайсона является одним из подтверждений парадокса Ферми.

Основные причины постройки сферы фактически повторяют высказанные Константином Циолковским в «Грёзах о Земле и небе» (1895, главы 37, 43) для цепи и колец космических поселений вокруг Солнца (Дайсон, вероятно, об этом не знал)[2].

Согласно теоретическим расчётам, для сооружения сферы Дайсона вокруг Солнца необходимо вещество с массой порядка массы Юпитера.

КритикаПравить

Сфера Дайсона должна быть приведена во вращение вокруг центральной оси, чтобы центробежная сила уравновесила силу притяжения центрального светила. Однако, так как центробежная сила достигает максимума на экваторе и равна нулю на полюсах вращающегося тела, на полюсах сферы Дайсона ничто не уравновешивает силы притяжения центрального светила. В результате сфера будет неизбежно разрушена.

Станислав Лем в «Сумме технологии»[3] показал, что сооружение сферы для решения проблем жизненного пространства квадриллионов разумных существ бессмысленно с точки зрения логики и социологии, так как на алтарь «свободы неограниченного размножения» (которая непонятно почему должна остаться неприкосновенной, вместо её ограничения) нужно возложить множество других свобод (например, свободу передвижений, выбора профессии и т. п.), что в итоге привело бы к краху культурных ценностей и было бы извращением идеи прогресса, который предполагает их увеличение, а не уменьшение. Также Лем скептически настроен по отношению к возможности существования монокультуры с населением порядка нескольких квадриллионов[4]. Автор считал сферу Дайсона одним из наиболее поразительных примеров ортоэволюционной экстраполяции развития технологии (то есть относящейся к гипотезам, по которым будущее — лишь приумноженное настоящее[5]).

Иосиф Шкловский указал, что куда более простым способом получения энергии является использование водорода из газового гиганта в термоядерном синтезе. В Солнечной системе из Юпитера таким способом можно добыть около 1049 эрг, что сопоставимо с энергией взрыва сверхновой звезды. Если ежесекундно освобождать мощность солнечного излучения (4*1033 эрг), предела для сферы Дайсона, то запаса энергии хватит почти на 300 млн лет. Этого более чем достаточно для дальнейшего развития цивилизации II типа по шкале Кардашёва[2].

МодификацииПравить

 
Кольцо Нивена

Для предупреждения угрозы саморазрушения сферы, идея изменения её конструкции была развита в нескольких вариантах:

  • Жёсткое кольцо относительно небольшой ширины (порядка процентов диаметра) — см. Кольцо Нивена.
  • Жёсткое широкое экваториальное кольцо, разомкнутое вблизи полюсов и изогнутое по поверхности постоянного абсолютного значения вектора ускорения свободного падения, так что вес пробного тела одинаков в любой точке на внутренней стороне Сферы. Такая поверхность напоминает по форме игрушку-волчок с центральным утолщением. Большее притяжение звезды вблизи экватора компенсируется центробежной силой за счёт большей линейной скорости вращения в неинерциальной системе отсчёта; в высоких широтах в связи с уменьшением гравитационного воздействия звезды требуются меньшие центробежная сила и радиус сечения плоскостью, перпендикулярной к оси вращения. Данная поверхность не является эквипотенциальной для гравитационного поля (складывающегося из гравитационного поля звезды и поля центробежной силы) в собственной вращающейся системе отсчёта конструкции, поэтому сила тяжести направлена не по нормали к поверхности. Однако внутренняя сторона Сферы может быть сконструирована в виде концентрических террас, а не гладкой, так чтобы локальное отклонение силы тяжести от нормали к поверхности террасы не превышало заданного значения.
  • Раковина Покровского — модификация, предложенная советским учёным Г. И. Покровским, представляющая собой совокупность колец.
  • Структура Крисвелла — развитие идеи Сферы Дайсона, но с фрактальной поверхностью для максимизации площади, воспринимающей излучение звезды поверхности.

Все такие варианты уже нельзя называть «сферой», но такое общее название сохраняется исторически.

 
Сфера Дайсона — вариант с поверхностями постоянного абсолютного значения вектора ускорения свободного падения (модель показана с сечением).

Попытки поискаПравить

  • Поиск сфер Дайсона — перспективное направление программы SETI. Сооружение подобных масштабов может быть обнаружено существующими астрономическими средствами по его инфракрасному излучению с нетипичным спектральным распределением (таким образом, сфера Дайсона является всенаправленным мощным излучателем). Для этих целей планируется использовать телескоп SIRTF.
  • В 2015 году несколько астрономов опубликовали результаты исследований изменений светимости звезды KIC 8462852 (звезда Табби) созвездия Лебедя по данным космического телескопа Kepler в рамках программы поиска экзопланет. Аномальные мерцания звезды некоторые исследователи пытались объяснить попыткой строительства сферы Дайсона или другого астроинженерного сооружения. Однако, в 2017 году учёные опровергли это предположение, в потускнении было виновато облако пыли, которое вращается вокруг звезды.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Freemann J. Dyson. Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation (англ.) // Science : journal. — 1960. — Vol. 131, no. 3414. — P. 1667—1668. — DOI:10.1126/science.131.3414.1667. — Bibcode1960Sci...131.1667D. — PMID 17780673.
  2. 1 2 И. С. Шкловский. Вселенная, жизнь, разум. 4-е изд., доп. — М.: Наука, 1976. — С. 293, 300 (гл. 25).
  3. Станислав Лем. Сумма технологии. Примечания (VI). — 2-е изд., 1967.
  4. Вероятно, Лем имел в виду несколько квинтиллионов (1018), так как он пишет: «Поскольку внутренняя поверхность такой сферы, обращённая к Солнцу, примерно в миллиард раз больше поверхности Земли, на ней могло бы соответственно разместиться в миллиард раз больше людей, чем это возможно на Земле.», а также «рост численности живущих до миллиардов миллиардов».
  5. Станислав Лем. Сумма технологии. Предисловие к первому изданию (1963).

ЛитератураПравить