Колекції

Мегаструктури - ознака більше, ніж інопланетяни?

Мегаструктури - ознака більше, ніж інопланетяни?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

У пошуках позаземного інтелекту (SETI) та життя за межами нашої Сонячної системи людство завжди боролося з проблемою знання, на що шукати. Якщо життя на Землі є чим би то не було, ми знаємо, що для того, щоб з’являтися, процвітати та еволюціонувати, воно вимагає певних дуже конкретних умов.

ДИВІТЬСЯ ТАКОЖ: ТОП 10 СТАРОДАВНИХ ОБ'ЄКТІВ, ПОВ'ЯЗАНІ З ІНОЗЕМЦЯМИ

І якщо види технологій, які людство використовує для спілкування та вивчення Всесвіту, є якимось свідченням, то деяка частина цієї діяльності була б помітною навіть із світлових років. На жаль, оскільки для прикладу ми маємо лише себе та свою планету, вчені змушені робити певні теоретичні стрибки, щоб припустити, що міг бути там.

Наприклад, враховуючи вік Всесвіту (13,8 мільярда років), здається наївним підозрювати, що деякі позаземні інтелекти (ЕТІ) не існували б набагато довше за нас. Також було б нерозумно вважати, що жодна інша цивілізація не була б технологічно більш розвиненою, ніж ми.

Якщо це так, вони, мабуть, покладаються на технології, які ми можемо лише уявити. На наше щастя, уява може стати потужним інструментом. І протягом багатьох років вчені висловлювали кілька дуже цікавих ідей щодо того, що колись може бути можливим для людства. І якщо це можливо для нас, чому б також не ЕТІ?

Наприклад, протягом XX століття багато вчених та письменників фантастики задумували масивні споруди, які можна було побудувати для колонізації космосу, охопити цілу планету і навіть цілу зоряну систему. Сукупно відомі як Мегаструктури, можливе їх існування також свідчить про деякі наші зусилля SETI.

Ми уявляємо собі ці структури, як люди, зрештою, можуть будувати їх, коли ми стаємо занадто великими, щоб Земля нас утримала. А коли йдеться про можливі позаземні інтелекти (ЕТІ), не надумано уявити, що деякі з них, можливо, вже побудували структури, які були - як сказав Ларрі Нівен - "більшими за світи".

Тож давайте розглянемо можливості, про які мріяли протягом багатьох років. Деякі з них вже зараз можуть існувати там. А хто знає? Можливо, ми вже помітили деяких з них ...

Визначення:

Як випливає з назви, термін мегаструктура використовується для опису можливої ​​штучної структури вбудованого простору, такої, яку можна було б спостерігати з інших зоряних систем. Перший відомий опис зробив британський філософ і письменник наукової фантастики Олаф Стейплтон. У своєму романі 1937 року Виробник зірок, він описав, як людство:

"[B] Еган скористався енергіями своїх зірок у масштабі, який до цього часу не уявлявся. Не тільки кожна сонячна система тепер була оточена марлею світлових пасток, яка фокусувала втікаючу сонячну енергію для розумного використання, так що вся галактика був затемнений, але багато зірок, які не підходили для сонців, були розпадені і розібрані з їхніми чудовими запасами субатомної енергії ".

Концепція стала популярною в 1960-х роках британо-американським фізиком-теоретиком і математиком Фріменом Дайсоном. У своїй роботі під заголовком "Пошук штучних зоряних джерел інфрачервоного випромінювання" він описав, як розвинена цивілізація може створити масивну сферичну структуру, яка охоплює всю їхню зоряну систему.

Такі типи споруд, які сьогодні часто називають "сферами Дайсона", змогли б використати великий відсоток енергії зірки, тим самим задовольняючи енергетичні потреби просунутих видів, як тільки вони виросли за межі своїх ресурсів або вичерпали їх рідна планета.

З тих пір було запропоновано багато варіантів сфери Дайсона та інших масивних структур, починаючи від структур на орбіті навколо планети, закінчуючи масивними космічними станціями, здатними забезпечити власну гравітацію, до структур, здатних витягувати енергію з цілої галактики.

Хоча деталі можуть відрізнятися, основна концепція дизайну залишається незмінною: Go Big!

Вказівка ​​на ЕТІ:

Як уже зазначалося, пошук людством ЕТІ обмежений на основі того, що, як ми знаємо, працює. Оскільки життя існує лише на одній планеті, про яку ми знаємо (Землю), ми обмежуємось пошуком "потенційно придатних для життя" планет серед тих, які кам’янисті, мають досить густу атмосферу, досить теплі, щоб підтримувати рідку воду на своїх поверхнях і відчувати опадів (ака. Кругообіг води).

Ці планети також повинні мати ті самі механізми стабілізації клімату, що і Земля (як цикл Карбону). Справа не в тому, що ми думаємо, що життя неможливе за різних обставин, просто ми не маємо уявлення, як його помітити у світах, які мають, скажімо, атмосферу метану-азоту та цикл метану на своїх поверхнях (як супутник Сатурна на Титані).

Крім того, ми обмежені у пошуках технологічної діяльності (вона ж "технологічні підписи"), яка, на нашу думку, працює. У нашому випадку це включає радіопередачі, оптичні передачі (лазери), вуглекислий газ та метан (забруднення) та радіоактивні ізотопи (ядерні випробування).

Окрім цього, ми змушені спекулювати на основі видів технологій, які є принаймні здійсненними. А потім, базуючись на видах підписів, які ці технології можуть створити, вчені шукають їх у Всесвіті.

Шкала Кардашева:

Що стосується SETI та спекуляцій щодо того, що ми можемо там дізнатись, то справді виділяється одне ім’я - Микола Семенович Кардашев - російський астрофізик і заступник директора Космічного центру «Астро», який контролюється Російською академією наук у Москві .

На додаток до своїх численних внесків у галузі російських досліджень SETI, Кардашев розробив відому схему класифікації ETI, яка носить його ім'я. Відома як шкала Кардашева, ця схема класифікувала рівень розвитку цивілізації на основі кількості енергії, яку вони змогли використати та використати.

Основи цієї схеми були детально описані в роботі Кадашева "Передача інформації позаземними цивілізаціями" 1964 р., Де він заявив, що цивілізації можна класифікувати за трьома типами.

Цивілізації типу I: Також відомі як "планетарні цивілізації", розумні види цієї категорії - це ті, які можуть використовувати та зберігати всю енергію своєї рідної планети. За словами Кардашева, це становило б споживання 4 х 1019 ерг / с, що, швидше за все, має форму енергії термоядерного синтезу, антиречовини та відновлюваної енергії у глобальному масштабі.

Цивілізації II типу: Також називаний "зоряною цивілізацією", інтелектуальні види цієї категорії перетворилися б до такої міри, щоб вони могли збирати всю енергію, випромінювану їхньою зіркою - як, за припущеннями Кардашева, швидше за все, мала б бути така структура, як сфера Дайсона. У цьому випадку це може працювати з витратою 4 x 10³³ ерг / сек.

Тип III Цивілізації: Також відомий як "галактична цивілізація", інтелектуальний вид, що належить до цієї категорії, зміг би використати енергію цілої галактики, яка споживала б енергію на порядок 4 x 1044 ерг / сек.

Використовуючи цю схему, цілком зрозуміло, що види, які розробили засоби для використання енергії в зоряному, міжзоряному чи галактичному масштабі, змогли б створити штучні структури, експоненційно більші за все, що може дати цивілізація І типу.

З часом шкала Кардашева зазнала деякого розширення, оскільки вчені та теоретики пропонували інші категорії та методи класифікації. Для початку деякі припускають, що існує Тип 0, який застосовувався б до всіх цивілізацій, які ще не досягли оволодіння своєю планетою та її ресурсами.

Згідно з книгою Карла Сагана 1973 року, Космічний зв’язок: позаземна перспектива, людство вписалося в цю категорію, ще не досягнувши рівня розвитку І типу:

"Цивілізація I типу здатна зібрати для комунікаційних цілей еквівалент усієї поточної вихідної потужності планети Земля - ​​яка зараз використовується для опалення, електроенергії, транспортування тощо; велика кількість цілей, крім спілкування з позаземними цивілізацій. За цим визначенням Земля ще не є цивілізацією I типу ... Комбінована енергетично-інформаційна характеристика нашої нинішньої глобальноїназемне суспільство типу 0,7 "

Подібним чином існували ті, хто пропонував включити рейтинги типу IV та типу V, які стосувались би цивілізацій, які контролюють весь їхній Всесвіт або кілька Всесвітів. Оскільки вихідна потужність видимого Всесвіту незлічима, неможливо оцінити, скільки енергії споживали б цивілізації цих категорій.

Були навіть припущення, що для вимірювання рівня розвитку цивілізації слід використовувати різні метрики. Наприклад, Саган запропонував у Космічний зв’язок що обсяг інформації, доступний цивілізації, був би кращим засобом оцінки того, наскільки прогресивними вони стали.

Відомий аерокосмічний інженер і автор Роберт Зубрін також запропонував використовувати більш цілісну метрику, яка виходить за рамки використання енергії - щось на зразок планетарного, зоряного або галактичного "володіння" замість використання.

Британський космолог Джон Д. Барроу навіть запропонував інвертувати масштаб, класифікуючи види на основі володіння ними все меншими масштабами (наприклад, мікротехнологія, нанотехнологія, пікотехнологія та фемтотехнологія).

Типи мегаструктур:

Хоча протягом багатьох років теоретизували незліченні типи мегаструктур, деякі з них є більш широко відомими, ніж інші. Здебільшого ці структури були б здійсненні лише для цивілізацій II типу; більше того, вони є засобами, за допомогою яких досяг цього рівня розвитку. Ось декілька найпопулярніших концепцій, які пропонувались дотепер.

Диск Олдерсона (Discworld):

Диск Олдерсона - це, по суті, масивний диск у формі диска, який би оточував центральну зірку і максимально збільшував життєвий простір в зоні проживання зірки. Ідея бере свою назву від Дена Олдерсона, вченого з лабораторії реактивного руху NASA, який написав програмне забезпечення, яке використовується для навігації поВояджер 1 і 2 зонди.

Сам диск мав би товщину в кілька тисяч кілометрів і мав радіус у кілька астрономічних одиниць (АС) (приблизно відстань між Сонцем та Марсом / Юпітером). Зірка, яка знаходилася б у дірі в центрі, що означало б, що всі точки на диску переживатимуть вічні сутінки - якщо тільки зірка не була змушена підніматися вгору-вниз.

Маса диска забезпечувала б власну гравітацію, дозволяючи проживати по обидва боки, тоді як атмосфера буде утримуватися, розміщуючи на внутрішньому краї стіну висотою тисячу км. Якщо припустити наявність достатньої кількості технологій, весь диск може бути придатним для життя. Але навіть якби життя було обмежене зоною проживання зірки, це все одно було б еквівалентно десяткам мільйонів Землі.

Механічні напруження на диску означають, що жоден відомий матеріал не буде достатньо міцним. Отже, побудова такого диска зажадала б, щоб заздалегідь були винайдені та виготовлені різні надматеріали.

Крім того, для побудови такого диска знадобиться більше матерії, ніж існує навколо будь-яких відомих зірок, а це означає, що вся його система планет та кілька інших були б розібрані для будівельних матеріалів.

Структура Дайсона:

Класична мегаструктура, яка була популяризована першою. Ця теоретична структура названа Фріменом Дайсоном і представляє те, що він теоретизував, щоб колись побудувати досить розвинену цивілізацію, щоб задовольнити свої енергетичні потреби та потребу в більш придатному для проживання просторі.

Переваги такої споруди полягають у тому, що її можна було побудувати в межах зони проживання зірки. У випадку Сонця це відповідає приблизно 1 а.е. (або десь між Венерою та Марсом). Таким чином, усі ділянки сфери були б придатними для життя, забезпечуючи еквівалент мільярдів Землі.

Ще однією перевагою є той факт, що кожна ділянка сфери буде спрямована до Сонця, що призведе до вічного денного світла та здатності задовольняти всі потреби в енергії за допомогою сонячних решіток. Припускаючи, що сама сфера була досить товстою, вона також могла забезпечити власну гравітацію.

В іншому випадку штучна гравітація може створюватися за допомогою доцентрової сили, спричиненої обертанням сфери навколо зірки. Однак останній сценарій означав би, що найсильніша гравітаційна сила буде відчуватися навколо екваторіальної смуги, з невеликою гравітацією навколо полюсів.

Хоча сфера Дайсона є класичним прикладом цивілізації типу II, існує припущення, що концепція є масштабованою і може бути побудована цивілізаціями типу III (або вище). Приклад цього викладено в дослідженні Іноуе та Юку у 2011 р., Які припускають, що цивілізація могла б побудувати сферу Дайсона навколо надмасивної чорної діри в центрі їхньої галактики.

Протягом багатьох років теоретизувалося багато варіантів сфери Дайсона, що призвело до більш широкого поняття "структура Дайсона". Сюди входить Рой Дайсонів, який складається з великої кількості незалежних конструкцій, починаючи від супутників і закінчуючи середовищами існування, які обертаються в щільному утворенні навколо зірки.

Існує також Дайсонове кільце, яке схоже за концепцією, але представляє зменшену версію Сфери (див. Світовий світ, нижче). Потім є міхур Дайсона, який схожий на рій і кільце, оскільки складається з безлічі незалежних структур, які спільно обертаються навколо зірки.

Мозок Матріошки:

Незначна зміна сфери Дайсона, ця концепція передбачає мегаструктури, розташовані концентричними шарами навколо зірки (як лялька матріошка). Цей "мозок" по суті був би масивним суперкомп'ютером, де кожен шар використовує тепло, що виробляється попереднім шаром, для обчислювальних цілей.

У той час як внутрішній шар буде витягувати енергію безпосередньо із зірки, кожен наступний шар буде витягувати відпрацьоване тепло із сусіднього. Спочатку концепція була запропонована Робертом Бредбері як альтернатива "Мозку Юпітера" - подібна ідея, але в менших масштабах.

Ця концепція передбачає, як зрештою виду, можливо, доведеться покладатися на обчислювальні ресурси, настільки масивні, що вони стали зоряними за масштабами. Альтернативно, види, можливо, вирішили скинути свої фізичні тіла і жити нескінченно довго як частина віртуального існування, керованого Мозком.

Зоряний двигун (підрулювач Шкадова):

Також подібна до Дайсонової сфери концепція підрулювача Шкадова, мегаструктури, призначеної для фокусування енергії зірки в одному напрямку (таким чином, створюючи тягу). Вперше ідею запропонував Фріц Цвікі, швейцарський астроном, який зазначив під час лекції в Оксфордському університеті в травні 1948 р., Де він розглянув можливість:

«… Прискорюючи… [Сонце] до більш високих швидкостей, наприклад, 1000 км / с, спрямованих до Альфа Центавра А, в сусідстві якого наші нащадки тоді можуть прибути через тисячу років. [Ця одностороння подорож] може бути реалізована під дією струменів ядерного синтезу, використовуючи речовину, що становить Сонце, і планети як ядерні паливні речовини ".

Однак саме російський авіаційний інженер, доктор Леонід Шкадов, надав детальний опис та розрахунки у своєму дослідженні "Можливість управління рухом Сонячної системи в Галактиці" у 1987 році. Його пропозиція щодо зоряного двигуна, який носив би його ім'я, складалася з гігантської, вигнутої відбивної поверхні, розташованої досить близько до зірки, щоб притягувати її гравітаційна сила.

Коли сонячне світло потрапляло на відбиваючу поверхню, це створювало б силу відштовхування, відштовхуючи мегаструктуру. Гравітаційне тяжіння зірки призведе до того, що її потягнуть за собою, і вся система повільно почне рухатися. З часом зоряний двигун накопичуватиме величезні швидкості і зможе залишити свою частину галактики. Як пояснив Шкадов:

"Показано, що якщо екран, що відбиває сонячні промені, розміщений стаціонарно на деякій відстані від Сонця, центральна симетрія сонячного випромінювання в системі сонячного екрану буде порушена і виникне сила, що порушує рух сонця ... Показано, що протягом одного орбітального періоду Сонця можливий радіальний відхил Сонця від його опорної орбіти на величину приблизно 10-12 парсек. Також можливе поперечне відхилення сонця на 4,4 парсек від його орбітальної площини, коли вісь екрану є нормальною до орбітальної площини і має постійну орієнтацію ".

В рамках цієї концепції можливо, що система планет все ще обертається навколо зірки. Якщо розмістити його на відстані 1 а.е. від зірки, планета, подібна до Землі, все одно зможе обертатися без ускладнень. Біля краю цієї масивної споруди також можна створити місця існування, що дозволить мільярдам жителів подорожувати у космосі.

Таким чином, населення могло б використовувати свою зірку як засіб транспортування планет, переміщення по всій галактиці та колонізація інших планет. Вчені припустили, що це вже має місце, коли йдеться про зірки гіпершвидкості, які були викинуті з нашої галактики завдяки взаємодії з нашою надмасивною чорною дірою (Стрілець А *).

Кільцевий світ (Niven Ring):

Ще однією мегаструктурою, натхненною пропозицією Дайсона, є Ringworld або Niven Ring, концепція, названа на честь його винахідника (автор наукової фантастики Ларрі Нівен) та роман 1970 року, який його популяризував (Кільцевий світ).

Як випливає з назви, ця мегаструктура складається із штучного кільця, яке обертається навколо зірки з радіусом, приблизно рівним орбіті Землі (1 а.е.). Кільце обертається, щоб створити штучну гравітацію, а внутрішні стінки запобігають виходу атмосфери. Як описала це Нівен у передмові до роману:

«Я сам придумав структуру, проміжну між сферами Дайсона і планетами. Побудуйте кільце в радіусі 93 мільйони миль - одну земну орбіту - навколо Сонця. Якщо у нас є маса Юпітера, з якою ми можемо працювати, і якщо ми зробимо її шириною тисячу миль, то отримаємо товщину основи близько тисячі футів ".

Як і у випадку з іншими мегаструктурами, перевага такої споруди полягає в тому, що вона помножує кількість придатного для проживання простору в зоні проживання зірки. Незважаючи на те, що концепцію критикували за нестабільність та неймовірність з інженерної точки зору, вона залишається одним із найпопулярніших прикладів мегаструктури на сьогоднішній день.

Інші можливі мегаструктури:

Окрім цих класичних прикладів, існує безліч інших типів мегаструктур, які теоретизували та пропонували протягом багатьох років. У більшості випадків це менші поняття, які були б можливими для цивілізацій І типу, але все одно могли б бути виявлені цивілізаціями, що живуть у зоряних системах, розташованих за світлові роки.

Банки Орбітальний / Єпископський ринг (Гало):

Подібно до кільця Нівен, орбітальний банк Банка та кільце Бішопа - це менші версії космічного середовища існування у формі кільця, яке обертається для забезпечення штучної гравітації, а також денно-нічний цикл. Перша концепція взяла свою назву від письменника наукової фантастики Йена М. Бенкса, який писав про такі структури у своїй Культура серії.

Виходячи з описів його романів, Банківська орбіталя мала б розмір приблизно 10 млн. Км (62 млн. Миль) в окружності та мати ширину від 1000 до 6000 км (620 та 3730 миль), надаючи їм площу поверхні від 20 до 120 разів більше, ніж на Землі.

Єпископський ринг отримав свою назву від Лісового єпископа Інституту атомно-масштабної інженерії, який детально виклав свою пропозицію в дослідженні 1997 року під назвою "Місця існування у відкритому просторі". Оригінальна пропозиція передбачала споруду радіусом 1000 км (620 миль) і шириною 500 км (310 миль).

Ці мегаструктури можна побудувати на орбіті планети або в межах точок Лагранжа системи, а денне світло можна забезпечити, нахиливши кільце до зірки системи або розташувавши кутове дзеркало (або штучне Сонце) в центрі кільця.

Бернальська сфера (циліндр О'Ніла / Топополіс):

Бернальська сфера була запропонована Джоном Десмондом Берналом у його дослідженні 1929 року "Світ, плоть і диявол: дослідження майбутнього трьох ворогів раціональної душі". У розділі II: Світ він розповів про виклики завоювання космосу та про те, що потрібно для створення тривалої присутності людини там.

Для цього Берналь запропонував створити порожнисте сферичне космічне середовище існування діаметром 16 км (10 миль), наповнене повітрям і здатне вмістити населення від 20 000 до 30 000 людей:

"Уявіть собі сферичну оболонку діаметром близько десяти миль, виготовлену з найлегших матеріалів і переважно порожнисту; для цієї мети чудово підійдуть нові молекулярні матеріали. Через відсутність гравітації її конструкція не буде інженерним подвигом будь-якої величини Джерело матеріалу, з якого це було б зроблено, було б лише частково витягнуте із землі, оскільки велика частина споруди складалася б із речовини одного або декількох менших астероїдів, кілець Сатурна чи інших планетарний детрит ".

Кажуть, що ця концепція стала одним із натхнення для американського фізика Джерарда К. О’Ніла та його учнів виступити з ідеєю балона О’Ніла. Концепція була описана в його книзі 1976 р. Високий кордон: Людські колонії в космосі, де О'Ніл описав, як людство може розширюватися по всій Сонячній системі, будуючи "острови в космосі":

"Хоча загальний об'єм астероїдів набагато менший, ніж об'єм Землі, він є набагато доступнішим, ніж глибини нашої планети. На Землі нам доступна лише тонка шкіра матеріалу без глибокого видобутку під сильним тиском і сильним теплом. .. Нам би довелося спотворити всю Землю, щоб отримати лише соту частину матеріалу, що міститься у трьох марних, неживих зараз астероїдах; а цих незначних планет тисячі ".

Діаметр 8 км (5 миль) і довжиною 32 км (10 миль), циліндр О'Ніла складався б з двох циліндрів, що обертаються. Вони забезпечать штучну гравітацію, одночасно відміняючи будь-які гіроскопічні ефекти та зберігаючи середовище існування, спрямовану на Сонце.

Переваги цих типів середовищ існування, на думку О'Ніла, полягають у тому, що вони зменшать тиск населення тут, на Землі. Циліндри також можуть бути розміщені через Сонячну систему в точках Лагранжа L3, L4 і L5, створюючи середовища існування для мільйонів людей без необхідності колонізувати інші планети.

"Непромислова Земля з населенням близько одного мільярда людей могла б бути набагато красивішою, ніж зараз", - написав він. - Туризм з космосу може стати важливою галуззю промисловості і послужить потужним стимулом для збільшення існуючих парків, створення нових і відновити історичні пам'ятки ".

Світ оболонок:

Світ оболонок подібний до сфери Дайсона, за винятком того, що охоплює цілу планету, а не зоряну систему. Концепцію запропонував Кевін Рой - інженер Міністерства енергетики США - у своєму дослідженні "Світові оболонки - підхід до тераформуючих супутників, малих планет і плутоїдів" у 2009 році.

Концепція була запропонована як засіб для підвищення ефективності тераформінгу. Цього слід було досягти, побудувавши велику «оболонку» навколо непридатного для життя світу, щоб забезпечити, щоб атмосферні гази, що потрапляли, не були втрачені в космосі.

Це дозволило б впровадити довгострокові зміни, які включали б інтродукцію мікроорганізмів, рослин та інших складних форм життя, які забезпечували б стабілізацію та посилення умов проживання.

Цей процес, який є продовженням паратераформування, дозволить планетам, які не мають належних початкових умов (тобто бути досить теплими, досить вологими, мають атмосферу та магнітне поле тощо), бути тераформованими.

Космічний ліфт:

Ось концепція, яка була надзвичайно популяризована у науковій фантастиці, і навіть є предметом детальних досліджень. Вперше запропонована в 1959 р. Російським вченим Юрієм Арцутановим, ця концепція базується на ідеї геостаціонарного супутника та противаги на орбіті, пов’язаних із Землею масивною структурою розтягування (вона ж «бобовий стебло»).

Між Землею та геостаціонарним супутником ракетні машини-машини могли переправляти корисні вантажі, матеріали та людей вгору та вниз по бобовій стеблі. Звідти їх можна було відправити поза світом на Місяць, на Марс або в будь-яку кількість місць у Сонячній системі.

Окрім того, що ця концепція була б масовим інженерним подвигом, ця концепція значно зменшила б вартість запуску екіпажу та корисного навантаження в космос. Наприклад, у звіті за 2017 рік, проведений Науковим центром Еймса НАСА, вказується, що випуск корисного навантаження на 16000 кг на Низьку орбіту Землі (LEO) коштує приблизно 400 мільйонів доларів, що становить приблизно 25000 доларів за кг (11 365 доларів за фунт).

Стенфордський Торус (колесо фон Брауна):

Як і багато інших аналогів, ця концепція вимагає масивного космічного середовища існування, яке обертається для забезпечення штучної гравітації. Концепція була спочатку запропонована російським ракетологом Костянтином Ціолковським, який писав про використання обертання для створення штучної гравітації в космосі в 1903 році.

Це було розроблено словенським ракетним інженером Германом Поточником з його книгою 1928 року, Проблема космічних подорожей: ракетний двигун. У цьому всебічному дослідженні він описав обертальне "Колісо середовища існування", яке було б розміщено на геостаціонарній орбіті (GSO) навколо Землі.

Протягом 50-х років німецько-американський ракетолог Вернер фон Браун запропонував обертову станцію у формі тора (відому як Колесо фон Брауна), яка була представлена ​​в серії статей у національному журналі Collier’s з титулом, “Людина незабаром завоює космос!”

Ідея стала більш широко відомою після того, як була запропонована в рамках Літнього дослідження НАСА 1975 року, спільного зусилля між Науковим центром Еймса і Стенфордським університетом. Отриманий дизайн згодом став би називатися "тором Стенфорда".

Пошук мегаструктур:

Всі ці концепції захоплюють самі по собі, але ще більш захоплюючою є перспектива знайти їх або щось подібне в нашій галактиці - або, можливо, інших галактиках. Але як би ми почали їх шукати? Які «технологічні підписи» вказували б на наявність мегаструктури і, отже, високорозвиненої цивілізації?

Як сказав професор Абрахам Льоб - кафедра фізики Френка Д.Берда-молодшого та завідувач кафедри астрономії Гарвардського університету - електронною поштою цікавій техніці:

"Цілком імовірно, що розвинені цивілізації змінять своє природне середовище, будуючи мегаструктури, виробляючи штучне освітлення, забруднюючи атмосферу та перерозподіляючи тепло. Це має дві переваги. Це забезпечує нам безліч можливих прапорів, які сигналізували б про їх існування, щоб ми знали, що ми не самотні. А по-друге, вивчаючи згорілі поверхні планет із мертвими цивілізаціями, ми дізнаємось, як зібрати наші дії та уникнути подібної долі ".

Звучить цілком варто, чи не так? Але, звичайно, пошук ETI та технологічних підписів представляє дуже великі виклики. В недавньому нарисі, опублікованому в Науковий американський, Професор Льоб також звернувся до того, що, мабуть, найбільше з усіх них.

"Якщо існують інші цивілізації, - писав він, - одним із ключових факторів їх усвідомлення є те, чи достатньо ми розумні, щоб адекватно інтерпретувати їх сигнали, або визначити частину їхньої технології, якщо вона повинна з'явитися в нашій Сонячній системі".

Враховуючи, що ми не маємо системи відліку, коли справа стосується ЕТІ чи технології, яку вони можуть використовувати, цілком можливо, що ознаки є там, і ми їх просто пропускаємо. На щастя, те саме почуття дива та фантазії, яке дозволило нам міркувати про мегаструктури, також запропонувало деякі поради щодо того, як їх шукати.

Невід’ємне для дослідження Фрімена Дайсона, де він вперше запропонував концепцію сферичної мегаструктури, було ідеєю того, як ми можемо піти на пошук їх серед космосу. За словами Дайсона, мегаструктури, які запрягали енергію цілої зірки, випромінювали б величезну кількість відпрацьованого тепла в космос.

Це тепло можна було виявити за допомогою інфрачервоних приладів на деяких найбільших у світі телескопах. Те саме стосується будь-якої орбітальної структури, яка використовує енергію зірки. Коротше кажучи, будь-яку мегаструктуру типу II можна було помітити, уважно розглядаючи зірки на наявність ознак теплових аномалій.

Іншим методом було б ретельне спостереження за зоряними системами на наявність ознак періодичного зниження яскравості. Зазвичай цей метод (транзитна фотометрія) використовується для розпізнавання присутності екзопланет навколо зірок, де падіння викликані екзопланетами, що проходять перед зіркою відносно спостерігача.

Використовуючи цей метод, астрономи здатні не тільки виявляти екзопланети, але й давати точні оцінки їх розміру та періоду орбіти. Приблизно таким же чином транзит мегаструктури перед зіркою призвів би до значного падіння яскравості, що не було б легко пояснити.

У 2015 році цю можливість розглядали, коли міжнародна команда астрономів помітила, що далека зірка - KIC 8462852 (нині Зірка Бояцзяна або Зірка Теббі, після головного дослідника команди) - періодично тьмяніє. Ще цікавішим був той факт, що жодної природної причини не було розпізнано.

Було проведено кілька подальших досліджень, які привели до різних пояснень, починаючи від комет і пилових кілець і закінчуючи споживаною планетою або планетами з великими пиловими кільцями. Дослідження 2018 року, проведене міжнародною групою з 100 астрономів - під керівництвом самої доцентки Табети Бояджян - вирішило цю проблему, показавши, що зірку Теббі, ймовірно, закриває пил.

Однак таємниця зірки Теббі триває, оскільки було зафіксовано ще багато спадів яскравості, які можуть або не збентежити це пояснення. Тим часом інші зірки зазнали подібних темнінь.

Сюди можна віднести EPIC 204278916, молоду зірку, яка демонструвала періодичні падіння кривої світла протягом 2016 року, та VVV-WIT-07, змінну зірку, яка зазнала декількох падінь і затемнювальної події в 2012 році. Тут також були зроблені природні пояснення, які з'являються щоб відповідати фактам, але все ще є ті, хто вважає, що "теорію чужої мегаструктури" не можна виключати.

У разі мегаструктур типу I їх менший розмір ускладнить їх виявлення. Тим не менше, їх можна було б помітити так само, як астрономи сподіваються в найближчі роки виявити сузір'я супутників навколо віддалених екзопланет (пояси Кларка).

У цьому відношенні телескопи наступного покоління, які дозволять здійснювати пряме зображення екзопланет, також можуть допомогти вченим виявити орбітальні структури. Сюди входять Тридцятиметровий телескоп (TMT), Гігантський телескоп Магеллана (GMT), Надзвичайно великий телескоп (ELT), усі будівництво яких планується закінчити десь у наступному десятилітті.

In the same way, the deployment of the James Webb Space Telescope (JWST), and the Wide-Field Infrared Survey Telescope (WFIRST) in the coming decade will make it easier to detect large-scale infrared signatures light-years away, which could indicate the presence of Type II megastructures.

And thanks to the recently-retired Kepler Space Telescope and current missions like the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), scientists are able to gather light curves from thousands of stars at a time, all of which are monitored closely for possible transits.

With all of these instruments at our disposal, an army of astronomers and countless citizen scientists, we will not be alone in the Universe forever. If there are any Type I, Type II, or even more civilizations out there, we will sniff them out... sooner or later!

*A special shout out to Neil Blevin for much of the cool artwork in this article. You can find his work here - ArtOfSoulburn (DeviantArt)

Sources:

  • Wikipedia - Megastructures
  • LarryNiven.net - Megastructures
  • Larry Niven - Bigger than Worlds
  • EarthSky - What is a Dyson Sphere?
  • Centauri Dreams - The Star as Starship
  • NSS - Stanford Torus Space Experiment
  • Listverse - Top 10 Theoretical Megastructures
  • Universe Today- What are Alien Megastructures?
  • Scientific American - Are We Really the Smartest Kid on the Cosmic Block?


Перегляньте відео: Путин встречался с пришельцами в марте 2015. Видео учений российских военных с инопланетянами (Може 2022).