بدست آوردن انرژی ستارگان توسط کره دایسون

کره دایسون نامی برای یک ساختار غول‌پیکر است – احتمالاً از هزاران قسمت تشکیل شده است – که خورشید را احاطه کرده و نیروی آن را به دست می‌آورد.

کوین گیل از لس آنجلس این تصویر را از یک کره دایسون ایجاد کرد. برای اینکه بتوانید مقیاس را بدانید … جسم درخشان داخلی یک ستاره، مانند خورشید ما می‌باشد. این کره دایسون شامل پانلهای قوسی عظیم به طور مستقل در مدار است. تصویر از ویکی مدیا تنها چیزی که وجود ندارد یک سیاره یا قمر ویران شده است (منبع مواد اولیه برای ساخت این ساختار غول‌پیکر).

بزرگترین پروژه عمرانی زمینی

اگر انسانها بتوانند از تمام انرژی خورشید استفاده کنند چه می‌شود؟ اگر تمدنهای فرازمینی قبلاً آموخته‌اند که انرژی ستارگان را جمع‌آوری کنند؟ در سال 1960، فیزیکدان و منجم فریمن جی. دایسون پیشنهاد کرد از کلکتورهای خورشیدی در مدار برای انجام این کار شگفت‌انگیز استفاده کند. او ابتدا آن را به عنوان یک آزمایش فکری مورد بررسی قرار داد. امروزه ما این سازه‌های بزرگ را کره دایسون یا Dyson spheres می‌نامیم. برخی از ستاره‌شناسان می‌خواهند آنها را جستجو کنند!

ما هرگز کره دایسون را ندیده‌ایم. این ایده هنوز تنها در جهان اندیشه وجود دارد. همه چیز با مقاله دو صفحه‌ای دایسون در مجله Science در سال 1960 آغاز شد. عنوان جستجو برای منابع ستاره‌ای مصنوعی تابش مادون قرمز بود. دایسون یک ساختار جمع‌آوری نیرو به اندازه منظومه شمسی را به عنوان فناوری تصور می‌کرد که برای تمدن‌های پیشرفته در جهان اجتناب‌ناپذیر بود. او پیشنهاد کرد که جستجوی شواهدی مبنی بر وجود چنین ساختارهایی ممکن است منجر به کشف حیات هوشمند در کهکشان شود.

فریمن دایسون در سمینار Long Now، سان فرانسیسکو، 5 اکتبر 2005. عکس: Jacob Appelbaum/ Wikimedia Commons.

اولین قدم به سوی کره دایسون؟ تصویر از  langalex.

یک کره دایسون ممکن است کاملاً از آینه‌های جداگانه ساخته شده باشد که به دور خورشید می‌چرخد.

تصویر هنری دیگری از کره دایسون که توسط تمدنی پیشرفته برای جذب انرژی یک ستاره ساخته شده است. تصویر از  CapnHack/ BigThink.com.

راز ستاره تببیTabby’s Star

در سال‌های اخیر، اخترشناسان احتمال واقعی بودن کره دایسون را بررسی کردند. این بررسی شامل یک ستاره عجیب و غریب با برچسب KIC 8462852 و Tabby’s Star بود. نام این ستاره از کاشف آن تابتا بویاجیان گرفته شده است. نور این ستاره عجیب است. ستاره‌شناسان در ابتدا تصور می‌کردند که نور ستاره ممکن است نشان دهنده کره دایسون باشد. این ایده از آن پس کنار گذاشته شد، اما صحبت درباره این ستاره – در حالی که ستاره‌شناسان در مورد آن بحث می‌کردند – جذاب بود.

و در سال 2018، امکانات دیگری پدیدار شد. به عنوان مثال، پیشنهادی مبنی بر استفاده از ماموریت گایا برای جستجوی کره‌های دایسون ارائه شده است.

بنابراین کره‌های دایسون در طول قرن بیستم در قلمرو علمی تخیلی یا امکان علمی باقی ماندند. اما ایده آنها در حال حاضر به اندازه کافی برای ستاره‌شناسان واقعی به نظر می‌رسد که برخی در حال بررسی دقیق ستارگان خاص هستند و به دنبال نشانه‌هایی از آنها هستند.

 کره دایسون چیست؟

در ابتدا، برخی کره دایسون را به عنوان یک کره توخالی مصنوعی از ماده در اطراف یک ستاره تصور می‌کردند و دایسون در اصل از کلمه پوسته استفاده می‌کرد. اما دایسون جمع‌کننده‌های انرژی را در یک پوسته جامد تصویر نکرد. دایسون در تبادل نامه در Science با سایر دانشمندان، پس از مقاله Science خود در 960 ، نوشت:

یک پوسته یا حلقه جامد که یک ستاره را احاطه کرده است از نظر مکانیکی غیرممکن است. شکل “زیست کره” که من تصور می‌کردم شامل مجموعه‌ای از اجسام است که در مدارهای مستقل به دور ستاره حرکت می‌کنند.

نقطه مرکزی در این تصویر نشان دهنده یک ستاره است. ساده‌ترین شکل کره دایسون ممکن است به صورت حلقه‌ای از جمع‌کننده‌های انرژی خورشیدی، در فاصله‌ای از یک ستاره، مثلاً 100 میلیون مایلی آغاز شود. این پیکربندی گاهی حلقه دایسون نامیده می‌شود. تصویر از ویکی‌مدیا

با گذشت زمان، ممکن است تمدنی به افزودن حلقه‌های دایسون به فضای اطراف ستاره خود ادامه دهد و یک کره نسبتاً ساده اما فوق‌العاده قدرتمند دایسون ایجاد کند. تصویر از ویکی‌مدیا

یک کره دایسون ممکن است، مثلاً اندازه مدار زمین به دور خورشید باشد. ما در فاصله 93 میلیون مایلی (حدود 150 میلیون کیلومتری) به دور خود می‌چرخیم. وب‌سایت SentientDevelopments حوزه دایسون را به این شرح توصیف می‌کند:

این کره شامل پوسته‌ای از جمع‌کننده‌های خورشیدی (یا زیستگاه‌های) اطراف ستاره است. با این مدل، تمام (یا حداقل مقدار قابل توجهی) از انرژی به سطحی از گیرنده برخورد می‌کند که می‌توان از آن استفاده کرد. [دایسون] حدس زد که چنین ساختارهایی نتیجه منطقی بقای طولانی‌مدت و افزایش نیازهای انرژی یک تمدن تکنولوژیکی خواهد بود.

و البته نویسندگان داستانهای علمی تخیلی یک روز میدانی برای نوشتن درباره کره‌های دایسون داشته‌اند. خود دایسون اعتراف کرد که از داستان‌های علمی تخیلی این ایده را گرفته است. پس از آن، او کاوش تکنیکی خود را در مورد ایده شروع کرد که یک ساختار بزرگ که از ستاره آن انرژی می‌گیرد. اولاف استاپلدون اولین‌بار این ایده را در رمان علمی تخیلی خود در سال 1937 به نام ستاره‌ساز بیان کرد. ظاهراً دایسون کتاب استاپلدون را خوانده و از آن به عنوان الهام استفاده کرده است.

سرانجام، با تکامل یک تمدن – به کمک انرژی بی‌حد و حصر جمع‌آوری شده از ستاره آن – کره دایسون اطراف آن نیز مطمئناً به گونه‌ای تکامل خواهد یافت که پیش‌بینی آن دشوار است. مفهوم هنری از کره دایسون از  SentientDevelopments.com

آیا فرازمینی‌ها کره‌های دیسون را ساخته‌اند؟

ستاره‌شناسان در جستجوی شواهدی از کرات دایسون به دنبال چه چیزی هستند؟ حتی پیش از کشف ستاره  تببی، ستاره‌شناسان از دهه‌ها جستجوی سیگنال‌های رادیویی از تمدن‌های هوشمند فراتر از زمین و پیدا نکردن آنها احساس سرخوردگی کرده‌اند و بنابراین چند ستاره‌شناس در سال 2013 در حال بررسی یک استراتژی جدید جستجو بودند. در نظر بگیرید که اگر یک سیستم جمع‌کننده انرژی خورشیدی – یک ساختار بزرگ – در اطراف یک ستاره قرار گیرد، نور ستاره تغییر می‌کند. جمع‌کننده‌های خورشیدی می‌توانند انرژی را از ستاره جذب کرده و به آن تابش مجدد دهند. ستاره‌شناسان از جستجوی انرژی تجدید شده صحبت کرده‌اند.

در سال 2018، دانشمندان شروع به استفاده از مأموریت گایا آژانس فضایی اروپا برای جستجوی کره‌های دایسون کردند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

A Dyson Sphere Harvests The Energy Of Stars

Posted by Deborah Byrd July 30, 2021

https://earthsky.org/space/what-is-a-dyson-sphere/