Как обнаружить цивилизации, использующие сферы Дайсона для сбора энергии чёрных дыр?

Сфера Дайсона
Сфера Дайсона вокруг звезды KIC 8462852. Авторы и права: Sentient Developments and SETI.

Чёрные дыры – это больше, чем просто массивные объекты, поглощающие всё вокруг – они также являются одним из самых больших и стабильных источников энергии во Вселенной. Это делает их бесценными для цивилизаций, требующих огромного количества энергии, такой как цивилизация Кардашёва II типа. Но чтобы обуздать всю эту мощь, цивилизациям пришлось бы окружить всю чёрную дыру чем-то, что могло бы улавливать излучаемую ею энергию.

Одним из возможных решений может быть сфера Дайсона – тип звёздной мега-структуры, которая окружает всю звезду (или, в данном случае, чёрную дыру) искусственной оболочкой, улавливающей энергию, излучаемую объектом в её центре. При этом сама сфера также излучала бы тепло. И эта потеря тепла сделала бы её видимой для нас, говорится в новом исследовании, опубликованном международной командой под руководством исследователей из Национального университета Цин Хуа на Тайване.

Очевидно, такой структуры пока не обнаружено. Тем не менее, документ доказывает, что это возможно, несмотря на отсутствие видимого света, проникающего сквозь поверхность сферы, и репутации чёрной дыры как поглотителя любой материи.

Авторы изучили шесть различных источников энергии, которые потенциальная сфера Дайсона могла бы собирать вокруг чёрной дыры. Это вездесущее космическое микроволновое фоновое излучение (которое будет окружать сферу независимо от того, где она находится), излучение Хокинга, энергия аккреционного диска, аккреция Бонди, корона чёрной дыры и её релятивистские струи.

Некоторые из этих источников энергии намного мощнее других, при этом энергия аккреционного диска чёрной дыры лидирует с точки зрения захвата потенциальной энергии. Другие типы энергии потребуют совершенно иных инженерных задач, таких как захват кинетической энергии релятивистских струй, вылетающих из полюсов чёрной дыры. Размер, очевидно, играет важную роль в том, сколько энергии излучают эти чёрные дыры. Авторы в первую очередь сосредоточились на чёрных дырах звёздных масс, как на хорошей точке сравнения с другими потенциальными источниками энергии. При таком размере один только аккреционный диск обеспечит в сотни раз больше энергии, чем, например, звезда главной последовательности.

Черная дыра
Внутренние части аккреционного диска вокруг чёрной дыры V404 Cygni в представлении художника. Авторы и права: ICRAR.

Было бы невозможно построить сферу Дайсона вокруг любого объекта такого размера из известных материалов. Но цивилизация, которая была бы заинтересована в решении такой инженерной задачи, скорее всего, имела бы гораздо более прочные материалы, чем мы сегодня. В качестве альтернативы они могут работать с известными материалами, чтобы создать рой Дайсона или пузырь Дайсона, который не требует такой большой прочности материала, как сфера Дайсона. Любая такая структура должна находиться за пределами аккреционного диска, чтобы в полной мере использовать энергию, излучаемую чёрной дырой.

Но какой бы развитой не была цивилизация, скорее всего, она не сможет нарушить законы физики. Независимо от уровня излучения, часть энергии будет потеряна из-за отвода тепла.

Для астрономов тепло – это просто ещё одна форма света, точнее, инфракрасный свет. И, по мнению исследователей, тепло, излучаемое сферой Дайсона вокруг чёрной дыры, должно быть обнаружено нашими нынешними телескопами, такими как Wide Field Infrared Survey Explorer и Sloan Digital Sky Survey, по крайней мере на расстоянии около 10 кпк. Это примерно 1/3 диаметра всего Млечного Пути.

Хотя это полезная теоретическая работа, определённо не было обнаружено никаких доказательств существования подобной структуры – парадокс Ферми всё ещё сохраняется. Но, учитывая объём данных, которые мы уже собрали с помощью этих телескопов, было бы интересно просканировать их ещё раз, чтобы проверить, не исходит ли тепло из места, где его не должно быть. И на это стоит потратить время.

Присоединяйся

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.