A gdyby tak ludzie mogli wykorzystać całą energię Słońca? Czy cywilizacje pozaziemskie — jeżeli istnieją — nauczyły się przechwytywać energię gwiazd? Idea sfery Dysona mówi, że takie konstrukcje są wyznacznikiem stopnia zaawansowania cywilizacji. Czy kiedyś takową uda się stworzyć na naszym kosmicznym “podwórku”?
- Strefa Dysona to hipotetyczna konstrukcja, dzięki której możliwe miałoby być pobieranie i magazynowanie energii z gwiazd
- Jej budowa wymagałaby ogromnych środków i surowców. Tych ostatnich musielibyśmy szukać na pobliskich planetach, a najlepszą opcją wydaje się w tym przypadku Merkury
- Dostęp do ogromnych źródeł energii jest potrzebny do eksploracji kosmosu — paliwa kopalne dostępne na Ziemi w końcu zostaną wyczerpane, więc należy szukać dla nich alternatywy
- Przy obecnym poziomie rozwoju technologicznego budowa sfery Dysona jest niemożliwa. Nie można jednak wykluczyć, że w przyszłości będzie to wykonalne
Sfera Dysona to hipotetyczna megastruktura zbudowana wokół gwiazdy, która przechwytuje większość jej energii i wykorzystuje ją do własnych celów, a raczej celów jej twórców. To coś na kształt gigantycznej elektrowni, która mogłaby nie tylko rozwiązać problem zapotrzebowania ludzkości na energię, ale także umożliwić dalsze postępy i rzeczy ograniczone technologicznie.
Nie jest bowiem tajemnicą, że napędy tworzone przez fizyków-teoretyków i wszelkie konstrukcje intelektualne pozwalające na odbywanie podróży międzygwiezdnych, wymagają kolosalnych nakładów energii. Jej źródłem może być fuzja jądrowa, nad którą cały świat pracuje od dawna, ale funkcjonalne reaktory termojądrowe to wciąż kwestia dekady, może dwóch. Źródłem nieograniczonej wręcz energii może być też gwiazda, która daje nam życie. Jak długo Słońce będzie w “kwiecie wieku”, tak długo będzie produkować “darmową” energię. Wystarczy ją zebrać, np. najlepiej poprzez budowę sfery Dysona. Problem polega na tym, że nie mamy pojęcia, jak to zrobić.
Rosnące nakłady energii
Każda cywilizacja potrzebuje energii. Im bardziej zaawansowana cywilizacja, tym większe potrzeby energetyczne. Na początku ludzie wykorzystywali energię pochodzącą z ich własnych ciał, później zaczęli używać zwierząt do orania pól i transportu. Z czasem ludzkość nauczyła się zbierać energię z odnawialnych źródeł, budując wiatraki, młyny wodne czy farmy słoneczne. To jednak wciąż za mało.
Już teraz wiemy, że eksploracje bardziej odległych miejsc Układu Słonecznego niż Mars — nie mówiąc o ich kolonizacji — wymagają gigantycznych ilości energii. Nie da się polecieć na inną planetę, używając ropy czy węgla. Cywilizacja, która chce się rozwijać, a tym samym dokonać kolejnego skoku ewolucyjnego, musi czerpać energię z czegoś takiego, jak sfera Dysona.
Sam pomysł przechwytywania energii słonecznej nie jest niczym nowym i szalonym — wszak robimy to już dziś. Niestety, panele fotowoltaiczne pochłaniają niewielką część promieniowania słonecznego, większość jest tracona i rozpraszana w ziemskiej atmosferze. Logicznym rozwiązaniem jest zatem zbudowanie farmy słonecznej poza Ziemią — najlepiej w bliskim sąsiedztwie naszej gwiazdy. Na razie jednak możemy tylko teoretyzować o tym, jak to zrobić. Mimo całkiem dobrego przeglądu nieba wciąż nie udało nam się dostrzec żadnej sfery Dysona. Nie wiemy nawet, czy takie konstrukcje istnieją. Inspiracją do powołania ich do życia była fantastyka naukowa.
Historia sfer Dysona sięga roku 1937, kiedy to brytyjski filozof i pisarz SF Olaf Stapledon opisał ją w swojej powieści “Star Maker”. Wspomniał on o “pułapkach świetlnych”, których cywilizacje znacznie starsze od naszej mogłyby używać do pozyskiwania energii. W 1960 r. fizyk i matematyk Freeman Dyson opublikował artykuł w czasopiśmie “Science” – mimo iż nie była to najbardziej wartościowa z jego prac, to niewątpliwie stała się najpopularniejszą.
Zdaniem Dysona, pomysł megakonstrukcji czerpiących energię z gwiazd, nie był absurdalny i mógłby zostać zrealizowany przez ludzkość w ciągu kolejnych 3000 lat. Chociaż szacunki Dysona były bardzo przybliżone, to stały się podwalinami rozważań astrofizyków w kolejnych latach. Zdaniem Dysona, namierzenie takich struktur w kosmosie, wiązałoby się z odkryciem zaawansowanych cywilizacji w galaktyce.
Rój zamiast sfery
Nie wydaje się, by istniał jakiś konkretny powód, dla którego sfery Dysona nie można by zbudować. Na papierze wszystko wygląda na wykonalne. Problemem może być technologia, która po prostu nie istnieje. Niektórzy spekulują, że kiedy cywilizacja osiągnie poziom pozwalający na stworzenie sfery Dysona, tak naprawdę nie będzie jej potrzebować, bo energię będzie czerpać z innych źródeł.
Istnieje kilka rodzajów sfer Dysona. Pełnowymiarowa powłoka, w całości zakrywająca Słońce, byłaby najbardziej skomplikowanym i niepraktycznym projektem. Zamknięcie Słońca w “klatce” prawdopodobnie nie byłoby możliwe ze względu na grawitację naszej gwiazdy, a nawet jeżeli udałoby nam się opracować jakąś formę równoważenia działających na konstrukcję sił, to pochłaniałyby one ogromne ilości energii. Nie ma pewności, że takie rozwiązanie w ogóle by się opłacało. Prawdziwy inżynieryjny koszmar — pod każdym względem.
Co więcej, nawet sam Dyson nigdy nie mówił o “kompletnej” sferze, sugerując pierścień lub coś na kształt współczesnego roju satelitów czy dronów — połączonych, choć działających niezależnie. Wiemy już całkiem dobrze, jak funkcjonują owady społeczne i możemy czerpać z tego wiedzę przydatną w inżynierii.
Eksperci dzisiaj przekonują, że nie powinniśmy wypatrywać sfer Dysona, a bardziej “rojów Dysona”. Przyznają, że coś takiego ludzkość kiedyś może być w stanie zbudować, zwłaszcza jeżeli postęp technologiczny będzie postępował w takim tempie, jak do tej pory.
Zaletą roju Dysona jest także to, że można by go budować stopniowo. Pierwsze elementy składowe mogłyby posłużyć jako baza dla następnych. Przesyłanie energii z jednej podjednostki do drugiej byłoby również łatwiejsze niż transport ich bezpośrednio na Ziemię. Co więcej, takie rozwiązanie nie zasłoniłoby całkowicie gwiazdy, więc w żaden sposób nie miałoby negatywnego wpływu na życie na Ziemi.
Problem jest jednak taki, że ponieważ rój Dysona krążyłby wokół gwiazdy, okresowo zaćmiewałby się, gdy ich trajektorie by się na siebie nakładały. Jeszcze większym problemem jest ryzyko kolizji między strukturami, które musiałoby być stale monitorowane. Pierwotna konfiguracja powinna być bardzo dokładnie obliczona, aby zapewnić brak zakłóceń i pozwolić na rozwój struktury w przyszłości.
Nie łudźmy się, obecnie nie jesteśmy w stanie zbudować sfery Dysona w żadnej z proponowanych przez naukowców postaci. Nie mamy odpowiednich materiałów, narzędzi ani teoretycznych podstaw. Co najważniejsze — nie mamy pojęcie, jak zebraną energię przesyłać w sposób bezprzewodowy na Ziemię. Naukowcy przekonują, że jeżeli chcielibyśmy kiedykolwiek stworzyć coś na kształt sfery Dysona, musielibyśmy zaangażować do tego zadania więcej niż jedną kolonię pozaziemską.
Stuart Armstrong z Uniwersytetu Oksfordzkiego, który specjalizuje się w koncepcji megastruktur, najpierw zacząłby nie od kolonizacji Marsa a… Merkurego. To tam znajdują się złoża żelaza i tlenu — pierwiastków koniecznych do stworzenia luster zbierających energię. Potrzebowalibyśmy ich tak dużo, że prawdopodobnie maksymalnie “wycisnęlibyśmy” Merkurego, co mogłoby nawet zaburzyć spójność integralną całej planety. Musiałaby być na to zgoda całej ludzkości, bo przecież kosmos nie ma właściciela. To byłby dopiero początek całej operacji, która potrwałaby 100-200 lat. Na ten moment łatwiejszą opcją wydaje się ujarzmienie potencjału fuzji jądrowej.
