Что такое сфера Дайсона?

Многие ученые предлагали космическую экспансию, как выход из этой проблемы, об этом написано огромное количество научно-фантастических произведений, снят ряд фильмов.

Но, помимо «жилплощади», развивающейся цивилизации требуется энергия, очень много энергии! Самой безопасной и в некотором роде самым очевидным ее источником является Солнце — зачем сжигать органические вещества или осуществлять опасные ядерные реакции, если все необходимое, как говорится, с неба падает. Вопрос только в том, чтоб уловить достаточное количество этой энергии.

Примерно в таком ключе рассуждал английский физик Фримен Джон Дайсон. В 1960 году он предложил крайне интересный астроинженерный проект, способный разрешить одновременно проблему нехватки места обитания и дефицита энергии.

Решение Ф. Дайсона

Астроинженерными можно назвать такие проекты, масштаб которых сопоставим с планетами, звездами и планетными системами. Разумеется, это идеи, предназначенные для далекого будущего, но, в отличие от простых фантазий, они научно обоснованы. Чтобы представить такие проекты, потребуется хорошее воображение и способность отбросить стереотипы. Сфера Дайсона в некотором роде жемчужина астроинженерных идей в прямом и переносном смысле. Так что же это такое?

Представьте огромную сферу, радиусом равную расстоянию от Земли до Солнца (1 астрономическая единица), внутри которой находится центральная звезда планетарной системы. Чтоб лучше понять идею, посмотрите на схему и дайте волю воображению. Для строительства такого циклопического сооружения потребуется масса вещества как минимум равная массе Юпитера. На внутренней поверхности сферы будут располагаться обитатели, которые смогут улавливать практически все излучение своей звезды.

Цивилизация сферы не зависит от какого-либо топлива, пока светит ее звезда, а для светил вроде Солнца этот срок составляет миллиарды лет. Энергопотребление такой цивилизации может достигнуть значения примерно 4×10²⁶ Вт. Чтоб представить масштаб, вспомните, сколько киловатт вы потребляете в месяц.

А уж сколько будет места: площадь внутренней поверхности подобной конструкции составляет примерно 600 миллионов земных поверхностей. Если разместить все современное человечество на таком количестве планет, подобных нашей, то на каждой из них обитало бы всего 10 человек, а здесь все в пределах одной планетарной системы. Какой уж тут квартирный вопрос, когда места хватит всем на тысячи поколений вперед. Звучит фантастически…

Кстати, сам Дайсон признается, что заимствовал идею сферы у фантаста Олафа Стэплдона, автора романа «Создатель звёзд», где описывается такая конструкция. А наш соотечественник К. Э. Циолковский был очень близок к идее сферы, предлагая строить вокруг Солнца множество космических поселений, которые в итоге смогут уловить всю солнечную энергию. Но именно Ф. Дайсон обосновал идею Сферы, рассчитал параметры конструкции, создал модели, так что название в честь него вполне справедливо.

А может, кто-то уже построил?

Естественно, что Сфера Дайсона будет построена не в следующий десяток лет и даже не в следующее столетие, и для Землян этот проект — далекая мечта. Но ведь Земля не единственная в космосе планета, и возможно, наши братья по разуму, отстоящие от нас на световые годы по расстоянию и обгоняющие нас на миллионы лет развития, уже построили подобные сферы.

Опять фантастика? Однако исследователи проекта поиска внеземного разума SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) отнеслись к идее поиска «чужих» сфер вполне серьезно. Предполагается, что конструкция высокоразвитой цивилизации будет излучать в инфракрасном диапазоне, ведь излишки тепла никому не нужны. Параметры излучения твердого тела такого размера будут отличаться от излучения туманностей, что теоретически позволит найти подобные артефакты среди естественных объектов.

Для поиска Сфер других цивилизаций планируется использовать космический инфракрасный телескоп NASA SIRTF (Space Infrared Telescope Facility). Так что, может быть, мы найдем проект Дайсона уже реализованным нашими космическими соседями.

Ложка дегтя и пути ее преодоления

Сможет ли человечество осуществить такой амбициозный проект, сможет ли его осуществить кто иной во Вселенной? Согласно мнению критиков, Сфера Дайсона в изначальной модификации была бы нестабильной и разрушилась.

Дело в том, что для преодоления силы притяжения Солнца или другой звезды конструкция должна вращаться вокруг оси. Тогда центробежная сила скомпенсирует гравитацию. В некотором роде эффект, напоминающий юлу. Однако сложность заключается в том, что центробежная сила максимальна на экваторе, а на полюсах равняется нулю. То есть на полюсах Сферу ничего не будет уравновешивать. Это привело бы к гибели всего астроинженерного сооружения. Для решения этого противоречия было предложено множество модификаций изначального проекта: это и кольцо Нивена, и менее амбициозные станции О’Нейла, и еще ряд смелых и грандиозных концепций, рассмотрение которых достойно отдельной статьи.

Крайне сложно будет добыть столько вещества, возвести конструкцию, защитить ее от внешних воздействий — все это в наших глазах делает проект практически невозможным. Но могли ли древние люди, сидя на дереве, представить ту же Останкинскую телебашню?

Осуществим этот проект или нет, все равно идея заслуживает внимания, как минимум со стороны писателей-фантастов, максимум со стороны инженеров, астрономов и других ученых. Может быть, Сфера Дайсона — это сказка, миф современности, но вспомните — история Дедала и Икара была написана несколько тысячелетий назад. А тысячелетия в масштабах Вселенной — это ничтожно мало.