Een geavanceerde beschaving zou de steeds snellere uitdijing van het heelal kunnen weerstaan

Als het gaat om existentiële bedreigingen voor de mensheid, zijn sommige problemen urgenter dan andere. Ziekte, nucleaire oorlog, hongersnood, inslag van asteroïden: ze hebben allemaal een goed bestudeerde kans om de samenleving in het huidige tijdperk te schaden. Deze bedreigingen wekken terecht een zekere mate van angst in de harten en geesten van velen.

Maar een bedreiging die bijna onderaan de lijst staat, is de versnelde uitdijing van het universum. Sterker nog, het werd tot nu toe niet als een duidelijke bedreiging beschouwd.

Vandaag verandert dat, althans een beetje, dankzij het werk van Dan Hooper, een deeltjesfysicus bij het Fermi National Accelerator Laboratory in Batavia, Illinois. Hooper wijst erop dat we niet in staat zijn om dingen buiten de kosmische horizon te bestuderen, te communiceren of te beïnvloeden, wat de maximale afstand is die licht binnen de leeftijd van het universum naar ons kan reizen.

Er kunnen tal van dingen zijn buiten de kosmische horizon - sterren, sterrenstelsels, zelfs beschavingen. Maar omdat het licht van hen ons nooit kan bereiken, kunnen we ze niet bereiken of zien.

Maar de kosmische horizon verandert. Hooper heeft uitgewerkt hoe dit onze buurt in het universum, die astronomen de Lokale Groep noemen, zal beïnvloeden. Dit is de verzameling van ongeveer 50 nabije sterrenstelsels die door zwaartekracht gebonden zijn aan de Melkweg en op weg zijn om ergens binnen de komende biljoenen jaren te botsen om een ​​enkel superstelsel te vormen.

Bijgevolg zal de Lokale Groep in de nabije toekomst het thuis van de mensheid zijn. In de loop van miljarden jaren zouden we het zelfs kunnen koloniseren, van het ene naar het andere sterrenstelsel springend en onderweg de energie van elke zon benutten.

De steeds snellere uitdijing van het heelal stuurt melkwegstelsels echter met een toenemende snelheid over de horizon. Als gevolg hiervan zullen in de komende ongeveer 100 miljard jaar alle sterren die zich buiten de Lokale Groep bevinden, voorbij de kosmische horizon vallen en niet alleen onwaarneembaar, maar volledig ontoegankelijk worden, zegt Hooper.

Dat is een probleem voor een geavanceerde beschaving, omdat het het aantal nieuwe sterren dat beschikbaar is om te exploiteren, beperkt.

Dus de vraag die Hooper onderzoekt, is of er iets is dat een geavanceerde beschaving kan doen om de effecten van deze versnellende expansie te verzachten. En die blijkt er te zijn.

Eerst wat achtergrond. In de jaren zestig speculeerde de legendarische natuurkundige Freeman Dyson dat geavanceerde beschavingen zouden proberen zoveel mogelijk energie uit hun zonnen te halen. Hij suggereerde dat de voor de hand liggende manier om dit te doen was om elke ster volledig te omringen met een bol die al het geproduceerde licht opvangt. Deze energie kan vervolgens worden benut en de restwarmte kan als submillimetergolven of infraroodlicht de ruimte in worden gestraald.

Zogenaamde Dyson-bollen hebben een cultstatus bereikt. Sciencefictionschrijvers hebben boekdelen over hen geschreven. Belangrijker is dat astronomen hebben gezocht naar de kenmerkende stralingssignatuur die ze moeten produceren, tot nu toe zonder succes.

Hoopers werk voegt een nieuwe draai aan het verhaal toe. Zijn idee is dat een geavanceerde beschaving een bol zou kunnen bouwen die afvalstraling in een bepaalde richting uitzendt. Deze straling zou de bol - en de ster die erin zit - in de tegenovergestelde richting versnellen.

Na verloop van tijd zou een geavanceerde beschaving deze techniek kunnen gebruiken om sterren als energiebron te verzamelen en ze daardoor binnen de kosmische horizon te houden terwijl het universum uitdijt.

Een belangrijke vraag is wat voor soort sterren geschikt zijn voor dit streven. Hooper zegt dat grote sterren meestal ouder zijn en dus geen sap meer zouden hebben tijdens het manoeuvreren. Aan de andere kant produceren hele kleine sterren minder energie en kunnen ze niet snel versnellen. Deze sterren konden niet snel genoeg worden gemanoeuvreerd om binnen de horizon te blijven.

Hoopers conclusie is dat sterren van ongeveer dezelfde massa als de zon het meest geschikt zijn voor dit soort galactisch transport. Hij zegt dat het concentreren van sterren op deze manier de hoeveelheid energie die beschikbaar is voor beschavingen met een factor van enkele duizenden zou vergroten. En dat zou hen veel langer aan de gang kunnen houden dan anders mogelijk zou zijn.

Er is een meetbare voorspelling uit het werk van Hooper. Als geavanceerde beschavingen al zijn begonnen met dit proces van het verzamelen van sterren, zou het waarneembaar moeten zijn voor astronomen. Zo'n beschaving zou eruit kunnen zien als een gebied met een straal van tientallen megaparsecs waarin de meeste of alle sterren die lichter zijn dan [twee zonsmassa's] worden omringd door Dyson Spheres, concludeert hij.

Ongetwijfeld zullen astronomen gretig naar zo'n handtekening zoeken.

Het werk van Hooper steunt echter op twee veronderstellingen. De eerste is dat een geavanceerde beschaving zal proberen haar energieverbruik te maximaliseren. Dat is allerminst zeker. Misschien zullen zulke beschavingen leren hoe ze het moeten doen met wat ze hebben. De aarde heeft dat zeker nodig.

De tweede veronderstelling is dat kosmologen gelijk hebben als ze denken dat de uitdijing van het heelal versnelt. Nogmaals, dit is geen slam dunk.

Veel onderzoekers voelen zich ongemakkelijk bij het idee dat het universum voor altijd zal uitdijen, en nog ongelukkiger met het idee dat deze uitdijing versnelt. Misschien wel de grootste zorg is dat deze versnelling in strijd is met het principe van behoud van energie - een hoeksteen van de moderne natuurkunde.

Geavanceerde beschavingen hebben dit raadsel waarschijnlijk opgelost. Dus de afwezigheid van Dyson-sferen in de groepen die Hooper voorstelt, is misschien wel het bewijs dat onze kosmologen het bij het verkeerde eind hebben.

Referentie: arxiv.org/abs/1806.05203 : Life versus Dark Energy: hoe een geavanceerde beschaving de steeds snellere expansie van het heelal zou kunnen weerstaan

zich verstoppen