Natuurkundigen beschrijven nieuwe klasse van Dyson Sphere

In 1960 publiceerde de natuurkundige Freeman Dyson een ongebruikelijk artikel in het tijdschrift Wetenschap getiteld Search for Artificial Stellar Sources of Infra-red Radiation. Daarin schetste hij een hypothetische structuur die een ster volledig omhult om zijn energie op te vangen, die sindsdien bekend staat als een Dyson-bol.

Het basisidee is dat alle technologische beschavingen steeds grotere energiebronnen nodig hebben. Zodra de energie van hun thuisplaneet volledig is uitgeput, is de volgende voor de hand liggende bron de moederster. Dus zo'n beschaving zal waarschijnlijk een schil rond zijn ster bouwen die de energie opvangt die hij produceert.

Natuurlijk moet zo'n bol ook de energie uitstralen die het absorbeert en dit zou een speciale signatuur produceren in het infrarode deel van het spectrum. Zo'n bron van infraroodstraling zou totaal anders zijn dan alle natuurlijk voorkomende bronnen en dus een unieke manier bieden om geavanceerde beschavingen te spotten.

Omdat zonachtige sterren de meest voor de hand liggende huizen lijken voor geavanceerde beschavingen, hebben de meeste studies van Dyson-sferen zich gericht op de eigenschappen die dit soort systemen zouden hebben wanneer ze binnen de bewoonbare zone op een afstand van ongeveer 1 astronomische eenheid zouden worden gebouwd.

Deze onderzoeken hebben echter welbekende beperkingen aan het licht gebracht. Dergelijke bollen zijn meestal onstabiel en vereisen enorme hoeveelheden materiaal om te bouwen. Maar het meest problematische van alles is dat alles of iedereen op het oppervlak van deze bollen een lage zwaartekracht zou ervaren, een probleem dat niet gemakkelijk kon worden opgelost met bekende fysica.

Vandaag definiëren Ibrahim Semiz en Salim Ogur van de Bogazici-universiteit in Turkije een geheel nieuwe klasse Dyson-bol. In plaats van te denken aan een bol rond een zonachtige ster, beschouwen Semiz en Ogur een bol gebouwd rond een witte dwerg.

Ze zeggen dat zo'n bol enkele van de meest ernstige problemen zou voorkomen en dat er goede argumenten zijn om te denken dat ze vaker voorkomen dan de problemen die Dyson aanvankelijk had gedacht.

Semiz en Ogur beginnen met het bespreken van de levenscyclus van de meeste sterren. Sterren brengen het grootste deel van hun leven door in een fase van hun levenscyclus die bekend staat als de hoofdreeks. Naarmate ze ouder worden, zwellen ze echter op en de temperatuur van hun buitenste atmosfeer koelt af naarmate ze rode reuzen worden.

Ten slotte exploderen deze rode reuzen en laten ze ofwel een zwart gat, een neutronenster of een witte dwerg achter. Elke ster met een massa van minder dan ongeveer vier keer die van onze zon is bestemd voor deze laatste optie. Dus na verloop van tijd zou een aanzienlijk deel van de sterren in het universum witte dwergen moeten zijn.

Semiz en Ogur beweren dat elke beschaving die evolueert tijdens de hoofdreeks van de zon en vervolgens een manier vindt om de stadia van de rode reus en supernova te overleven, waarschijnlijk ook een manier zal vinden om een ​​Dyson-bol rond de overlevende witte dwerg te creëren. Om die reden suggereren ze dat deze sterren een grotere kans hebben om zo'n structuur te herbergen.

Bovendien is een witte dwerg een betere gastheer voor een Dyson-bol. Semiz en Ogur wijzen erop dat de bewoonbare zone rond een witte dwerg dichter bij de ster ligt, dus zo'n bol zou kleiner zijn. Ze berekenen dat een bol van één meter dik, gebouwd in de bewoonbare zone rond een witte dwerg, zo'n 10^23 kilogram materie zou vereisen, net iets minder dan de massa van onze maan.

En omdat de bol kleiner is, zou de zwaartekracht die iedereen op het oppervlak zou ervaren ook sterker zijn, bijna aardachtig. Dat maakt dit soort Dyson-bollen ideale huizen voor technologisch geavanceerde beschavingen die op zijn minst een voorbijgaande gelijkenis met de onze hebben.

Er is echter één duidelijk nadeel. Aangezien witte dwergen minder energie uitstralen dan zonachtige sterren, zou een Dyson-bol eromheen veel minder lichtgevend zijn. En dat zou het moeilijker maken om op te sporen. Dus als er beschavingen in de Melkweg dit stadium hebben bereikt, wordt het veel moeilijker voor ons om ze te spotten.

Dat is een interessante uitbreiding op de vele analyses op Dyson-bollen die al zijn afgerond. En als het een potentiële toekomst voor de mensheid in kaart brengt, hebben we tenminste tijd over. De zon zal uiteindelijk opzwellen om een ​​rode reus te vormen en uiteindelijk exploderen en een witte dwerg achterlaten, maar we hebben ongeveer vijf miljard jaar om met een overlevingsplan te komen.

Referentie: arxiv.org/abs/1503.04376 : Dyson Bollen rond Witte Dwergen

zich verstoppen