Conceptul de sferă Dyson, megastructura menită să capteze dacă nu toată, măcar o mare parte a energiei emisă de o stea, este unul care ține mai degrabă de literatura SF. Însă, dacă omenirea va deveni capabilă să contruiască o astfel de structură, asta va reprezenta nu doar sfârșitul ei ca specie, ci a întregii vieți de pe Terra, este afirmația surprinzătoare a lui Ian Marius Peters, cercetător în cadrul Institutului Helmholts pentru Energie Regenerabilă din Nürnberg, expusă într-un studiu publicat în revista Solar Energy Materials and Solar Cells.
Privită prin perspectiva fizicianului american Freeman Dyson, cel care a expus-o în 1960 în revista Science, o sferă Dyson ar fi o structură artificială care înconjoară o stea, captând 100% din energia acesteia.
Implicațiile unei asemenea tehnologii ar fi uriașe și ar asigura omenirii energia necesară evoluției sale tehnologice, una care ar aduce ca o condiție sine qua non, într-un viitor mai mult sau mai puțin îndepărtat, zborurile interstelare.
Doi ani mai târziu, în 1962, astrofizicianul rus Nikolai Kardașev expunea în cadrul unei conferințe desfășurate în Armenia, pe atunci parte a URSS, unul dintre cele mai simple, mai frumoase, dar și mai elocvente modele ale evoluției tehnologice ale unei specii inteligente. Iar în viziunea sa, sfera Dyson reprezenta un pas inevitabil într-un astfel de proces evolutiv.
De la scala Kardașev la inevitabilitatea sferei Dyson
Nikolai Kardașev postula faptul că, în cazul existenței mai multor specii inteligente în Univers, acestea nu se pot împărți în mai mult de trei categorii:
- Prima ar fi aceea capabilă să exploateze integral toate resursele de energie ale propriei planete. Conform acestei viziuni, omenirea încă nu a ajuns la finalul prime etape de dezvoltare.
- A doua etapă ar fi aceea reprezentată de capacitatea a capta și folosi în totalitate energia unei stele. Și aici intră în scenă sfera Dyson.
- Ultima etapă a dezvoltării unei civilizații super-avansate ar fi aceea în care aceasta devine capabilă să utilizeze energia și resursele unei întregi galaxii.
Revenind la sfera Dyson, în viziunea lui freeman Dyson, aceasta era o sferă artificială compactă, construită în jurul unei stele, cu scopul de a capta în totalitate energia emisă de aceasta.
Un tribut adus acestei idei ați putut urmări, dacă sunteți fani Star Trek, în sezonul al șaselea, episodul patru, din seria Star Trek: Next Generation (cea în care apare căpitanul Picard). Acolo era vorba de o sferă Dyson cu un diametru de circa 200 de milioane de kilometri, capabilă să cuprindă circa 250 de milioane de planete de tipul Terrei.
Un astfel de proiect ar fi, după cum au dovedit-o zeci de studii ulterioare,imposibil de realizat dintr-o mulțime de motive tehnice. În primul rând, ar fi instabilă din punct de vedere gravitațional, iar asta se traduce prin imposibilitatea de a o folosi.
Însă Dyson a revenit asupra ideii în 1966 și a oferit o alternativă care, spunea el, este mult mai fezabilă și mult mai ușor, teoretic, de realizat.
În loc de o sferă gigantică și compactă, fizicianul american a propus o structură sferică, alcătuită din miliarde de sfere de mici dimensiuni, care captează energia unei stele, o direcționează către propriile structuri (veritabile ecosisteme artificiale), apoi către planeta mamă.
Într-o astfel de viziune, energia captată ar fi de trilioane de ori mai mare decât necesarul zilnic al omenirii, și i-ar oferi acesteia o sursă uriașă de energie necesară avansului tehnologic către ultima sa etapă de dezvoltare.
În căutarea sferelor Dyson
În ultimii ani, conceptul de sferă Dyson a revenit puternic în actualitate, atunci când comunitatea științifică internațională a început să ia în calcul existența unor astfel de structuri în alte sisteme solare, ca semn al prezenței unor specii inteligente cu mult mai avansate decât a noastră.
Semnalul a fost dat în anul 2015, atunci când telescopul spațial Kepler a oferit informații despre o stea atipică, stea botezată KIC 8462852 sau steaua WTF (acronim al expresiei Where`s the flux, nicidecum de la triviala expresie care What the Fuck, așa cum s-a crezut inițial).
Steaua prezintă oscilații de luminozitate care nu pot fi explicate prin orbita unor planete. Ulterior, astronomi din Asia, Europa și America de Nord au identificat alte șapte stele care prezintă astfel de anomalii.
Ipoteza că în jurul unor astfel de stele există structuri artificiale, neterminate, care obturează semnătura lor infraroșie a fost adesea clamată, însă confirmarea lor reprezintă o cu totul altă poveste.
De ce o sferă Dyson ar distruge însăși civilizația care a construit-o?
Construcția unei sfere Dyson în sistemul nostru solar, ca de altfel în orice alt sistem solar, ar fi un extrem de problematică, susține Dr. Ian Marius Peters. Chiar și dacă ne-am imagina că omenirea are capacitatea de a duce la bun sfârșit un astfel de deziderat, prezența sferei ar afecta echilibrul termic al oricărei planete din sistem, adaugă acesta.
Cercetătorul german ia în calcul atât posibilitatea unei sfere cu un diametru mic, similar cu cel al sferei Dyson prezentată în serialul Star Trek (un diametru de circa 200 de milioane de kiloemtri), cât și al unei sfere cu un diametru mult mai mare.
O sferă Dyson de mai mici dimensiuni, a cărei limită se află nu departe de orbita Terrei, ar implica prezența Terrei în interiorul acesteia. Practic, susține autorul studiului, Pământul ar primi aceeași luminozitate totală ca de la Soare.
O sferă Dyson plasată chiar în interiorul orbitei Pământului ar atinge aproximativ 400 °C, deplasând lungimea de undă maximă a emisiilor sale luminoase în spectrul infraroșu îndepărtat. Această schimbare de la lumina vizibilă la infraroșu ar face mediul Pământului nepotrivit pentru majoritatea formelor de viață, deoarece nu ar mai susține fotosinteza.
Pe de altă parte, adaugă Ian Marius Peters, o sferă Dyson plasată chiar în afara orbitei Pământului ar crește temperatura planetei cu 140 °C, ceea ce ar face imposibilă viața așa cum o cunoaștem. Pentru a menține temperaturile adecvate vieții, sfera ar trebui să fie mult mai mare și mai rece.
De exemplu, o sferă cu o rază de 8,2 UA/unități astronomice – o UA este egală cu distanța de de la Soare la Terra (plasată între Jupiter și Saturn) ar crește temperatura Pământului cu 4 °C. La 9,5 UA (orbita lui Saturn), cu 3 °C. La 11,7 UA (între Saturn și Uranus), cu 2 °C,iar la 16,6 UA (mai aproape de Uranus), cu 1 °C.
Chiar și la o astfel de distanță, impactul unei sfere Dyson suficient de mari ar fi, totuși, similar cu încălzirea globală experimentată astăzi sau prognozată pentru viitorul apropiat.
Există însă și o alternativă
Autorul studiului concluzionează că o sferă Dyson care ar înconjura Soarele ar avea un impact semnificativ asupra climei Terrei. Sferele mici, plasate în interiorul orbitei Pământului, se dovedesc a fi nepractice, fie devenind prea fierbinți pentru a fi eficiente, fie afectând prea mult energia solară care ajunge pe planeta noastră.
O soluție de compromis ar putea implica crearea unei sfere parțiale (circa 22% dintr-o sferă completă) la 2,13 UA față de Soare. Aceasta ar colecta 4% din energia solară (15,6 yottawați sau 15,6 milioane de miliarde de miliarde de wați) și ar crește temperatura Pământului cu mai puțin de 3 °C. Practic, vorbim despre o creștere comparabilă cu tendințele actuale ale încălzirii globale.
Ca o idee, o astfel de cantitatea de energie ne-ar permite niște proiecte uriașe, care altfel ar necesita sute de ani. Spre exemplu, vaporizarea calotelor glaciare de la polii planetei Marte, în vederea terraformării planetei, s-ar realiza în 0,25-2 nanosecunde.
Este vorba totuși de o realizare inginerească uriașă, care necistă 1,3×10²³ kg de siliciu numai pentru panourile fotovoltaice. Pe scurt, cam tot siliciul existent pe planeta Marte. Iar asta implică un avans tehnologic care să ne permită mineritul la nivelul întregului sistem solar.
Înainte de sfera Dyson, imperios necesar este un cu totul alt proiect tehnologic
Având în vedere abundența materialelor din sistemul solar și cerințele de temperatură, utilizarea unei sfere Dyson fotovoltaice pentru a colecta o parte considerabilă a energiei solare ar necesita, în opinia autorului studii două lucruri esențiale. Primul, așa cum am subliniat, o sferă parțială cu o extindere limitată. Al doilea, și poate cel mai important, un sistem de control al temperaturii planetare.
Cum se traduce acest lucru? Simplu. Înainte de visa să transformăm SF-ul în realitate, avem nevoie de un proiect planetar care să înceapă chiar de azi. Este vorba despre dezvoltarea unor mecanisme pentru a inversa încălzirea globală. Unele la fel de necesare acum, ca și în cazul construcției unei sfere Dyson în viitor.
În fond, subliniază Ian Marius Peters, mai degrabă decât o sferă Dyson, stoparea încălzirii globale poate fi considerată un prim pas în direcția îndeplinirii cerințelor tehnologice necesare pentru ca umanitatea să devină o civilizație de tip II pe scala Kardașev.
