MNRAS: существование инопланетных мегаструктур может быть физически осуществимо

Фото из открытых источников

Согласно новому анализу, существование инопланетных мегаструктур, предназначенных для сбора энергии звёзд или изменения орбит звёзд, может быть физически осуществимо — это удовлетворит как наши фантазии в жанре научной фантастики, так и наше врождённое стремление не чувствовать себя таким одиноким в огромной, холодной Вселенной. Результаты данного исследования были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Более того, эти огромные внеземные сооружения при правильной конфигурации могут оставаться стабильными на протяжении бесчисленных эонов.

Они могут даже излучать характерные техносигнатуры, что позволит астрономам искать цивилизации, которые просуществовали достаточно долго, чтобы приблизиться к верхним эшелонам шкалы Кардашева (которая ранжирует цивилизации на основе их способности использовать энергию).

Поразительные математические выкладки, лежащие в основе этой идеи, подробно описаны в недавнем исследовании Колина МакИннеса, инженера-исследователя из Университета Глазго, который ранее, например, моделировал осуществимость сверхмасштабных астрономических проектов, направленных на изменение орбит планет.

Теперь МакИннес представляет упрощенную схему проектирования пассивно стабильных мегаструктур, таких как звездные двигатели и пузыри Дайсона.

Ученые и писатели-фантасты представляют себе звездные двигатели как огромные отражающие структуры, гравитационно связанные со звездой. В простейшем виде эта концепция представляет собой плоский диск, хотя МакИннес считает, что версия, поддерживаемая кольцом, может быть более стабильной.

Эти двигатели используют давление, создаваемое звёздным излучением, для смещения орбиты звезды и перемещения целых солнечных систем в космосе — возможно, чтобы избежать космической катастрофы, способной уничтожить цивилизацию.

С другой стороны, пузырь Дайсона окружает звезду плотным роем отражателей, которые собирают ее свет и обеспечивают гораздо больше энергии, чем может дать любой планетарный процесс.

Любая цивилизация, прожившая достаточно долго, предположительно, исчерпает свои ресурсы или время. В качестве неприятного напоминания, Солнце будет постепенно становиться ярче и в конечном итоге сделает Землю непригодной для жизни.

Таким образом, развитым цивилизациям неизбежно потребуется невероятное количество энергии для терраформирования других планет, изменения орбит небесных тел или обеспечения межзвездных путешествий.

Но смогут ли воображаемые мегаструктуры астрономического масштаба – которые, по мнению астрономов, могут стать способами использования энергии развитыми цивилизациями – оставаться стабильными самостоятельно, без необходимости активных мер контроля, чтобы предотвратить их падение в звезды?

Чтобы это выяснить, МакИннес разработал расчеты, которые рассматривают мегаструктуры как трехмерные объекты, а не как точечные массы без размеров.

Эти расчеты показывают, что звездные двигатели с равномерным распределением массы всегда нестабильны. Однако они могут оставаться пассивно стабильными, если состоят из отражателя, поддерживаемого кольцом, содержащим большую часть массы конструкции — представьте себе тамбурин вместо обеденной тарелки.

Аналогично, статические пузыри Дайсона могут быть по своей природе нестабильными. Однако пузырь Дайсона — потенциально образованный из разрушенной планетной системы — может достичь пассивной стабильности, если он состоит из огромного количества маломассивных отражателей, образующих облако, достаточно разреженное, но достаточно плотное, чтобы уравновесить собственную гравитацию с силами, оказываемыми звездой-хозяином.

«В принципе, звездный двигатель можно стабилизировать с помощью кольцевой конфигурации, а пузырь Дайсона в принципе можно стабилизировать, если в плотном облаке разместить огромное количество отражателей», — пишет МакИннес.

Долгосрочная стабильность также предполагает возможность существования давно заброшенных мегаструктур-реликвий. Вселенная стара и непредсказуема, поэтому даже развитые существа могут пережить свои творения, которые сохранились без надлежащего ухода как символы способностей (или безрассудства) своего создателя.

Хотя эти космические экспедиции могут показаться чем-то неземным, расчеты МакИннеса основаны на физических законах, поэтому они дают представление о том, что следует искать при поиске внеземных цивилизаций.

МакИннес предполагает, что звездные мегаструктуры будут производить избыток инфракрасного излучения, или неожиданный поток в инфракрасном диапазоне длин волн, зависящий от свойств их звезды.

Или же они могут вызывать другие виды странных изменений в спектральном профиле звезды-хозяина.

«Хотя подобные начинания, безусловно, носят спекулятивный характер, понимание орбитальной динамики сверхкрупных структур, и в частности условий пассивной стабильности, может дать представление о свойствах потенциальных техносигнатур в исследованиях SETI [поиска внеземного разума]», — заключает МакИннес.