Являемся ли мы единственным технологически развитым видом во Вселенной? Если бы там были инопланетяне, как бы выглядела их технология? И как их обнаружить? Сферы Дайсона вокруг черных дыр могут выявить инопланетные цивилизации.
Это одни из самых больших вопросов о Вселенной и нашем месте в ней. И теперь новое исследование пытается (по крайней мере частично) ответить на некоторые из них — по крайней мере, если речь идет о так называемой технологии. Сфера Дайсона — гипотетическая мегаструктура, впервые описанная в 1959 году американским физиком и футуристом Фрименом Дайсоном.
По предположениям автора, развитая внеземная цивилизация второй степени по шкале Кардашева (тип II) может построить вокруг своей звезды массивную сферу и жить на ней, что позволяет использовать практически всю энергию, излучаемую звездой, для цивилизации.
По словам Дайсона, инфракрасное излучение от тепловой энергии потенциально может ускользнуть, поскольку структура Дайсона улавливает и преобразует солнечную энергию, что теоретически может выдать наличие этих гипотетических структур. Если мы сможем обнаружить эти инфракрасные структуры, это на самом деле будет означать, что мы обнаружили инопланетную цивилизацию.
Однако в новой научной статье авторы предполагают, что сфера Дайсона будет извлекать энергию из черной дыры, а не из звезды.
«В этом исследовании мы принимаем во внимание источник энергии хорошо развитой цивилизации II или III типа. Исследователи написали в своей статье, что для нее потребуется гораздо более мощный источник энергии, чем их собственная звезда».
«Аккреционный диск, корона и релятивистские джеты могут быть потенциальными энергетическими станциями цивилизации типа II. Наши результаты показывают, что черная дыра со звездной массой (даже при низком коэффициенте Эддингтона) аккреционного диска может давать в сотни раз большую светимость, чем звезда в главной последовательности».
Черные дыры известны своим мощным гравитационным полем, которое поглощает все, что подходит к ним достаточно близко. Выхода нет (по крайней мере, насколько нам известно).
В таком случае вам, вероятно, интересно, как кто-то мог извлечь что-нибудь из такого космического зверя. Оказывается, в этой среде вокруг черной дыры происходит несколько процессов, из которых потенциально можно извлечь энергию.
Сферы Дайсона вокруг черных дыр могут выявить инопланетные цивилизации
В своих исследованиях команда рассматривает некоторые из этих процессов — например, аккреционный диск материала, который вращается вокруг черной дыры и нагревается до миллионов градусов из-за трения, и излучение Хокинга — процесс, предложенный физиком Стивеном Хокингом, в котором черные дыры испускают различные элементарные частицы.
Другие потенциально важные явления, которые могут быть задействованы, — это сферическая аккреция, корона намагниченной плазмы между внутренним краем аккреционного диска и горизонтом событий и струи, выбрасываемые с релятивистскими скоростями из полюсов активных черных дыр.
На основе моделей черных дыр с массой в 5, 20 и 4 миллиона раз больше массы Солнца (для справки — масса сверхмассивной черной дыры Стрелец A * в центре Млечного Пути ровно в 4 миллиона раз больше солнечной) астроном Тайгер Ю-Ян Хисао и его коллеги из Тайваньского национального университета Цин Хуа обнаружили, что спутниковая сфера может эффективно извлекать энергию из некоторых процессов.
«Наибольшую энергию можно получить от аккреционного диска — он в 100 000 раз больше, чем солнечный диск, и этого достаточно, чтобы поддерживать цивилизацию типа II», — пишут исследователи. Более того, сфера Дайсона извлекает из струй не только электромагнитное излучение, но и другие виды энергии (например, кинетическую) — общее количество произведенной энергии будет в 5 раз больше.
Исследователи добавили, что такие структуры потенциально могут быть обнаружены на разных длинах волн. Более горячие сферы Дайсона будет легче обнаружить в ультрафиолете, а более холодные сферы будет легче обнаружить в инфракрасном свете, как предсказывает сам Дайсон.
Однако в принципе черные дыры испускают большое количество излучения как в ультрафиолетовом, так и в инфракрасном спектрах. Это означает, что обнаружить сферы Дайсона будет не так просто, как мы думаем.
По словам команды, если мы проведем другие измерения — например, изменения света, потому что теоретически черная дыра должна быть затронута гравитацией сферы за чрезвычайно короткий период времени — мы потенциально можем выявить наличие этих структур.
