Sfery Dysona to hipotetyczne megastruktury, które teoretycznie można zbudować wokół gwiazd. Czy naprawdę udało nam się je znaleźć?
W maju i czerwcu 2024 roku świat obiegła zaskakująca wiadomość, że astronomowie mogli potencjalnie odkryć szczególne technosygnatury świadczące o istnieniu istot pozaziemskich1. Naukowcy zidentyfikowali bowiem 7 gwiazd, które zachowują się w dość szczególny sposób. Na podstawie wyników wysnuli spekulacje, że być może znaleźli oni tzw. sfery Dysona. Czym one są i czy istnieje inne możliwe wyjaśnienie tych anomalii?
Co to jest sfera Dysona?
Sfera Dysona to hipotetyczna megastruktura kosmiczna, która mogłaby otaczać całą gwiazdę w celu pobierania jej niewyczerpanych zasobów energetycznych. Koncepcję tę wymyślił Freeman Dyson, który w 1960 roku opublikował artykuł pt. Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation (pol. Poszukiwanie sztucznych gwiezdnych źródeł promieniowania podczerwonego) w czasopiśmie Science. Napisał:
Należy oczekiwać, że w ciągu kilku tysięcy lat od wejścia w fazę rozwoju przemysłowego każdy inteligentny gatunek powinien znaleźć się w sztucznej biosferze, która całkowicie otacza jego macierzystą gwiazdę2.
Taką hipotetyczną sztuczną skorupę zbudowaną wokół gwiazdy okrzyknięto mianem sfery Dysona. Zgodnie z tytułem jego pracy prowadziłaby ona do zwiększonej emisji promieniowania podczerwonego (cieplnego) z powodu nagrzania jej powierzchni przez gwiazdę znajdującą się w jej środku. Gdyby udało się znaleźć taką sygnaturę wokół gwiazdy, byłby to znak, że ten układ gwiezdny zamieszkuje inteligentna cywilizacja pozaziemska, która osiągnęła typ II rozwoju technologicznego w skali Kardaszewa (my Ziemianie jeszcze nie osiągnęliśmy typu I) i której sfera Dysona przynajmniej częściowo przysłoniła ich słońce.
Poszukiwania sfer Dysona w kosmosie
W przeciągu ostatnich kilku dekad naukowcy SETI i Fermilab podejmowali się poszukiwań tego rodzaju sygnatur w kosmosie. Ośrodek Fermilab ponoć znalazł 17 takich obiektów, które mimo wszystko uznał za wątpliwych kandydatów na sfery Dysona3. Podobnie w 2015 roku naukowcy zauważyli, że gwiazda o nazwie KIC 8462852 wykazuje dziwne zmiany w emisji światła. Jednak ich wyniki wskazują na to, że gwiazdę przysłania duża ilość pyłu4.
I właśnie teraz w 2024 roku wyzwanie podjęli naukowcy z projektu Hephaistos. Po zebraniu danych z baz Gaia DR3, 2MASS i WISE na temat 5 milionów gwiazd zidentyfikowali oni 7 nietypowych obiektów. Gwiazdy te znajdują się w odległości mniejszej niż 1000 lat świetlnych i wykazują znacznie większą emisję promieniowania podczerwonego na tle pozostałych rodzajów promieniowania5. Czy to zatem oznacza, że faktycznie udało nam się znaleźć sfery Dysona w kosmosie, a wraz z nimi inteligentne życie?
Czy sfera Dysona jest możliwa do zbudowania?
Przede wszystkim należy się zastanowić, czy w ogóle udałoby się zbudować stabilną sferę Dysona wokół jakiejkolwiek gwiazdy, nawet gdyby jakaś cywilizacja kosmiczna była odpowiednio rozwinięta. Jeszcze w 1960 roku F. Dyson musiał tłumaczyć się, że w swoim artykule nie miał wcale na myśli jednolitej konstrukcji sferycznej wokół gwiazdy, ale zupełnie coś innego6. Niemniej idea sfery Dysona w postaci gigantycznej kuli otaczającej słońce żyje często w wyobraźni twórców fantastyki naukowej i nie tylko.
Tak naprawdę sfera Dysona może hipotetycznie występować w kilku różnych rodzajach. Są to: 1. jednolita konstrukcja sferyczna zasłaniająca całą gwiazdę, czyli właściwa sfera Dysona; 2. pierścień wokół gwiazdy zwany pierścieniem Dysona lub pierścieniem Nivena, lub nawet cała seria pierścieni na różnych orbitach wokół gwiazdy; 3. rój pojedynczych obiektów krążących na różnych orbitach wokół gwiazdy. Według słów Dysona to właśnie ten ostatni projekt wygląda na najbardziej realistyczny. Moglibyśmy go nazwać rojem Dysona.
Problemy z budową sfery Dysona
Dwa pierwsze rodzaje sfery Dysona są nierealistyczne. Każde większe ciało niebieskie, a zwłaszcza gwiazdy (w tym nasze Słońce), wywiera nacisk grawitacyjny we wszystkich kierunkach. A zatem sfera Dysona nawet w postaci jednolitej sfery zakrywającej całą gwiazdę znalazłaby się pod jej wpływem grawitacyjnym. Mogłyby się pojawić pęknięcia, które mogą grozić zapadnięciem się struktury. Co gorsza, przelatujące ciała niebieskie, jak komety czy asteroidy, mogłyby praktycznie zniszczyć całą sferę. A zatem byłby to projekt nieopłacalny na dłuższą metę. W mniejszym stopniu ten sam problem dotyczyłby także pierścieni7.
Sam Dyson ocenił, że najbardziej realistycznym projektem byłby rój satelitów. Ten składałby się po prostu z wielkich sztucznych obiektów kosmicznych krążących wokół samego słońca. Mogłyby one mieć postać np. ogromnych sztucznych platform, które byłyby normalnie zamieszkałe jak na planecie. Inna koncepcja to ogromne panele słoneczne zbierające energię gwiazdy i przesyłające ją na planetę macierzystą. Oczywiście również tutaj istnieją poważne ograniczenia8. Gdyby udało się je pokonać i gdyby tych satelitów było odpowiednio dużo, mogłyby pokryć całe zapotrzebowanie energetyczne mieszkańców planety9.
Czerwony karzeł – problem dla sfery Dysona
Możliwe więc, że udałoby się jakiejś cywilizacji pozaziemskiej zbudować taką konstelację satelitów wokół jej słońca. Jednak nie może to być owe 7 gwiazd zidentyfikowanych przez projekt Hephaistos. Dlaczego?
Przede wszystkim wszystkie te 7 gwiazd to czerwone karły, czyli gwiazdy typu M. Naukowcy uważają, że ten typ gwiazdy nie nadaje się na poszukiwanie życia pozaziemskiego. Jej niska temperatura sprawia, że ekosfera gwiazdy (czyli strefa potencjalnie pozwalająca na ciekłą wodę i przez to na rozwój życia) znajduje się bardzo blisko niej. To naraża potencjalnie zamieszkiwalną planetę na śmiercionośne rozbłyski, które w przypadku niestabilnych czerwonych karłów są naprawdę potężne10.
Inny problem z planetami krążącymi wokół takich gwiazd polega na tym, że ich obrót jest najprawdopodobniej synchroniczny. Innymi słowy, nie ma na nich cyklu dnia i nocy, są one zawsze obrócone jedną stroną w kierunku gwiazdy. Ta strona planety będzie więc zawsze nadmiernie nagrzana, a strona nocna będzie zawsze bardzo zimna. Teoretycznie życie mogłoby się rozwinąć w pasie terminatora (który oddziela strefę dnia od nocy). Wciąż jednak pozostaje problem rozbłysków i koronalnych wyrzutów masy ze strony gwiazdy.
Podróże kosmiczne?
Jeśli więc nie może powstać taka cywilizacja wokół czerwonego karła, to może jakaś cywilizacja kosmiczna po prostu odwiedziła ten system i tam zbudowała sferę Dysona? Jest to zasadniczo niemożliwe. Przede wszystkim musielibyśmy oczekiwać dwóch lub więcej sfer Dysona w bardzo bliskiej odległości. Jeśli bowiem kosmici zbudowali sferę Dysona wokół gwiazdy skolonizowanej, to prędzej musieli ją zbudować także wokół gwiazdy macierzystej. Jednak naukowcy nie znaleźli większych zgrupowań gwiazd wykazujących anomalie w podczerwieni.
Ponadto wszystkie zidentyfikowane przez naukowców projektu Hephaistos gwiazdy leżą w znacznych odległościach od siebie nawzajem. Dwie najbliższe siebie gwiazdy znajdują się we wzajemnej odległości ok. 145 lat świetlnych11. To wyklucza, aby którakolwiek z potencjalnych cywilizacji pozaziemskich odpowiadała za więcej niż jedną sferę Dysona. A zatem prędzej byłyby one dziełem odrębnych cywilizacji pozaziemskich. Ponieważ jednak są to gwiazdy typu M (czerwone karły), to jest praktycznie niemożliwe, aby takie cywilizacje tam powstały.
Naturalne wyjaśnienie
Skoro więc za nadmiar promieniowania podczerwonego odpowiadają nie sfery Dysona, to co? Dalsze badania nad tymi gwiazdami wykazały, że jak najbardziej istnieje naturalne wyjaśnienie. Inny zespół astronomów opublikował artykuł pt. Background Contamination of the Project Hephaistos Dyson Spheres Candidates. Udowadniają w nim, że za całe zamieszanie odpowiadają rzadkie rodzaje kwazarów, które znajdują się w pobliżu tychże gwiazd. Kwazary te to tzw. gorące galaktyki zasłonięte przez pył, po angielsku hot dust-obscured galaxies (w skrócie hot DOG). Zespół przebadał tylko trzy z owych siedmiu gwiazd, ale przewidują, że w przypadku pozostałych gwiazd wyniki będą te same12.
Pomimo szumu medialnego wokół wspomnianych siedmiu gwiazd naukowcy wciąż znajdują się w szczerym polu, jeśli chodzi o cywilizacje pozaziemskie. Zawsze gdy pojawia się sensacyjna informacja, że naukowcy znaleźli potencjalne oznaki życia pozaziemskiego (a zwłaszcza życia inteligentnego, zdolnego do budowy cywilizacji technicznej), należy patrzeć na to ze zdrowym sceptycyzmem.
Sfery Dysona w świetle Biblii
Co na temat istot pozaziemskich mówi Pismo Święte? Biblia oczywiście nie mówi wprost, że w naszym Wszechświecie istnieje tylko człowiek. Ale nie mówi też, że istnieją kosmici. Jednak w niektórych fragmentach może sugerować, że istoty pozaziemskie istnieją i że są to istoty święte – zob. Księga Hioba 1,6-7; 2,1; List do Hebrajczyków 12,22-24 czy Księga Apokalipsy 4-5. Jeżeli one zatem faktycznie istnieją, to jest bardzo wątpliwe, aby porywały się na budowę czegoś tak wysoce niebezpiecznego i niestabilnego jak sfera Dysona.
To powiedziawszy, możemy być raczej pewni, że nigdy nie znajdziemy żadnej sfery Dysona wokół jakiejkolwiek gwiazdy. Jak dotąd wszystko dzieje się zgodnie z przewidywaniami Pisma Świętego, że jesteśmy sami we Wszechświecie. A nawet jeżeli nie jesteśmy sami, to owe istoty pozaziemskie najwyraźniej nie chcą, abyśmy odkryli ich dokładne położenie – o ile ustalenie ich dokładnego położenia w ogóle może być dla nas możliwe.
Przypisy
- H. Baker, Alien 'Dyson sphere’ megastructures could surround at least 7 stars in our galaxy, new studies suggest, LiveScience, 16.05.2024, https://www.livescience.com/space/astronomy/alien-dyson-sphere-megastructures-could-surround-at-least-7-stars-in-our-galaxy-new-studies-suggest [dostęp: 16.10.2024].
- F. Dyson, Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation, Science, Vol 131, Issue 3414, 03.06.1960, https://www.science.org/doi/10.1126/science.131.3414.1667 [dostęp: 16.10.2024]; cytat za: A. Hadhazy, Could We Ever Really Build a Dyson Sphere?, Popular Mechanics, 07.03.2023, https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a11098/dyson-sphere/ [dostęp: 16.10.2024].
- Zob. https://disclosurelabs.wordpress.com/2014/02/16/search-yields-17-potential-dyson-sphere-candidates/ [dostęp: 16.10.2024].
- T.S. Boyajian et al., The First Post-Kepler Brightness Dips of KIC 8462852, The Astrophysical Journal Letters, Volume 853, Number 1, 19.01.2018, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aaa405 [dostęp: 16.10.2024].
- M. Suazo et al., Project Hephaistos – II. Dyson sphere candidates from Gaia DR3, 2MASS, and WISE, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 531, Issue 1, June 2024, s. 695–707, https://academic.oup.com/mnras/article/531/1/695/7665761?login=false [dostęp: 16.10.2024].
- D. Byrd, A Dyson sphere harvests the energy of stars, EarthSky, 29.09.2023, https://earthsky.org/space/what-is-a-dyson-sphere/ [dostęp: 16.10.2024].
- D. Schulze-Makuch, A Dyson Sphere Could Help Humankind Live Forever. So We Found Out How to Build One, Popular Mechanics, 17.06.2022, https://www.popularmechanics.com/space/a40230192/dyson-sphere-immortality/ [dostęp: 16.10.2024].
- The Dyson Swarm – A Personal Perspective, JMORE, 08.06.2022, https://jmoreliving.com/2020/06/08/the-dyson-swarm-a-personal-perspective/ [dostęp: 16.10.2024].
- J. Smith, Review and viability of a Dyson Swarm as a form of Dyson Sphere, Physica Scripta, Volume 97, Number 12, 11.11.2022, https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1402-4896/ac9e78#psac9e78s3 [dostęp: 16.10.2024].
- M. Kaufman, Red Dwarf Stars and the Planets Around Them, Astrobiology at NASA, 15.11.2017, https://astrobiology.nasa.gov/news/red-dwarf-stars-and-the-planets-around-them-2/ [dostęp: 16.10.2024].
- Są to gwiazdy oznaczone w bazie danych Gaia DR3 jako 2 660 349 163 149 053 824 oraz 2 644 370 304 260 053 376. Wykonano obliczenia własne dzięki parametrom obu gwiazd znalezionych w bazie danych Gaia DR3: https://gea.esac.esa.int/archive/ [dostęp: 16.10.2024] oraz na bazie strony internetowej Distance Between Two Stars or Planets: https://neoprogrammics.com/distance-between-two-stars-or-planets/index.php [dostęp: 16.10.2024].
- T. Ren et al., Background Contamination of the Project Hephaistos Dyson Spheres Candidates, arXiv, 23.05.2024, https://arxiv.org/abs/2405.14921 [dostęp: 16.10.2024].
© Źródło zdjęcia głównego: Canva.