В 1930-х годах астрономы осознали, что Вселенная находится в состоянии расширения. К 1990-м годам они поняли, что темпы его расширения ускоряются, что порождает теорию «Темной энергии». Из-за этого, согласно оценкам, в следующие 100 миллиардов лет все звезды в Местной группе - части Вселенной, включающей в себя 54 галактики, включая Млечный Путь - будут расширяться за пределы космического горизонта.
На данный момент, эти звезды больше не будут наблюдаться, но станут недоступными - это означает, что ни одна развитая цивилизация не сможет использовать их энергию. Обращаясь к этому вопросу, доктор Дэн Хупер - астрофизик из Национальной ускорительной лаборатории Ферми (FNAL) и Чикагского университета - недавно провел исследование, которое показало, как достаточно развитая цивилизация может собирать эти звезды и предотвращать их распространение за пределы.
Ради своего исследования, которое недавно появилось в Интернете под названием «Жизнь против темной энергии: как развитая цивилизация может противостоять ускоренному расширению Вселенной», доктор Дэн Хупер размышлял над тем, как цивилизации могут обратить вспять процесс космического развития. расширение. Кроме того, он предлагает способы, которыми человечество могло бы искать признаки такой цивилизации.
Проще говоря, теория Темной Энергии состоит в том, что пространство заполнено таинственной невидимой силой, которая противодействует гравитации и заставляет Вселенную расширяться с ускоряющейся скоростью. Эта теория возникла из-за космологической константы Эйнштейна, который он добавил к своей теории общей теории относительности, чтобы объяснить, как Вселенная может оставаться статичной, а не находиться в состоянии расширения или сжатия.
Хотя Эйнштейн оказался неправ, благодаря наблюдениям, которые показали, что Вселенная расширяется, ученые пересмотрели эту концепцию, чтобы объяснить, как космическое расширение ускорилось за последние несколько миллиардов лет. Единственная проблема с этой теорией, согласно исследованию доктора Хупера, заключается в том, что темная энергия в конечном итоге станет доминирующей, а скорость космического расширения Вселенной возрастет в геометрической прогрессии.
В результате Вселенная расширится до такой степени, что все звезды будут настолько далеко друг от друга, что разумные виды даже не смогут их увидеть, не говоря уже о том, чтобы исследовать их или использовать их энергию. Как сказал доктор Хупер Space Magazine по электронной почте:
«За последние 20 лет космологи узнали, что наша вселенная расширяется ускоренными темпами. Это означает, что в течение следующих 100 миллиардов лет или около того большинство звезд и галактик, которые мы теперь можем видеть в небе, исчезнут навсегда, выпадая за пределы любых областей пространства, которые мы могли бы достичь, даже в принципе. Это ограничит способность далекой будущей развитой цивилизации собирать энергию и, таким образом, ограничит любое количество вещей, которые они могут захотеть выполнить ».
Помимо того, что он возглавляет группу теоретической астрофизики в FNAL, доктор Хупер также является доцентом кафедры астрономии и астрофизики в Чикагском университете. Как таковой, он хорошо разбирается, когда дело доходит до больших вопросов внеземного разума (ETI) и того, как космическая эволюция повлияет на разумные виды.
Чтобы понять, как развитые цивилизации будут жить в такой Вселенной, доктор Хупер начинает с предположения, что рассматриваемые цивилизации будут типом III по шкале Кардашева. Названная в честь российского астрофизика Николая Кардашева, цивилизация типа III достигла бы галактических размеров и могла бы контролировать энергию в галактическом масштабе. Как указал Хупер:
«В моей статье я предполагаю, что рациональной реакцией на эту проблему будет стремление цивилизации быстро расширяться наружу, захватывать звезды и переносить их в центральную цивилизацию, где они могут быть использованы. Эти звезды можно транспортировать, используя энергию, которую они сами производят ».
Как признает д-р Хупер, этот вывод основан на двух предположениях: во-первых, высокоразвитая цивилизация попытается максимально увеличить свой доступ к полезной энергии; и во-вторых, наше нынешнее понимание темной энергии и будущего расширения нашей Вселенной является приблизительно правильным. Имея это в виду, доктор Хупер попытался вычислить, какие звезды можно собрать, используя сферы Дайсона и другие мегаструктуры.
По словам доктора Хупера, этот сбор урожая будет состоять из создания нетрадиционных сфер Дайсона, которые будут использовать энергию, которую они собирали у звезд, чтобы продвинуть их к центру цивилизации вида. Звезды с большой массой, вероятно, будут эволюционировать за пределы главной последовательности до того, как достигнут цели центральной цивилизации, а звезды с низкой массой не будут генерировать достаточно энергии (и, следовательно, ускорения), чтобы избежать падения за горизонт.
По этим причинам доктор Хупер приходит к выводу, что звезды с массами от 0,2 до 1 солнечной массы будут наиболее привлекательными объектами для сбора урожая. Другими словами, звезды, подобные нашему Солнцу (G-тип или желтый карлик), оранжевые карлики (K-тип) и некоторые звезды M-типа (красный карлик), подойдут для целей цивилизации типа III. Хупер указывает, что существуют ограничивающие факторы, которые необходимо учитывать:
«Очень маленькие звезды часто не производят достаточно энергии, чтобы вернуть их к центральной цивилизации. С другой стороны, очень большие звезды недолговечны и у них закончится ядерное топливо, прежде чем они достигнут своей цели. Таким образом, лучшими целями программы такого рода будут звезды, похожие по размеру (или немного меньшие), чем Солнце ».
Исходя из предположения, что такая цивилизация могла бы путешествовать со скоростью света 1–10%, доктор Хупер считает, что они смогут собирать звезды до сопутствующего радиуса примерно от 20 до 50 мегапарсек (около 65,2 млн. 163 миллиона световых лет). В зависимости от их возраста, от 1 до 5 миллиардов лет, они смогут собирать звезды в диапазоне от 1 до 4 мегапарсек (от 3260 до 13 046 световых лет) или до нескольких десятков мегапарсек.
В дополнение к созданию основы для того, как достаточно развитая цивилизация может пережить космическое ускорение, статья доктора Хупера также предоставляет новые возможности в поиске внеземного разума (SETI). В то время как его исследование в первую очередь рассматривает возможность того, что такая мегацивилизация появится в будущем (возможно, это будет даже наша собственная), он также признает возможность того, что она уже может существовать.
В прошлом ученые предлагали искать сферы Дайсона и другие мегаструктуры во Вселенной, ища сигнатуры в инфракрасном или субмиллиметровом диапазонах. Тем не менее, мегаструктуры, которые были построены, чтобы полностью собрать энергию звезды и использовать ее для перемещения их в пространстве с релятивистскими скоростями, будут излучать совершенно разные сигнатуры.
Кроме того, присутствие такой мегак цивилизации можно определить, посмотрев на другие галактики и регионы космоса, чтобы увидеть, начался ли уже процесс сбора и транспортировки (или находится на продвинутой стадии). В то время как прошлые поиски Сфер Дайсона были сосредоточены на обнаружении структур вокруг отдельных звезд в Млечном Пути, этот вид поиска сосредоточился бы на галактиках или группах галактик, в которых большинство звезд было бы окружено Сферами Дайсона и удалено.
«Это дает нам совершенно другой сигнал для поиска», - сказал доктор Хупер. «Развитая цивилизация, которая находится в процессе этой программы, изменит распределение звезд по областям пространства в десятки миллионов световых лет и, вероятно, будет производить другие сигналы в результате звездного движения».
В конце концов, эта теория не только предоставляет возможное решение о том, как продвинутые виды могут выжить при космическом расширении, но также открывает новые возможности в поисках внеземного разума. Поскольку приборы следующего поколения смотрят дальше во Вселенную и с большим разрешением, возможно, нам следует искать сверхскоростные звезды, которые все переносятся в одну и ту же область пространства.
Может быть, цивилизация типа III готовится к дню, когда темная энергия вступит во владение!
