มันยากที่จะพูดเมื่อมีคนสงสัยว่าเขาอยู่คนเดียวในจักรวาลหรือเปล่า แต่มันเป็นไปได้ที่จะกำหนดเวลาที่การค้นหาคำตอบสำหรับคำถามนี้ย้ายจากหน้านิยายวิทยาศาสตร์ไปเป็นวิทยาศาสตร์ - กลางศตวรรษที่ผ่านมาซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของยุคอวกาศ ด้วยการพัฒนาพื้นที่ระหว่างดาวเคราะห์ แนวคิดเกี่ยวกับอารยธรรมนอกโลกเริ่มปรากฏให้เห็นมากขึ้นเรื่อยๆ สงครามระหว่างกาแล็กซี่เกิดขึ้นบนหน้านิยายวิทยาศาสตร์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์พยายามทำความเข้าใจว่าชีวิตจะเป็นไปได้ในบริเวณใกล้เคียงดาวฤกษ์ที่ห่างไกลหรือไม่ ถ้าใช่จะหาได้อย่างไร? ในบรรดาแนวคิดล่าสุดคือทฤษฎีของ Freeman Dyson ทรงกลมขนาดมหึมา ซึ่งทำให้สามารถสะสมพลังงานของดาวได้ เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การมองหาในอวกาศอันกว้างใหญ่เพื่อตามหามนุษย์ต่างดาว
ฟรีแมน จอห์น ไดสัน
นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเชื้อสายอังกฤษ เกิดเมื่อปี พ.ศ. 2466 วันนี้ Dyson วัย 92 ปีซึ่งมีความสนใจครอบคลุมถึงฟิสิกส์ควอนตัม ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ และฟิสิกส์พลังงานต่ำ เป็นที่รู้จักในฐานะหนึ่งในผู้ก่อตั้งควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ บางทีที่มีชื่อเสียงมากกว่าสำหรับเขาคือแนวคิดที่นักวิทยาศาสตร์ยืมมาจากOlafStapledon นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ ผู้แต่ง The Star Maker ทฤษฎีที่เรียกกันว่า "ทรงกลมไดสัน" แสดงให้เห็นว่าอารยธรรมขั้นสูงสามารถสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่รอบดาวฤกษ์เพื่อเพิ่มพลังงานให้ได้สูงสุด การค้นพบการออกแบบดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์จะสามารถตรวจจับความฉลาดจากต่างดาวได้
แนวคิด
อารยธรรมที่พัฒนาแล้วอย่างสูง สมมุติฐานอยู่ในอวกาศ ไม่ช้าก็เร็วจะเผชิญกับการสูญเสียทรัพยากรพลังงาน - นั่นคือสมมติฐานของ Dyson ทรงกลมที่มีรัศมีหนึ่งหน่วยดาราศาสตร์ที่มีดาวอยู่ตรงกลางสามารถแก้ปัญหานี้ได้ โครงสร้างขนาดที่น่าประทับใจช่วยให้คุณใช้พลังงานของดาวได้อย่างเต็มที่ และหากจำเป็น ก็จะกลายเป็นบ้านของผู้สร้างดาว
พารามิเตอร์
ความหนาของทรงกลมตามการคำนวณของ Dyson ควรจะค่อนข้างเล็ก ในการสร้างโครงสร้างดังกล่าว คุณจะต้องใช้วัสดุที่มีมวลใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดี วันนี้โครงการดังกล่าวดูเหมือนจินตนาการที่กล้าหาญมาก อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้ที่จะตัดความเป็นไปได้ที่หลังจากผ่านไปหลายร้อยหรือหลายพันปี มนุษยชาติจะสามารถแปลมันให้กลายเป็นความจริง และตอนนี้ในอวกาศอันกว้างใหญ่ไพศาล อารยธรรมนอกโลกที่ก้าวล้ำกว่าเราในแง่ของการพัฒนาได้เข้ามามีส่วนร่วมใน การก่อสร้างโครงสร้างดังกล่าว
ดาวฤกษ์ที่มีทรงกลมไดสันปฏิบัติตามกฎทางกายภาพเดียวกันกับระบบดาวเคราะห์ ดังนั้นโครงสร้างจะต้องหมุน: แรงเหวี่ยงหมุนเหวี่ยงจะสมดุลแรงดึงดูดของดาวฤกษ์และไม่ยอมให้วัตถุยุบและตกลงมา
สัญญาณของการพัฒนาอารยธรรม
ตามความคิดของ Dyson ทรงกลมสามารถกลายเป็นสัญญาณชนิดหนึ่ง ซึ่งแสดงถึงการมีอยู่ของปัญญานอกโลก อย่างไรก็ตามจะหาได้อย่างไร? ตามการคำนวณทางทฤษฎี การออกแบบดังกล่าวควรปล่อยแสงอย่างต่อเนื่อง มันมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ รังสีควรอยู่ในส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม อุปกรณ์ที่มีอยู่สามารถตรวจจับแหล่งที่มาดังกล่าวได้ ยิ่งไปกว่านั้น ยังถูกพบอยู่บ้างแล้ว
จุดเด่นของทรงกลม Dyson ควรเป็นการกระจายสเปกตรัมผิดปรกติ การค้นหาการออกแบบตามทฤษฎีที่นักฟิสิกส์อธิบายไว้นั้นกำลังดำเนินการเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ SETI โดยมุ่งเป้าไปที่การตรวจจับการปรากฏตัวของข่าวกรองนอกโลกในอวกาศ ความหวังหลักสำหรับงานที่ยากลำบากนี้อยู่ที่กล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์
โต้แย้ง
ตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง ทฤษฎีของ Dyson ได้รับการทบทวนและทดสอบซ้ำหลายครั้ง ผลที่ได้คือความคิดเห็นที่มีรากฐานมาอย่างดีจึงปรากฏว่าวัตถุดังกล่าวไม่สามารถดำรงอยู่ได้ไม่ว่าอารยธรรมจะก้าวหน้าเพียงใดและไม่ว่าดาวจะมีลักษณะอย่างไร ทรงกลม Dyson ซึ่งหมุนรอบดวงไฟ ได้รับความเร็วสูงสุดในบริเวณเส้นศูนย์สูตร ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างยังคงนิ่งอยู่ที่เสา ซึ่งจะนำไปสู่การพังทลายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ นี่คือข้อโต้แย้งหลักที่ต่อต้านทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์อเมริกัน
นักวิจัยในประเด็นนี้ยังทราบด้วยว่าทรงกลมจำกัดการพัฒนาของอารยธรรมและก่อให้เกิดปัญหาทางสังคมและวัฒนธรรมที่สำคัญหลายประการที่บดบังประโยชน์ของการสร้างสรรค์
ทางเลือกอื่นๆ
อย่างไรก็ตาม ในโลกวิทยาศาสตร์การพัฒนาทางทฤษฎีของ Dyson ไม่ได้ถูกลืมเลือนไป มีการอธิบายการปรับเปลี่ยนการออกแบบหลายแบบซึ่งคำนึงถึงการวิพากษ์วิจารณ์หลัก ประการแรกคือวงแหวนที่มีความกว้างเล็กและมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่เท่ากับทรงกลม คุณสามารถพบวัตถุดังกล่าวได้ในหน้าของนวนิยายเรื่อง "The World-Ring" โดย Larry Niven
ตัวเลือกที่สองคือการออกแบบที่คล้ายกับด้านบน ส่วนโค้งที่หนาขึ้นในบริเวณเสาเปิดอยู่ ลูกแก้วรุ่นนี้มีน้ำหนักเท่ากันทุกจุดด้านใน
นักฟิสิกส์โซเวียต G. I. โพครอฟสกี ในแบบจำลองของเขา การออกแบบประกอบด้วยวงแหวนหลายวง ทำให้ดูเหมือนเปลือกหอย ทรงกลมรุ่นนี้ถูกเรียกว่า "เปลือก Pokrovsky"
โครงสร้างคริสเวลล์เป็นการดัดแปลงอื่นของโครงสร้างดาราศาสตร์ที่ไดสันเสนอ ลักษณะเด่นของมันคือพื้นผิวแฟร็กทัล ซึ่งช่วยให้ขยายพื้นที่รับรังสีของดาวได้มากที่สุด
กำลังค้นหาทรงกลม Dyson สมมุติ
พัฒนาการตามทฤษฎีของนักฟิสิกส์ชาวอเมริกันมากว่าห้าสิบปี อย่างไรก็ตาม เฉพาะในทศวรรษ 2000 เท่านั้นที่การพัฒนาเทคโนโลยีทำให้สามารถมองเข้าไปในมุมที่ห่างไกลของอวกาศเพื่อคิดอย่างจริงจังเกี่ยวกับการค้นหาโครงสร้างที่คล้ายกับทรงกลม การวิเคราะห์ข้อมูลที่มาจากกล้องโทรทรรศน์พบว่ามีวัตถุหลายแสนชิ้นที่เหมาะกับบทบาทของโครงสร้างประดิษฐ์ขนาดยักษ์ จริงอยู่ที่ลักษณะของแต่ละคนผู้สมัครที่มีระดับความน่าจะเป็นต่างกันจะอธิบายด้วยเหตุผลที่ธรรมดากว่า เช่น กลุ่มดาวหาง เมฆไฮโดรเจน และอื่นๆ
หนึ่งในผู้เข้าชิงสุดท้ายของดาวฤกษ์ที่ล้อมรอบด้วยทรงกลม Dyson คือดาวในกลุ่มดาว Cygnus ในแคตตาล็อกทางดาราศาสตร์ ถูกกำหนดให้เป็น KIC 8462852
ตรวจพบทรงกลม Dyson?
ฤดูใบไม้ร่วงที่แล้ว เราอาจสังเกตเห็นพาดหัวข่าวในหน้าของสื่อที่ประกาศการค้นพบที่ตั้งของอารยธรรมนอกโลก ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ๆ กับที่เราไม่รู้จักสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาด ถูกเรียกว่า KIC 8462852 คุณสมบัติของดาวกลายเป็นที่รู้จักด้วยกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์
ในฤดูใบไม้ร่วงปี 2015 ได้มีการตีพิมพ์ผลการศึกษาความส่องสว่างที่แปลกประหลาดของมัน ประมาณ 800 วันทุกๆ 800 วัน การแผ่รังสีของดาวฤกษ์จะลดลง 15-20% ภาวะถดถอยกินเวลาตั้งแต่หลายวันจนถึงหลายเดือน พฤติกรรมดังกล่าวไม่ใช่ลักษณะเฉพาะของคลาสที่รู้จักของผู้ทรงคุณวุฒิและไม่สามารถอธิบายได้ด้วยการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ทั่วทั้งดิสก์ เนื่องจากในกรณีนี้การแผ่รังสีที่ลดลงจะเท่าเดิมเสมอ เจสัน ไรท์ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย เสนอว่าสาเหตุของความผิดปกตินี้คือทรงกลมของไดสัน ดังนั้น KIC 8462852 จึงกลายเป็นผู้สมัครหลักสำหรับการค้นหาข่าวกรองนอกโลก
คำอธิบายอื่นๆ
ไรท์ตั้งข้อสังเกตซ้ำแล้วซ้ำเล่าว่านี่เป็นเพียงเวอร์ชันหนึ่งเท่านั้น และไม่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุด อย่างไรก็ตาม ต้องขอบคุณสื่อที่ทำให้ข่าวการค้นพบทรงกลม Dyson ที่เป็นไปได้แพร่กระจายไปทั่วโลกในระหว่างนี้ ยังมีคำอธิบายอื่นๆ เกี่ยวกับการแผ่รังสีแปลก ๆ ของดาวฤกษ์ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเยล นำโดย Tabeta Boyajian แนะนำว่าดาวดวงนี้รายล้อมไปด้วยกลุ่มดาวหาง บางที KIC 8462852 จับพวกเขาเมื่อสองสามพันปีก่อนเมื่อระบบดาวดวงอื่นผ่านไป Tabeta ตั้งข้อสังเกตว่าคำอธิบายนี้มีโอกาสมากกว่าทรงกลม Dyson เพียงเล็กน้อยเท่านั้น การมาบรรจบกันของระบบดาวสองดวงเป็นเหตุการณ์ที่หายากมาก และปริมาณของฝูงดาวหางที่จับได้ต้องมีจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีนี้ได้รับการสนับสนุนจำนวนมากที่สุดในโลกวิทยาศาสตร์
ดูดาวแคระขาวให้ละเอียดยิ่งขึ้น
นักวิทยาศาสตร์จากตุรกีได้เข้าร่วมการค้นหาทรงกลม Dyson ด้วย เมื่อเร็ว ๆ นี้พวกเขาได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาตามความจำเป็นในการค้นหาโครงสร้างดังกล่าวในดาวแคระขาว วัตถุในอวกาศที่ค่อนข้างเล็กและเย็นแสดงถึงขั้นตอนสุดท้ายในการวิวัฒนาการของผู้ทรงคุณวุฒิอย่างดวงอาทิตย์ ในบริเวณใกล้เคียง การสร้างทรงกลมต้องใช้ความพยายามและวัสดุน้อยกว่ารอบดาวมวลมาก ตามการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ ความหนาของโครงสร้างใกล้ดาวแคระขาวจะไม่เกิน 1 เมตร การก่อสร้างจะต้องใช้วัสดุที่มีมวลเท่ากับดวงจันทร์โดยประมาณ
บางทีหลังจากนั้นไม่นาน นักวิทยาศาสตร์ก็จะสรุปได้ว่าทรงกลม Dyson เป็นโครงสร้างที่ไม่จำเป็นหรือซับซ้อนเกินไป อย่างไรก็ตาม การค้นหาการออกแบบสมมุติยังคงดำเนินต่อไป พูดได้อย่างปลอดภัยว่าความคิดดังกล่าวจะเกิดขึ้นในอนาคต เนื่องจากมนุษยชาติจะไม่หยุดพยายามค้นหาพี่น้องในใจในห้วงอวกาศที่กว้างใหญ่
