كرة دايسون

عرض ثلاثي الأبعاد لكرة دايسون باستخدام لوحات كبيرة تدور في مدارات

كرة دايسون Dyson sphere هي هيكل ضخم افتراضية تشمل نجماً بالكامل وتلتقط نسبة كبيرة من ناتجها من الطاقة. المفهوم عبارة عن تجربة فكرية تحاول شرح كيفية تلبية حضارة رحلات الفضاء لمتطلباتها من الطاقة بمجرد أن تتجاوز هذه المتطلبات ما يمكن إنشاؤه من موارد كوكب الأرض وحدها. يصل جزء ضئيل فقط من انبعاثات طاقة النجم إلى سطح أي كوكب دوار. إن الهياكل التي تحيط بالنجم ستمكن الحضارة من حصد المزيد من الطاقة.

أول وصف معاصر للهيكل كان بواسطة أولاف ستيپلدن في روايته للخيال العلمي صانع النجوم (1937)، والتي وصف فيها "كل نظام شمسي ... محاط بضباب من إعاقات ضوئية، والتي تركز على الطاقة الشمسية الخارجة للاستخدام الذكي."[1]تم نشر هذا المفهوم لاحقاً بواسطة فريمن دايسون في بحثه عام 1960 بعنوان "البحث عن مصادر نجمية اصطناعية لـ الأشعة تحت الحمراء."[2] تكهن دايسون بأن مثل هذه الهياكل ستكون النتيجة المنطقية لاحتياجات الطاقة المتصاعدة للحضارة التكنولوجية وستكون ضرورية لبقائها على المدى الطويل. اقترح أن البحث عن مثل هذه الهياكل يمكن أن يؤدي إلى اكتشاف حياة خارج الأرض متقدمة وذكية. تتوافق الأنواع المختلفة من كرات دايسون وقدرتها على جمع الطاقة مع مستويات التقدم التكنولوجي على مقياس كارداشيڤ.

منذ ذلك الحين، تم اقتراح تصميمات مختلفة أخرى تتضمن بناء هيكل صناعي أو سلسلة من الهياكل لتشمل نجماً في الهندسة الاستكشافية أو تم وصفها في الخيال العلمي تحت اسم "كرة دايسون". لم تقتصر هذه المقترحات اللاحقة على محطات الطاقة الشمسية، حيث اشتمل العديد منها على عناصر سكنية أو صناعية. تصف معظم الصور الخيالية هيكل المادة الخارجي الصلب الذي يحيط بنجم ما، والذي اعتبره دايسون نفسه البديل الأقل قبولًا للفكرة. في مايو 2013، في ندوة Starship Century في سان دييگو، كرر دايسون تعليقاته بأنه تمنى ألا يكون المفهوم قد تم تسميته باسمه.[3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

أصل المفهوم

انظر أيضاً: Energy development
فريمن دايسون في 2005

كان مفهوم كرة دايسون نتيجة تجربة فكرية من قبل الفيزيائي والرياضياتي فريمن دايسون، عندما افترض أن جميع الحضارات التكنولوجية زادت باستمرار طلبها على الطاقة. ورأى أنه إذا توسعت الحضارة الإنسانية في طلب الطاقة لفترة كافية، فسيأتي وقت تطالب فيه بإنتاج الطاقة الكلي من الشمس. اقترح نظاماً للهياكل المدارية (التي أشار إليها في البداية باسم هيكل خارجي) مصممة لاعتراض وتجميع كل الطاقة التي تنتجها الشمس. لم يوضح اقتراح دايسون كيفية بناء مثل هذا النظام، لكنه ركز فقط على قضايا تجميع الطاقة، على أساس أن مثل هذا الهيكل يمكن تمييزه بطيف انبعاثه غير العادي مقارنة بالنجم. تنسب ورقته البحثية التي صدرت عام 1960 بعنوان "البحث عن المصادر النجمية الاصطناعية للإشعاع تحت الأحمر"، والتي نُشرت في مجلة ساينس، إلى كونها أول من أضفى الطابع الاصطلاحي على مفهوم كرة دايسون.[2]

ومع ذلك، لم يكن دايسون أول من طرح هذه الفكرة. كان مستوحى من رواية الخيال العلمي عام 1937 بعنوان صانع النجوم،[4] بواسطة أولاف ستيپلدن، وربما من خلال أعمال جيه. دي. برنال.[5]


دراسة الجدوى

على الرغم من أن مثل هذه الهياكل العملاقة ممكنة من الناحية النظرية، إلا أن بناء نظام مستقر لمجال دايسون يتجاوز حالياً القدرة الهندسية البشرية. يتجاوز عدد المراكب المطلوبة للحصول على كرة دايسون كاملة ونقلها وصيانتها القدرات الصناعية الحالية. دعا جورج دڤورسكي إلى استخدام الروبوتات ذاتية التناسخ للتغلب على هذا القيد على المدى القريب نسبياً.[6] اقترح البعض أنه يمكن بناء مثل هذه الموطن حول نجم القزم الأبيض[7]وحتى النجوم النباضة.[8]

المتغيرات

في الروايات الخيالية العلمية، غالباً ما يتم تفسير مفهوم كرة دايسون على أنه كرة جوفاء اصطناعية من المادة حول النجم. يعتمد هذا التصور على تفسير حرفي لورقة دايسون القصيرة الأصلية التي تقدم المفهوم. ورداً على الرسائل التي طلبتها بعض الأوراق، أجاب دايسون، "إن وجود قشرة خارجية صلبة أو حلقة تحيط بالنجم مستحيلة ميكانيكياً. يتكون شكل "المحيط الحيوي" الذي تخيلته من مجموعة فضفاضة أو سرب من الأشياء التي تتنقل في مدارات مستقلة حول النجم."[9]

سرب دايسون

حلقة دايسون - أبسط أشكال مجموعة دايسون - على نطاق واسع. المدار هو 1 AU في دائرة نصف قطرها، وقطر المجمعات 1.0×107 كيلومتر (10 Gm أو ≈25 ضعف مسافة الأرض-القمر)، متباعدة بمقدار 3 درجات من المركز إلى المركز حول الدائرة المدارية.
ترتيب بسيط نسبياً لحلقات دايسون المتعددة من النوع الموضح في الصورة أعلاه، لتشكيل سرب دايسون أكثر تعقيداً. تباعد أنصاف الأقطار المدارية للحلقات بمقدار 1.5×107 كم فيما يتعلق ببعضها البعض، لكن متوسط نصف قطر المدار لا يزال 1 AU. تدور الحلقات بمقدار 15 درجة بالنسبة لبعضها البعض، حول محور دوران مشترك.

البديل الأقرب لمفهوم دايسون الأصلي هو "سرب دايسون". يتكون من عدد كبير من التركيبات المستقلة (عادةً ساتل للطاقة الشمسية و مواطن الفضاء) تدور في تكوين كثيف حول النجم. نهج البناء هذا له مزايا: يمكن تحديد حجم المكونات بشكل مناسب، ويمكن بناؤها بشكل تدريجي.[10] يمكن استخدام أشكال مختلفة من نقل الطاقة لاسلكياً لنقل الطاقة بين مكونات السرب والكوكب.

من شأن العيوب الناتجة عن طبيعة ميكانيكا المدارات أن تجعل ترتيب مدارات السرب معقداً للغاية. أبسط مثل هذا الترتيب هو حلقة دايسون، حيث تشترك كل هذه الهياكل في نفس المدار. الأنماط الأكثر تعقيداً مع المزيد من الحلقات من شأنها أن تعترض المزيد من ناتج النجم، ولكنها قد تؤدي إلى تحجب بعض التركيبات عن بعضها البعض بشكل دوري عندما تتداخل مداراتها.[11] هناك مشكلة محتملة أخرى وهي أن الخسارة المتزايدة للاستقرار المداري عند إضافة المزيد من العناصر تزيد من احتمال حدوث اضطرابات مدارية.

مثل هذه السحابة من المجمعات ستغير الضوء المنبعث من النظام النجمي (انظر أدناه). ومع ذلك، فإن الاضطراب مقارنةً بالطيف المنبعث الطبيعي الإجمالي للنجم من المرجح أن يكون أصغر من أن يلاحظه علماء الفلك الموجودون على الأرض.[2]

فقاعة دايسون

فقاعة دايسون: ترتيب ستاتيات حول نجم، في نمط غير مداري. طالما أن القمر الصناعي لديه خط رؤية غير محجوب لنجمه، فيمكنه أن يحوم في أي نقطة في الفضاء بالقرب من نجمه. هذا الترتيب البسيط نسبياً هو واحد فقط من عدد لا حصر له من تكوينات الستاتيت المحتملة، ويُقصد به على النقيض من سرب دايسون فقط. تم تصوير الستاتيتس بنفس حجم المجمعات المصورة أعلاه، ومرتبة على مسافة موحدة 1 AU من النجم.

النوع الثاني من كرة دايسون هو "فقاعة دايسون". سيكون مشابهاً لسرب دايسون، المكون من العديد من التركيبات المستقلة وبالمثل يمكن بناؤه بشكل تدريجي.

على عكس سرب دايسون، فإن التركيبات المكونة له ليست في مدار حول النجم، ولكنها ستكون ستاتيت - أقمار صناعية معلقة باستخدام أشرعة ضوئية هائلة باستخدام ضغط الإشعاع لمقاومة جاذبية النجم. مثل هذه التركيبات لن تكون في خطر الاصطدام أو خسوف بعضها البعض ؛ ستكون ثابتة تماماً فيما يتعلق بالنجم، ومستقلة عن بعضها البعض. لأن نسبة ضغط الإشعاع إلى قوة الجاذبية من النجم ثابتة بغض النظر عن المسافة (بشرط أن يكون للقمر الصناعي خط رؤية غير معاق لسطح نجمه[12])، يمكن أن تختلف هذه السواتل أيضاً عن بُعدها عن نجمها المركزي.

التطبيق العملي لهذا النهج موضع تساؤل في علم المواد الحديث، ولكن لا يمكن استبعاده بعد. أن وجود ساتل عاكس بنسبة 100٪ منتشر حول الشمس سيكون له كثافة إجمالي قدره 0.78 جرام لكل متر مربع من الشراع.[13] لتوضيح الكتلة المنخفضة للمواد المطلوبة، ضع في اعتبارك أن الكتلة الإجمالية لفقاعة من هذه المادة 1 AU في نصف قطرها سيكون حوالي 2.17×1020 kg، وهي نفس كتلة الكويكب تقريباً پالاس.[14] توضيح آخر: تبلغ كثافة ورق الطباعة العادي حوالي 80 g/m2.

لم يتم إنتاج مثل هذه المواد في شكل شراع ضوئي عامل. أخف مادة شراع ضوئي من ألياف الكربون التي يتم إنتاجها حالياً لها كثافة - بدون حمولة - تبلغ 3 g/m2، أو ما يقرب من أربعة أضعاف ثقل ما هو مطلوب بناء ستاتيت شمسي.[15]

ورقة واحدة من الگرافين، الشكل ثنائي الأبعاد للكربون، بكثافة 0.37 مليگرام لكل متر مربع،[16]صنع ورقة مفردة من الگرافين ربما تكون فعالة مثل الشراع الشمسي. ومع ذلك، اعتباراً من عام 2015، لم يتم تصنيع الگرافين في صفائح كبيرة، ولديه معدل امتصاص إشعاعي مرتفع نسبياً، حوالي 2.3٪ (أي مازال حوالي 97.7٪ سيتم نقلها).[17][18] بالنسبة للترددات في النطاق GHz العلوي والسفلي THz، فإن معدل الامتصاص يصل إلى 50-100٪ بسبب انحياز الجهد و / أو المنشطات.[17][18]

أنابيب الكربون النانوية فائقة الخفة المتشابكة من خلال تقنيات التصنيع الجزيئي لها كثافة تتراوح بين 1.3 g/m2 إلى 1.4 g/m2. بحلول الوقت الذي تكون فيه الحضارة جاهزة لاستخدام هذه التقنية، قد يكون تصنيع الأنبوب النانوي الكربوني محسناً بما يكفي لجعلها أقل كثافة من 0.7 g/m2، و متوسط كثافة الشراع باستخدام معدات الرفع قد يظل 0.3 g/m2 (يتطلب الشراع الضوئي " مستقر الدوران" كتلة إضافية صغيرة في معدات الرفع). إذا كان بالإمكان بناء مثل هذا الشراع عند الكثافة المساحية، فإن موطن الفضاء بحجم أسطوانة أونيل المقترحة من [[L5 Society] - 500 km2، مع مساحة تتسع لأكثر من 1 مليون نسمة، بكتلة 2.72×109 kg (3×106 طن - يمكن دعمها بشراع ضوئي دائري يبلغ قطره 3,000 km، مع كتلة شراع / موطن مجتمعة 5.4×109kg.[19] للمقارنة، هذا أصغر قليلاً من قطر قمر المشتري أوروپا (على الرغم من أن الشراع عبارة عن قرص مسطح، وليس كروي)، أو المسافة بين سان فرانسسكو و كانزس سيتي. ومع ذلك، سيكون لمثل هذا الهيكل كتلة أقل بكثير من العديد من الكويكبات. على الرغم من أن بناء مثل هذه الدولة الضخمة الصالحة للسكن سيكون مهمة ضخمة، وعلم المواد المطلوب وراءه هو مرحلة أولية، إلا أن هناك أعمال هندسية أخرى ومواد مطلوبة مقترحة في متغيرات أخرى لكرة دايسون.

من الناحية النظرية، إذا تم إنشاء عدد كافٍ من السواتل ونشرها حول نجمهم، فإنهم سيؤلفون نسخة غير صلبة من قشرة دايسون المذكورة أدناه. لن تعاني مثل هذه القذيفة من عيوب الضغط الانضغاطي الهائل، ولا متطلبات الكتلة لمثل هذه القذيفة عالية مثل الشكل الصلب. ومع ذلك، سيكون لمثل هذه القذيفة نفس الخصائص الضوئية والحرارية مثل الشكل الصلب، ويمكن للباحثين اكتشافها بطريقة مماثلة (انظر أدناه).

قشرة دايسون الخارجية

رسم تخطيطي مع قطع خارجي قشرة دايسون الخارجية المثالية، وهو متغير عن مفهوم دايسون الأصلي، بنصف قطر 1 AU

إن متغير كرة دايسون في أغلب الأحيان المصور في الخيال هو "قشرة دايسون الخارجية": غلاف صلب موحد من المادة حول النجم.[20] مثل هذا الهيكل من شأنه أن يغير تماماً انبعاثات النجم المركزي، وسوف يعترض 100 ٪ من ناتج طاقة النجم. مثل هذا الهيكل من شأنه أن يوفر أيضاً سطحاً هائلاً يمكن استخدامه في التصور للسكن، إذا كان من الممكن جعل السطح صالحاً للسكن.

قشرة كرة دايسون الكروية في النظام الشمسي بنصف قطر وحدة فلكية واحدة، بحيث يتلقى السطح الداخلي نفس القدر من ضوء الشمس مثل الأرض لكل وحدة زاوية مجسمة، سيكون لها مساحة سطحية حوالي 2.8×1017 km2 (1.1×1017 sq mi)، أو حوالي 550 مليون ضعف مساحة سطح الأرض. هذا من شأنه أن يعترض 384.6 يوتاواط (3.846 × 1026 واط)[21] من انتاج الشمس. ستُعترض التصميمات غير القشرية بشكل أقل، لكن متغير الغلاف يمثل أقصى طاقة ممكنة تم التقاطها للنظام الشمسي في هذه المرحلة من تطور الشمس.[20]هذا ما يقرب من 33 تريليون ضعف استهلاك الطاقة للبشرية في عام 1998، والذي كان 12 تيراواط.[22]

هناك العديد من الصعوبات النظرية الجادة في متغير القشرة الخارجية لكرة دايسون:

مثل هذه القشرة الخارجية لن يكون لها تفاعل جاذبية صافٍ مع نجمها المتعرج (انظر مبرهنة شل)، ويمكن أن تنجرف فيما يتعلق بالنجم المركزي. إذا لم يتم تصحيح مثل هذه الحركات، فقد تؤدي في النهاية إلى تصادم بين الكرة والنجم - على الأرجح بنتائج كارثية. قد تحتاج مثل هذه الهياكل إما إلى شكل من أشكال الدفع لمواجهة أي انجراف، أو طريقة ما لصد سطح الكرة بعيداً عن النجم.[13]

لنفس السبب، لن يكون لمثل هذه القشرة الخارجية تفاعل جاذبية صافٍ مع أي شيء آخر بداخلها. لن تنجذب محتويات أي محيط حيوي موضوعة على السطح الداخلي لقذيفة دايسون إلى سطح الكرة وستسقط ببساطة في النجم. لقد تم اقتراح أنه يمكن احتواء الغلاف الحيوي بين كرتين متحدة المركز، موضوعة على الجزء الداخلي من كرة دوارة (في هذه الحالة، تكون قوة "الجاذبية" الاصطناعية متعامدة مع محور الدوران، مما يتسبب في وضع كل المواد في الداخل للكرة التي تتجمع حول خط الاستواء، مما يجعل الكرة بشكل فعال حلقة نيڤن لأغراض الاستيطان، ولكنها لا تزال فعالة تماماً كمجمع للطاقة المشعة) أو توضع على السطح الخارجي للكرة حيث سيتم الاحتفاظ بها في مكان من خلال جاذبية النجم.[23][24]في مثل هذه الحالات، يجب ابتكار شكل من أشكال الإضاءة، أو جعل الكرة شفافة جزئياً على الأقل، لأن ضوء النجم سيكون مخفياً تماماً بخلاف ذلك.[25]

إذا افترضنا أن نصف قطر يبلغ 1  AU، فإن قوة الانضغاط للمادة المكونة للكرة يجب أن تكون هائلة لمنع الانفجار الداخلي بسبب جاذبية النجم. يمكن اعتبار أي نقطة تم اختيارها عشوائياً على سطح الكرة تحت ضغط قاعدة القبة 1 AU في الارتفاع تحت جاذبية الشمس في تلك المسافة. في الواقع، يمكن اعتباره أساساً لعدد لا حصر له من القباب المختارة بشكل عشوائي، ولكن نظراً لأن الكثير من القوة من أي قبة عشوائية واحدة يتم مواجهتها من قبل تلك الخاصة بقبة أخرى، فإن القوة الصافية في تلك النقطة هائلة، ولكنها محدودة. لا توجد مادة معروفة أو نظرية تكون قوية بما يكفي لتحمل هذا الضغط، وتشكيل كرة ثابتة جامدة حول النجم.[26] اقترح پول بيرتش (فيما يتعلق بإنشاءات "سوپرا جوپيتر" الأصغر حول كوكب كبير بدلاً من نجم) أنه قد يكون من الممكن دعم قشرة دايسون بوسائل ديناميكية على غرار تلك المستخدمة في النافورة الفضائية.[27]الكتل التي تتحرك في مسارات دائرية داخل الكرة، بسرعات أكبر بكثير من السرعة المدارية، تضغط للخارج على محمل مغناطيسي بسبب قوة الطرد المركزي. بالنسبة لقشرة دايسون الخارجية ذات نصف قطر 1 AU حول نجم له نفس كتلة الشمس، فإن الكتلة التي تنتقل عشرة أضعاف السرعة المدارية (297.9 km/s)) ستدعم 99 (a = v2/r) مضروباً في كتلته في بنية قشرة إضافية.

أيضاً إذا افترضنا أن نصف قطر يبلغ 1 AU، فقد لا تكون هناك مواد بناء كافية في النظام الشمسي لإنشاء غلاف دايسون. يقدر آندرس ساندبرگ أن هناك 1.82×1026 كجم من مواد البناء سهلة الاستخدام في النظام الشمسي، وهو ما يكفي لقشرة AU ذات كتلة تبلغ 600 kg/m2—سماكة حوالي 8-20 سم في المتوسط، اعتماداً على كثافة المادة. وهذا يشمل النوى التي يصعب الوصول إليها لعمالقة الغاز؛ توفر الكواكب الداخلية وحدها 11.79×1024 kg، وهو ما يكفي لقذيفة AU ذات كتلة تبلغ 42 kg/m2.[14]

قد تكون القشرة عرضة لتأثيرات الأجسام البين نجمية، مثل المذنبات و النيازك والمواد الموجودة في الفضاء الخارجي التي تنحرف حالياً بفعل صدمة الشمس القوسية . الغلاف الشمسي، وأي حماية يوفرها نظرياً، ستنقطع عن الوجود.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

أنواع أخرى

شبكة دايسون

الاحتمال الآخر هو "شبكة دايسون"، وهي شبكة من الأسلاك معلقة حول النجم والتي يمكن أن تحتوي على وحدات تجميع طاقة أو حرارة معلقة بين الأسلاك. تقلل شبكة دايسون إلى حالة خاصة من قشرة أو فقاعة دايسون، اعتماداً على كيفية دعم الأسلاك ضد جاذبية الشمس.

العالم الفقاعي

العالم الفقاعي هو بناء اصطناعي يتكون من غلاف من فضاء معيشي حول كرة من غاز الهيدروجين. تحتوي القشرة على هواء، وأشخاص، ومنازل، وأثاث، وما إلى ذلك. تم وضع الفكرة للإجابة على السؤال، "ما هي أكبر مستعمرة فضائية يمكن بناؤها?"[28] ومع ذلك، فإن معظم الحجم غير صالح للسكن ولا يوجد مصدر للطاقة.

من الناحية النظرية، يمكن تطويق أي عملاق غازي في غلاف صلب؛ عند نصف قطر معين، ستكون جاذبية السطح أرضية، ويمكن توفير الطاقة من خلال التقاط الطاقة الحرارية للكوكب.[28] تم استكشاف هذا المفهوم بشكل محيطي في رواية آكشلراندو (والقصة القصيرة كيوريتور، والتي تم دمجها في الرواية كفصل) بقلم تشارلز ستروس، حيث يتم تحويل زحل إلى عالم صالح للسكن البشري.

المحرك النجمي

المحركات النجمية هي فئة من الهياكل الضخمة الافتراضية التي تهدف إلى استخراج طاقة مفيدة من النجم، أحياناً لأغراض محددة. على سبيل المثال، يستخرج دماغ ماتريوشكا الطاقة لأغراض الحساب؛ تستخرج دافعات شكادوڤ الطاقة لأغراض الدفع. تستند بعض تصميمات المحركات النجمية المقترحة إلى كرة دايسون.[29]

يمكن أن يكون الثقب الأسود مصدر الطاقة بدلاً من النجم من أجل زيادة كفاءة تحويل المادة إلى طاقة. سيكون الثقب الأسود أيضاً أصغر من النجم. سيؤدي ذلك إلى تقليل مسافات الاتصال التي ستكون مهمة للمجتمعات القائمة على الحاسب مثل تلك الموضحة أعلاه.[28]

البحث عن الهياكل الضخمة

في ورقة دايسون البحثية الأصلية، تكهن أن الحضارات المتقدمة بما فيه الكفاية خارج كوكب الأرض ستتبع على الأرجح نمطاً مشابهاً لاستهلاك الطاقة لنمط البشر، وستقوم في النهاية ببناء كرتها الخاص بهواة الجمع. إن بناء مثل هذا النظام سيجعل مثل هذه الحضارة من النوع الثاني من حضارة كارداشيڤ.[30]

إن وجود مثل هذا النظام من المجمعين سيغير الضوء المنبعث من النظام النجمي. سوف يمتص جامعو الطاقة ويعيدون نشرها من النجم. [2] سيتم تحديد الطول الموجي للإشعاع المنبعث من المجمعين بواسطة أطياف الانبعاث للمواد المكونة لهم، ودرجة حرارة المجمعات. لأنه يبدو على الأرجح أن هذه المجمعات تتكون من عناصر ثقيلة لا توجد عادة في أطياف الانبعاث لنجمها المركزي - أو على الأقل لا تشع الضوء في مثل هذه الطاقات "المنخفضة" نسبياً مقارنة بما ستصدره على أنها خالية من الطاقة نوى في الغلاف الجوي النجمي - سيكون هناك أطوال موجية غير نمطية من الضوء لـ النمط الطيفي للنجم في طيف الضوء المنبعث من النظام النجمي. إذا كانت النسبة المئوية لمخرجات النجم التي تمت تصفيتها أو تحويلها بهذه الطريقة الامتصاص والإشعاع كبيرة، فيمكن اكتشافها على مسافات بين النجوم.[2]

بالنظر إلى كمية الطاقة المتاحة لكل متر مربع على مسافة 1 AU من الشمس، فمن الممكن حساب أن معظم المواد المعروفة هي إعادة إشعاع الطاقة في جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي. وهكذا، فإن كرة دايسون، التي أنشأتها أشكال حياة لا تختلف عن البشر، الذين سكنوا بالقرب من نجم شبيه بالشمس، مصنوع من مواد مشابهة لتلك المتاحة للبشر، من المرجح أن يتسبب في زيادة كمية الأشعة تحت الحمراء في الطيف المنبعث من النظام النجمي. ومن ثم، اختار دايسون عنوان "البحث عن المصادر النجمية الاصطناعية للإشعاع تحت الأحمر" لورقته البحثية المنشورة.[2]

تبنت SETI هذه الافتراضات في بحثها، بحثاً عن أطياف "الأشعة تحت الحمراء الثقيلة" من النظائر الشمسية. اعتبارا من 2005أجرت فرمي‌لاب مسح مستمر لمثل هذه الأطياف من خلال تحليل البيانات من الساتل الفلكي بالأشعة تحت الحمراء (IRAS).[31][استشهاد ناقص][32] يتطلب تحديد أحد مصادر الأشعة تحت الحمراء العديدة على أنه كرة دايسون تقنيات محسّنة للتمييز بين كرة دايسون والمصادر الطبيعية.[33]اكتشفت فرمي‌لاب 17 مرشحاً محتملاً "غامضاً"، تم تسمية أربعة منهم بأنهم "ممتعون ولكن لا يزالون موضع تساؤل".[34][استشهاد ناقص] وقد أسفرت عمليات البحث الأخرى أيضاً عن عدة مرشحين، لكنهم، مع ذلك، غير مؤكدين.[35][36][37]

في 14 أكتوبر 2015، اكتشف علماء مواطنون صيادو الكواكب تقلبات ضوء غير عادية للنجم KIC 8462852، تم التقاطها بواسطة تلسكوب كپلر الفضائي. أطلق على النجمة لقب "نجمة تابي" نسبة إلى [[تابثا إس. بوياجيان] - المؤلفة الرئيسية للدراسة الأولية. أثارت هذه الظاهرة التكهنات باحتمال اكتشاف كرة دايسون.[38][39]أظهر التحليل الإضافي المستند إلى البيانات حتى نهاية عام 2017 التعتيم المعتمد على الطول الموجي المتسق مع الغبار ولكن ليس كائناً معتماً مثل بنية عملاقة غريبة، والتي من شأنها أن تمنع جميع الأطوال الموجية للضوء بشكل متساوٍ.[40][41]

في الخيال

المقالة الرئيسية: Dyson spheres in popular culture

نشأت كرة دايسون في الخيال،[42][43] وهو مفهوم ظهر كثيراً في الخيال العلمي منذ ذلك الحين. في الروايات الخيالية، غالباً ما تُصوَّر كرات دايسون على أنها "قشرة دايسون الخارجية" مع تجاهل صعوبات الجاذبية والهندسة لهذا النوع المشار إليه أعلاه إلى حد كبير.[20]

انظر أيضاً

المراجع

  1. ^ Tate, Karl. "Dyson Spheres: How Advanced Alien Civilizations Would Conquer the Galaxy". space.com. Retrieved January 14, 2014.
  2. ^ أ ب ت ث ج ح Freemann J. Dyson (1960). "Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation". Science. 131 (3414): 1667–1668. Bibcode:1960Sci...131.1667D. doi:10.1126/science.131.3414.1667. PMID 17780673. S2CID 3195432.
  3. ^ "STARSHIP CENTURY SYMPOSIUM, MAY 21 - 22, 2013". 7 July 2013. Archived from the original on 7 July 2013. Retrieved 31 August 2017.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  4. ^ Dyson, Freeman (1979). Disturbing the Universe. Basic Books. p. 211. ISBN 978-0-465-01677-8. Some science fiction writers have wrongly given me the credit of inventing the artificial biosphere. In fact, I took the idea from Olaf Stapledon, one of their own colleagues
  5. ^ Sandberg, Anders (2012-01-02). "Dyson FAQ". Stockholm, Sweden. § 3. Was Dyson First?. Archived from the original on 2012-11-21. Retrieved 2015-04-23.
  6. ^ Dvorsky, George (2012-03-20). "How to build a Dyson sphere in five (relatively) easy steps". Retrieved 2016-10-07.
  7. ^ قالب:Cite arxiv
  8. ^ Osmanov, Z. (2015). "On the search for artificial Dyson-like structures around pulsars". Int. J. Astrobiol. 15 (2): 127–132. arXiv:1505.05131. Bibcode:2016IJAsB..15..127O. doi:10.1017/S1473550415000257. S2CID 13242388.
  9. ^ F. J. Dyson, J. Maddox, P. Anderson, E. A. Sloane (1960). "Letters and Response, Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation". Science. 132 (3421): 250–253. doi:10.1126/science.132.3421.252-a. PMID 17748945.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  10. ^ "Dyson FAQ: Can a Dyson sphere be built using realistic technology?". Retrieved 2006-09-01.
  11. ^ "Some Sketches of Dyson Spheres". Retrieved 2007-10-06.
  12. ^ "Sunlight Exerts Pressure". Retrieved 2006-03-02.
  13. ^ أ ب "Dyson Sphere FAQ: Is a Dyson sphere stable?". Retrieved 2007-10-06.
  14. ^ أ ب Sandberg, Anders. "Is there enough matter in the Solar System to build a Dyson shell?". Dyson Sphere FAQ. Retrieved 2006-08-13.
  15. ^ Clark, Greg (2000). "SPACE.com Exclusive: Breakthrough In Solar Sail Technology". Space.com. Archived from the original on 2006-01-14. Retrieved 2006-03-02.
  16. ^ Kakran, Mitali (2011), "Graphene: The New Wonder Material!!!" (PDF), IET present around the world, http://conferences.theiet.org/patw/-documents/mitali-kakran-slides.cfm, retrieved on 2013-03-23 
  17. ^ أ ب "Graphene properties". www.graphene-battery.net. 2014-05-29. Retrieved 2014-11-28.
  18. ^ أ ب قالب:Cite arxiv
  19. ^ Dinkin, Sam (2006). "The Space Review: The high risk frontier". Thespacereview.com. Retrieved 2006-03-18.
  20. ^ أ ب ت "Dyson FAQ: What is a Dyson Sphere?". Retrieved 2007-07-26.
  21. ^ "NASA Sun Fact Sheet". Retrieved 2011-08-21.
  22. ^ "Order of Magnitude Morality". Retrieved 2007-10-06.
  23. ^ Drashner, Todd; Steve Bowers; Mike Parisi; M. Alan Kazlev. "Dyson Sphere". Orion's Arm. Archived from the original on October 7, 2007. Retrieved 2007-10-07.
  24. ^ Badescu, Viorel; Richard B. Cathcart. "Space travel with solar power and a dyson sphere". Astronomy Today. Retrieved 2007-10-07.
  25. ^ "Fermi Conclusions". Archived from the original on 2007-09-23. Retrieved 2007-10-06.
  26. ^ "Dyson FAQ: How strong does a rigid Dyson shell need to be?". Retrieved 2006-03-08.
  27. ^ Search WaybackMachine for the 14th of June 2011 copy of {{cite web |url=http://www.paulbirch.net/SupramundanePlanets.zip |title=Archived copy |access-date=2006-03-02 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20060627074700/http://www.paulbirch.net/SupramundanePlanets.zip |archive-date=2006-06-27 }}
  28. ^ أ ب ت Sandberg, Anders. "Other Dyson Sphere-Like Concepts". Dyson Sphere FAQ. Retrieved 2006-08-13.
  29. ^ "Stellar engine". The Internet Encyclopedia of Science. Retrieved 2007-10-08.
  30. ^ Kardashev, Nikolai. "On the Inevitability and the Possible Structures of Supercivilizations", The search for extraterrestrial life: Recent developments; Proceedings of the Symposium, Boston, MA, June 18–21, 1984 (A86-38126 17–88). Dordrecht, D. Reidel Publishing Co., 1985, p. 497–504.
  31. ^ Carrigan, D. (2006). "Fermilab Dyson Sphere search program". Archived from the original on 2006-03-06. Retrieved 2006-03-02.
  32. ^ Shostak, Seth (Spring 2009). "When Will We Find the Extraterrestrials?" (PDF). Engineering & Science. 72 (1): 12–21. ISSN 0013-7812. Archived from the original (PDF) on 2015-04-15.
  33. ^ Carrigan, Richard; Dyson, Freeman J. (2009-05-15). "Dyson sphere at Scholarpedia". Scholarpedia. 4 (5): 6647. doi:10.4249/scholarpedia.6647.
  34. ^ Carrigan, D. (2012). "Fermilab Dyson Sphere search program". Archived from the original on 2006-03-06. Retrieved 2012-01-15.
  35. ^ Dick Carrigan (2010-12-16). "Dyson Sphere Searches". Home.fnal.gov. Retrieved 2012-06-12.
  36. ^ Billings, Lee. "Alien Supercivilizations Absent from 100,000 Nearby Galaxies". Retrieved 31 August 2017.
  37. ^ "Infra digging: Looking for aliens: The search for extraterrestrials goes intergalactic". The Economist. 2015-04-18. Retrieved 2015-04-19. Fifty [galaxies] were red enough to be hosting aliens gobbling up half or more of their starlight.
  38. ^ Andersen, Ross (13 October 2015). "The Most Mysterious Star in Our Galaxy". The Atlantic. Retrieved 13 October 2015.
  39. ^ Williams, Lee (15 October 2015). "Astronomers may have found giant alien 'megastructures' orbiting star near the Milky Way". The Independent. Retrieved 15 October 2015.
  40. ^ Boyajian, Tabetha S.; et al. (2018). "The First Post-Kepler Brightness Dips of KIC 8462852". The Astrophysical Journal. 853 (1). L8. arXiv:1801.00732. Bibcode:2018ApJ...853L...8B. doi:10.3847/2041-8213/aaa405. S2CID 215751718.{{cite journal}}: CS1 maint: unflagged free DOI (link)
  41. ^ Drake, Nadia (3 January 2018). "Mystery of 'Alien Megastructure' Star Has Been Cracked". National Geographic. Retrieved 4 January 2018.
  42. ^ Olaf Stapledon. Star Maker
  43. ^ J. D. Bernal, The World, the Flesh & the Devil: An Enquiry into the Future of the Three Enemies of the Rational Soul

وصلات خارجية

شعار قاموس المعرفة.png

قالب:Memory Alpha

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=كرة_دايسون&oldid=2938984"