Черная дыра может быть источником энергии для инопланетных цивилизаций

Гипотетические сферы Дайсона, в центре которых находится черная дыра, могут давать в миллион раз больше энергии, чем те, что построены вокруг обычных звезд, говорится в новом исследовании.

Одна из самых фундаментальных загадок, стоящих перед человечеством, – одиноки ли мы во Вселенной. В настоящее время предпринимается множество попыток ответить на этот вопрос, начиная от поиска микробных окаменелостей на Марсе и заканчивая рассуждениями о технологических следах, которые могли бы оставить развитые инопланетные цивилизации в космических дебрях.

Теперь исследователи во главе с Тайгером Ю-Ян Сяо, астрономом из Национального университета Цинхуа на Тайване, предложили совершенно дикую новую идею для помощи в поисках внеземного разума: поиск признаков сфер Дайсона, типа гипотетической инопланетной мегаструктуры, вокруг черных дыр.

Сферы Дайсона обычно представляются как передовые электростанции, которые окружают звезды и собирают их огромную энергию для каких-то целей, например, для питания чрезвычайно мощного компьютера. Но новая гипотеза, предложенная Сяо и его коллегами, переворачивает “идею сферы Дайсона наизнанку”, предлагая “инверсную сферу Дайсона”, или IDS, которая питается энергией “холодного солнца”, или черной дыры. Результаты исследования недавно опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“В целом, черная дыра может быть перспективным  и более эффективным источником, чем звезда главной последовательности“, – заявила команда Сяо в своей работе, отметив, что черные дыры потенциально могут производить в 100 000 – миллион раз больше энергии, чем звезды. Исследователи также добавили, что отработанное тепло от IDS может быть “обнаружено нашими современными телескопами”, включая космический телескоп Хаббла. 

Идея получения световой энергии из объектов, которые, как известно, уничтожают свет – отсюда и название “черная дыра” – может показаться нелогичной. Ничто, проходящее за горизонт событий черной дыры, никогда не может выйти обратно, включая свет, что делает подавляющее большинство этих экстремальных объектов невидимыми для обычных телескопов. 

Однако взаимодействия, происходящие за горизонтом событий, могут порождать одни из самых взрывных и ярких световых шоу во Вселенной. Например, газообразный материал, попадающий в гравитационные лапы черной дыры, имеет тенденцию накапливаться в диске, окружающем горизонт событий, где приливные силы нагревают его до необычайных температур. Иногда в центре этих дисков образуется сверхгорячая “корона”, или падающий материал выбрасывается обратно в космос в виде плазменных струй, летящих со скоростью, близкой к световой.  

черная дыра

Сяо и его коллеги смоделировали потенциальный выход энергии, которую вероятно можно получить из каждого из этих источников – аккреционного диска, короны и релятивистских струй – наряду с несколькими другими радиационными процессами вокруг черных дыр. Исследователи также приняли во внимание огромный диапазон масс этих объектов, и предположили, что IDS-подобные структуры вокруг черных дыр могут быть примерно в пять – 20 раз массивнее Солнца, вплоть до сверхмассивных черных дыр, подобных той, что находится в центре нашего Млечного Пути и оценивается в четыре миллиона солнечных масс. 

Черные дыры – опасные и изменчивые объекты, и авторы ясно дают понять, что создание IDS было бы очень проблемным с точки зрения дизайна и безопасности. Сегодня не существует известного металла, который мог бы выдержать высокие температуры дисков и струй, поэтому инопланетным цивилизациям пришлось бы использовать сверхпродвинутые технологии для получения энергии из этих объектов.

“В этом исследовании мы обсуждаем только цивилизации, которые родились и выросли у других звезд, – заявили в своем исследовании Сяо и его соавторы. – Мы предполагаем, что такие цивилизации могут собирать энергию дистанционно или обращаться с источником энергии как с электростанцией, а не жить вокруг черной дыры, где условия очень жесткие и суровые. Поэтому на протяжении всей работы мы даже не задумывались, подходят ли температура и гравитация наших конфигураций для жизни. Это не зона обитания, а, скорее, промышленная зона”. 

С этой оговоркой, результаты работы команды позволяют предположить, что IDS, построенная вокруг черных дыр, может удовлетворить энергетические потребности развитой инопланетной цивилизации в объемах, значительно превосходящих сферу Дайсона, построенную вокруг обычной звезды. Чтобы продемонстрировать возможное применение этих мегаструктур, команда использует шкалу Кардашева – метрику, разработанную астрономом Николаем Кардашевым, которая делит потенциальные цивилизации на уровни энергетического развития.

В исследовании особое внимание уделяется цивилизациям II-го типа, которые уже могут использовать энергию звезд и уже освоили межзвездные расстояния, III-го типа, которые научились подключаться к энергии целой галактики и действовать на межгалактических расстояниях. Сяо и его коллеги пришли к выводу, что “аккреционный диск, корона и релятивистские струи” вокруг черной дыры со звездной массой “могут быть потенциальными электростанциями для цивилизации II-го типа”. Однако, чтобы  удовлетворить энергетические потребности цивилизации III-го типа, понадобится сверхмассивная черная дыра. 

Как бы сложно ни было представить себе такие невероятные мегаструктуры, есть шанс, что отработанное тепло от них можно обнаружить в широком диапазоне волн. Команда высчитала, что “горячая сфера Дайсона вокруг черной дыры со звездной массой в Млечном Пути” – находящаяся от нас на расстоянии до 30 000 световых лет – “обнаруживается в ультрафиолетовом, оптическом, ближнем инфракрасном и среднем инфракрасном диапазонах”. Будущее моделирование и наблюдения “помогут нам найти эти искусственные структуры, если они действительно существуют”, – заключила группа.

Возможно, однажды астрономы на Земле смогут увидеть цивилизацию, способную разрабатывать черные дыры, как мы сегодня разрабатываем нефтяные месторождения. Даже если этот день никогда не наступит, необычайно смелая идея инверсной сферы Дайсона – это та пища для мозга, которая стимулирует новое видение Вселенной и возможных форм жизни, которые могут ее населять.

Читайте также: Сфера Дайсона сможет воскресить всех умерших

Подпишитесь и получайте свежие статьи первыми

Магдаленская девушка Может ли синий кит проглотить человека? Пайн Гэп – австралийская Зона 51 Эволюция человечества – общество-улей.