Каждый год какой-нибудь космический камень размером с человека падает на Землю и высвобождает количество энергии, аналогичное Хиросимской атомной бомбе или 15 килотонн в тротиловом эквиваленте. Это равняется среднему потреблению электроэнергии в мире, несколько терра-ватт, в течение двадцати секунд.
Вероятность близкого подлета пропорциональна площади цели. Поскольку расстояние Земля-Луна в 60 раз больше радиуса Земли, это означает, что подобные камни проходят в пределах расстояния Земля-Луна в 3600 раз чаще, или 300 раз в месяц. А в границах сферы, очерченной орбитой Земли вокруг Солнца, они появляются несколько миллиардов раз каждый год.
Поэтому неудивительно, что астероид вдвое большего размера был обнаружен всего за несколько дней до того, как он 26 января 2023 года неожиданно появился на расстоянии всего 3589 километров от поверхности Земли. Названный 2023 BU, он был замечен пятью днями ранее астрономом-любителем Геннадием Борисовым, который широко известен открытием первой межзвездной кометы в 2019 году, названной 2I/Borisov.
Имеют ли приведенные выше статистические данные какое-либо значение для поиска внеземной разумной жизни?
В 1937 году Олаф Стэплдон опубликовал научно-фантастический роман под названием “Создатель звезд”, в котором он писал:
“По мере прохождения эонов были построены сотни тысяч миров, все они были такого же типа, но постепенно увеличивались в размерах и сложности. Многие звезды без естественных планет были окружены концентрическими кольцами искусственных миров. В некоторых случаях эти внутренние кольца содержали десятки, а внешние – тысячи сфер, приспособленных к жизни на определенном расстоянии от светила… Цивилизация начала использовать энергию своих звезд в невообразимых доселе масштабах. Не только каждая солнечная система теперь была окружена сеткой световых ловушек, которые фокусировали выходящую солнечную энергию для разумного использования, да так, что вся галактика потускнела, но и многие звезды, не приспособленные быть солнцами, распались и лишились огромных запасов субатомной энергии”.
Впоследствии описанная концепция была формализована Фрименом Дайсоном в его статье 1960 года в журнале Science под названием “Поиск искусственных звездных источников инфракрасного излучения”. Дайсон рассуждал, что поскольку потребности человечества в энергии будут неуклонно расти, наша цивилизация может столкнуться с необходимостью использовать всю энергию Солнца. Он предложил создать оболочку из орбитальных структур, которые будут перехватывать и собирать солнечное излучение. Эта так называемая сфера Дайсона будет испускать инфракрасное излучение, чтобы уравновесить тепло, выделяемое солнечным светом. Оптическое излучение от солнечной поверхности при температуре 5780 К уравновешивалось бы инфракрасным излучением при температуре 400 К от сферической оболочки на расстоянии между Землей и Солнцем.
Такое инфракрасное излучение с пиковой длиной волны около 7 микрон по сравнению с естественным оптико-ультрафиолетовым излучением звезд, подобных Солнцу, могло бы указывать на наличие в системе сферы Дайсона.
До сих пор поиск соответствующих инфракрасных сигнатур от звезд или галактик вместо доказательств существования сфер Дайсона обнаружил только эмиссию естественной пыли.
Но ведь можно предположить, что если сферы Дайсона и существовали, чтобы какое-то время служить цивилизациям, то большинство из них наверняка распалось бы в течение миллиардов лет при отсутствии должного обслуживания. В этом случае их фрагменты могли бы определяться как необычные межзвездные объекты.
Еще следует учитывать, что жесткие сферы Дайсона нелегко удержать в стабильном состоянии. В соответствии с теоремой Ньютона о железной сфере, идеально сферическая и жесткая оболочка не подвержена никаким чистым гравитационным силам со стороны внутренней звезды, независимо от того, центрирована ли она на звезде. Однако оболочка испытывает разрушительные дифференциальные силы по всей своей поверхности, и прочность ее материала должна быть нереально высокой, чтобы предотвратить деформацию.
Требуемая прочность должна быть на порядок выше самых прочных инженерных материалов, таких как графен. Чтобы обойти эту проблему, американский физик Роберт Форвард предложил мозаичную структуру, в которой каждый блок функционирует как солнечный парус, для которого гравитация звезды точно уравновешивается ее внешним радиационным давлением, что позволяет сохранять фиксированное положение без постоянного обращения вокруг звезды.
Если инопланетная цивилизация построила сферу Дайсона, которая со временем разрушилась, ее фрагменты могли породить необычную форму и характеристики светового паруса такого межзвездного объекта Оумуамуа, или необычную прочность материала, продемонстрированную первым и вторым межзвездными метеорами, IM1 и IM2. В этом контексте особенно интересна предстоящая летняя морская экспедиция команды астрофизика Ави Леба по поиску фрагментов метеорита IM1.
Но независимо от своей первоначальной архитектуры, сфера Дайсона станет кошмаром для обслуживающих ее специалистов, поскольку каждый год ее будут пробивать несколько миллиардов космических камней размером с человека. Через несколько миллиардов лет в структуре уже появятся дыры размером в несколько метров через каждые сто метров. Интересно, что предполагаемый размер Оумуамуа тоже составлял около ста метров.
Маленьких дыр будет еще больше. От бомбардировки микрометеоритами субсантиметрового масштаба, отверстиями покроется значительная часть поверхности ранее существовавшей сферы Дайсона. Статистику воздействия эмпирически вычислить можно уже сейчас, поскольку телескоп Уэбба ежемесячно подвергается ударам частиц размером с пылинку. Без ремонта миллиардолетняя сфера Дайсона будет напоминать большую рыболовную сеть, пропускающую значительную часть звездного света.
После того, как цивилизация перестанет обслуживать свою сферу Дайсона, инфраструктура оболочки будет пробита микрометеоритами и утратит свою функциональность в течение миллиардов лет.
Вполне вероятно, что вместо того чтобы оставаться привязанной к звезде как источнику энергии, передовая технологическая цивилизация могла бы разработать собственный искусственный термоядерный реактор, который мог бы быть более менее компактным и полезным для передвижения в межзвездном пространстве.
Первый признак того, что человечество способно встать на этот путь, был продемонстрирован 5 декабря 2022 года Национальной лабораторией зажигания (NIF) в Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора, США.
Далее на повестке дня – разработка межзвездного термоядерного двигателя. Когда мы научимся зажигать и управлять термоядерным огнем, возможно, нам не понадобится строить сферу Дайсона вокруг естественной печи, которую представляет собой наше Солнце.
Читайте также: Сфера Дайсона сможет воскресить всех умерших