Каким же образом какая-либо развитая цивилизация могла бы окончательно и бесповоротно решить свои энергетические проблемы? Известный американский физик британского происхождения Фримен Дайсон (Freeman Dyson) предложил следующий выход: нужно создать вокруг звезды сферическую оболочку, состоящую из зеркал или солнечных панелей, что позволило бы аккумулировать всю излучаемую звездой энергию.
“Можно предположить, что любой вид разумных существ спустя несколько тысяч лет после своего вступления в стадию промышленного развития будет проживать в некой искусственной биосфере, сооруженной вокруг своей родительской звезды”, — писал Дайсон в опубликованной еще в 1960-м году статье, где он впервые объясняет суть своей концепции.
Пожалуй, это всё звучит как научная фантастика; в общем-то, так оно и есть. Дайсон позаимствовал эту идею из романа Олафа Стэплдона (Olaf Stapledon) “Создатель звезд” (Star Maker), написанного еще в 1937 году, и всегда открыто в этом признавался. Покойный Фримен Дайсон был почетным профессором Института перспективных исследований в г. Принстоне, штат Нью-Джерси.
И всё-таки эта идея Дайсона (кстати, еще в начале научной карьеры, как считают некоторые представители научного сообщества, его вполне могли бы удостоить Нобелевской премии) прижилась. В конечном итоге гипотетические гигантские конструкции, идею которых предложил Дайсон, стали называться сферами Дайсона, хотя впоследствии сам физик пояснил, что на самом деле они состоят из “некой аморфной совокупности или скоплений объектов, движущихся по независимым орбитам вокруг звезды”.
В своей статье Дайсон также отметил, что сферы должны испускать избыточное тепло в виде инфракрасного излучения. Процесс обнаружения именно этого сопутствующего тепла, как предложил ученый, являтся одним из эффективных методов поиска внеземных цивилизаций. Однако, добавил Дайсон, наличие самогó по себе инфракрасного излучения совсем не обязательно будет свидетельствовать о наличии внеземной цивилизации. При этом, продолжает Дайсон, одна из веских причин для поиска подобных инфракрасных источников заключается в том, что с их помощью можно будет открывать новые типы астрономических объектов естественного происхождения.
“Ученые (в те времена) в значительной степени оценили идею, что поиск избыточного тепла — это уже само по себе дело перспективное. А то, что теперь у них появилась возможность обнаруживать инопланетные цивилизации, — это они как-то не восприняли, — сообщил по электронной почте второй из шести детей Фримена Дайсона Джордж Дайсон (George Dyson), технический писатель и литератор. — Эта идея была взята на вооружение и доработана научной фантастикой, например, в таких романах как Footfall (“Поступь”) и Star Trek (“Звездный путь”). В то же время критики современного общества стали использовать сферы Дайсона в качестве средства, с помощью которого можно подвергнуть сомнению мудрость концепции неограниченного технологического роста”.
Сам Фримен Дайсон утверждал следующее: “Было бы гораздо полезнее напрямую заняться поисками инопланетного разума, однако вместо этого единственное, что ученые заметили, — это была технология”.
В 1960-х годах возможностей для отыскания сфер Дайсона не было, однако в последнее время их поисками уже стали заниматься многие ученые, в том числе из Института SETI (некоммерческой организации, которая занимается поисками внеземного разума) и Fermi National Accelerator Laboratory (Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми), которая также известна как “Фермилаб” (Fermilab). И вот сейчас в свежем научном исследовании, где была проанализирована информация о пяти миллионах звезд в галактике Млечный Путь, утверждается, что ученым удалось из этого множества космических светил отобрать семь кандидатов, вокруг которых потенциально могут находиться сферы Дайсона. Данное открытие привлекает к себе пристальное внимание и порождает альтернативные теории.
Возможности
Авторы исследования, опубликованного 6 мая в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (“Ежемесячные известия Королевского астрономического общества”), специально задались целью поиска сфер Дайсона. Об их наличии можно было бы судить по инфракрасному излучению вблизи звезд, причем это излучение невозможно было бы объяснить каким-либо другим способом.
Используя информацию за предыдущие периоды, полученную с помощью телескопов, улавливающих инфракрасное излучение, группа ученых изучила звезды, расположенные на расстоянии менее тысячи световых лет от Земли. “Мы начали с анализа выборки из пяти миллионов звезд и с помощью фильтров попытались отсеять как можно больший массив искаженных данных, — комментирует ведущий автор исследования аспирант кафедры физики и астрономии Уппсальского университета в Швеции Матиас Суазо (Matías Suazo). — На данный момент нами обнаружены семь источников, которые, как нам стало известно, излучают в инфракрасном диапазоне, но непонятно, по какой причине, поэтому мы их и выделили”.
Правда, как предупредил Суазо, ученые не получили каких-либо убедительных доказательств того, что вокруг выбранных семи звезд имеются сферы Дайсона.
“Нам сложно найти объяснение природы излучения этих источников, поскольку у нас недостаточно данных, чтобы выявить реальную причину свечения в инфракрасном диапазоне, — сказал он. – Конечно же, это могут быть и сферы Дайсона, поскольку они ведут себя в соответствии с предсказаниями наших моделей, однако это может быть и нечто другое”.
Среди естественных причин, которые могли бы объяснить инфракрасное излучение этих объектов, может быть, например, неудачное совмещение этих объектов при их наблюдении, когда галактика на заднем плане совмещается со звездой, столкновения планет с образованием обломков, или же, например, это вообще могут быть молодые звезды, окруженные поясом из горячих обломков, из которых впоследствии образуются планеты.
Данные, использованные учеными, поступают от двух работающих космических телескопов: телескопа НАСА Wide-field Infrared Survey Explorer (широкоугольного инфракрасного обзорного исследователя,или сокращенно WISE) и телескопа Европейского космического агентства Gaia (“Гея”). Также данные были получены в результате астрономических наблюдений за космическим пространством в инфракрасном диапазоне на длине волны в два микрона (проект Two Micron All-Sky Survey, или сокращенно 2MASS). Этот проект осуществлялся в период с 1997 по 2001 годы при сотрудничестве между Массачусетским университетом и Лабораторией реактивного движения НАСА (Jet Propulsion Laboratory).
Все звезды-кандидаты, рядом с которыми могли бы находиться сферы Дайсона, являются красными карликами: они представляют собой самый распространенный тип звезд в нашей галактике. Своей яркостью и размерами они уступают нашему Солнцу, что затрудняет наблюдения. На данный момент неясно, есть ли около данного типа звезд планеты, поскольку их еще не удалось обнаружить ни одним из специально для этого предназначенных телескопов. Однако ученым уже удалось найти многие из тысяч экзопланет, вращающихся вокруг красных карликов, что делает их существование вполне вероятным. По данным НАСА, вероятность того, что планеты, вращающиеся вокруг красных карликов, пригодны для жизни, увеличилась.
В одной из более ранних работ, опубликованной в марте и использовавшей информацию из тех же самых источников, что и свежее исследование, также говорилось об обнаружении инфракрасных аномалий среди выборки из пяти миллионов звезд нашей галактики.
Работа для космического телескопа “Джеймс Уэбб”
“У нас имеется 53 объекта-кандидата для проверки тех аномалий, которые невозможно удовлетворительно объяснить. Однако мы не можем утверждать, что все они потенциально могут быть сферами Дайсона, поскольку мы не ставили перед собой задачи заниматься специально их поисками”, — заявила научный сотрудник Международной школы передовых исследований в итальянском г. Триесте Габриэлла Контардо (Gabriella Contardo), которая руководила предыдущим исследованием. Она добавила, что планирует проверить звезды-кандидаты с помощью модели, предложенной Суазо, чтобы посмотреть, сколько из них будут этой модели удовлетворять.
“Прежде чем утверждать, что мы нашли сферу Дайсона, необходимо исключить все другие гипотезы и объяснения, — добавила Габриэлла Контардо. – Для этого нам также необходимо убедиться, что перед нами вовсе не пояс космических обломков и мы не имеем дело с результатами столкновения планет. К тому же наши исследования также положительно скажутся на других областях астрономии. Так что выиграют все”.
И Габриэлла Контардо, и Матиас Суазо согласны с тем, что полученные данные требуют дальнейших исследовваний. К тому же за дополнительной информацией им можно прибегнуть к помощи космического телескопа НАСА “Джеймс Уэбб”, ведь он достаточно мощен и с его помощью можно напрямую вести наблюдения за звездами-кандидатами. Однако из-за непростых процедур, регламентирующих порядок пользования телескопом, ученых допустят к нему не сразу.
Если сферы Дайсона действительно существуют, то для чего они могли бы оказаться нам полезны? “Представим, что мы получили ровно столько же энергии, сколько Солнце излучает каждую секунду, вот тогда бы можно было творить чудеса, — восклицает Суазо. – Человек смог бы тогда совершать межзвездные путешествия. А может быть, нам даже удалось бы при желании переместить всю нашу Солнечную систему в какой-нибудь более благоприятный район Вселенной”.
Но не стоит тешить себя иллюзиями, поскольку технологии и сырье, необходимые для строительства таких гипотетических конструкций, как сфера Дайсона, — всё это находится прямо-таки за гранью человеческих возможностей.
“Сферы Дайсона настолько гигантские, что человечеству не хватило бы на их постройку всех земных ресурсов, вместе взятых, — добавил Суазо. — Фримен Дайсон как-то обмолвился, что ради ресурсов нам пришлось бы, образно выражаясь, разобрать целую планету Юпитер на запчасти”.
Речь идет поистине о сверхгигантских масштабах, а это, судя по всему, говорит о том, что сферы Дайсона, если они вообще существуют, — крайне редкое явление.
“Важность этой работы заключается в том, что она впервые убедительно показывает нам, что в нашей галактике не так уж много сфер Дайсона. Этот вывод идет вразрез с ожиданиями тех, кто полагает, что сферы Дайсона вполне могли бы явиться неизбежным завершающим этапом экспансии технологически развитых видов существ в пределах любых планетных систем, похожих на Солнечную”, — сообщил нам по электронной почте один из авторов исследования профессор астрономии и астрофизики Джейсон Райт (Jason Wright) из Пенсильванского университета.
“Звезды-кандидаты, которые нашел Матиас Суазо, — важная находка, поскольку, вне зависимости от того, что они из себя представляют на самом деле, они, скорее всего, окружены каким-то материалом, который появился в результате некого редкого космического события, например, столкновения планет, хотя они вполне могут быть и сферами Дайсона. Они являются редкими и интересными объектами, достойными дальнейшего изучения, например с помощью космического телескопа “Джеймс Уэбб””.
Разбитые сферы
Дайсон умер в 2020 году. На данный момент ни одна из сфер Дайсона пока еще не найдена. Здесь нельзя не добавить, что сфера Дайсона — это всего лишь одна из почти десятка концепций, которые носят имя этого деятеля науки.
“Будучи молодым ученым, Фримен Дайсон показал, что три конкурирующие между собой квантовые теории на самом деле являются одной и той же теорией — словом, ученый положил конец соперничеству между теориями, — комментирует Уильям Пресс (William Press), обладатель звания профессора компьютерных наук и интегративной биологии им. Лесли Сёрджинера (Leslie Surginer) в Техасском университете в г. Остине (добавим, что Уильям Пресс в вышеупомянутом исследовании от 6 мая не участвовал). — Впоследствии Фримен Дайсон проявил свои гениальные способности в астрономии, космологии, изучении внеземных цивилизации, а также участвовал в решении вполне реальной проблемы распространения ядерного оружия здесь, на планете Земля. На момент смерти он был признан возмутителем спокойствия и достаточно оригинальным мыслителем”.
О том, что Фримену Дайсону была присуща страстная увлеченность делом и стремление использовать всесторонний подход в различных областях науки, засвидетельствовал среди прочих его сын Джордж.
“Ему на какое-то время удалось привлечь к себе внимание, обойти бюрократов и потому внести свой вклад в пять областей математики и одиннадцать областей физики, а также в теоретическую биологию, инженерное дело, математические методы исследования операций и, кроме того, в литературу и связи с общественностью, — прокомментировал Дайсон-младший. — Многие из его идей были довольно-таки противоречивы, а один из принципов, которым он руководствовался, был такой: “лучше ошибиться, чем бурчать что-то невразумительное””.
По словам доцента астрономии Томоцугу Гото (Tomotsugu Goto) из Национального университета Цинхуа на Тайване, тот подход, который был осуществлен в свежем исследовании от 6 мая, может оказаться в перспективе более плодотворным для решения задачи поиска внеземного разума (добавим, что Томоцугу Гото участие в этом исследовании не принимал).
“Однако нерешенной остается проблема, связанная с дисками, образовавшимися вокруг звезд в результате загрязнения обломками околозвездного пространства, которые можно принять за сферы Дайсона, испускающие инфракрасное излучение, — добавил Томоцугу Гото в электронном письме. — Авторы утверждают, что диски из обломочного материала, образовавшиеся вокруг карликовых звезд, — явление редкое. При этом семь звезд-кандидатов, которые были выбраны для проведения исследования из пяти миллионов светил, — тоже редкое явление. И все-таки эти семь звезд-кандидатов необходимо изучать в дальнейшем с помощью мощных телескопов для более точного понимания их сущности”.
В работе, опубликованной 23 мая в ответ на статью Суазо и его коллег, выдвинуто предположение о том, что по крайней мере три из семи вышеупомянутых звезд были “ошибочно идентифицированы” как сферы Дайсона. Вместо этого они могли относиться к так называемому классу “hot DOG” (т. е. галактикам, сильно затемненным горячей пылью), да и оставшиеся четыре звезды, вероятно, можно было бы объяснить подобным образом.
“Поскольку исследование Матиаса Суазо затрагивает фундаментальный вопрос о том, одиноко ли человечество во Вселенной, поиск звезд, вокруг которых вполне могла бы сформироваться сфера Дайсона, придется проводить с привлечением специалистов различных областей, в том числе фундаментальных наук, философии, религии. Именно по этой причине данное исследование может привлечь к себе еще больше молодых ученых, а также подхлестнуть интерес к этой теме в научном мире”, — здесь мы цитируем одного из участников проекта SETI Зазу Османова (Zaza Osmanov), заместителя декана физического факультета тбилисского Свободного университета в Грузии (Османов также не участвовал в вышеупомянутом исследовании).
Однако, добавил Османов, излучение, характерное для тех семи звезд, вокруг которых вполне могла бы существовать сфера Дайсона, также можно объяснить и причинами природного характера. “Если взять гипотезу об искусственном происхождении любого излучения, пусть она даже нам и очень импонирует, — всё равно такая гипотеза должна рассматриваться в самую последнюю очередь, когда все возможные естественные объяснения будут исчерпаны, — заявил Османов. — И для этого необходимо проводить дальнейшие исследования”.
Что касается самогó Фримена Дайсона, если бы он был еще жив, то он всё равно очень скептически отнесся бы к той идее, что, опираясь на результаты этих наблюдений, вышеупомянутые космические объекты следует трактовать непременно как объекты искусственного происхождения. Его сын Джордж утверждает: “Необходимость открывать новые астрономические явления неискусственного происхождения — это именно та причина, по которой, как полагал Фримен Дайсон, нам следует продолжать идти дальше, не останавливаясь”.
Автор: Якопо Приско (Jacopo Prisco).
