În cele ce urmează vom discuta din nou despre exoplanete, supercivilizaţii şi materia întunecată pentru a încerca să ne dăm seama dacă „masa lipsă" din Univers este reprezentată într-adevăr de dispozitivele de camuflaj ale civilizaţiilor extraterestre avansate. Nu primesc de multe ori întrebări simple, rezonabile şi înfricoşătoare ca cea de azi. Un cititor mi-a adresat următoarea întrebare:

 

 


„Având în vedere numărul imens de planete pe care am început să le observăm în galaxie, nu este posibil ca „masa lipsă" a galaxiei (şi a Universului) să fie cauzată de faptul că unele civilizaţii extraterestre au construit un număr foarte mare de sfere Dyson?"

Îmi este destul de greu să explic cititorilor mei conceptul unei sfere Dyson, deoarece sunt sigur că aveţi cu toţii propria voastră soluţie constructivă pentru aceasta, dar voi face totuşi acest lucru pentru acei cititori care s-au axat mai mult pe partea de ficţiune din cadrul conceptului de science-fiction.

În anul 1960 fizicianul Freeman Dyson a propus ideea că o supercivilizaţie ar putea construi o sferă uriaşă în jurul unei stele care ar fi atât de mare încât ar avea o rază aproximativ egală cu distanţa de la Pământ la Soare. Întreaga suprafaţă interioară a acesteia ar putea fi menţinută la temperatura camerei deoarece toată lumina de la stea ar fi absorbită de această sferă. În acest fel ar exista o suprafaţă de teren arabil în interiorul sferei de un miliard de ori mai mare decât cea pe care o utilizăm pe suprafaţa Pământului.


Desigur, ar fi unele mici detalii care ar face ca viaţă într-o astfel de sferă Dyson să provoace neplăceri. De exemplu, nu ar exista posibilitatea ca prin rotirea unui obiect să se obţină o gravitaţie artificială ca pe Pământ. De asemenea, dacă aţi dori să trăiţi experienţa nopţii practic ar trebui să mergeţi în subteran. Acesta în acest caz ar fi un fel de „outerground", dar în fond nu este acesta un preţ mic plătit pentru a permite populaţiei umane să crească până la ordinul trilioanelor? Şi da, eu sunt conştient că pot exista variante constructive ale acestor sfere Dyson care nu prezintă aceste probleme, doar că acestea nu ar putea ascunde în totalitate stelele din interiorul lor, aşa încât pe acestea le vom ignora.

Am putea fi înconjuraţi de civilizaţii Kardashev de tipul 2? După imaginaţia unora galaxia ar fi deci plină de fiinţe inteligente hidoase şi ar fi cu adevărat doar o chestiune de timp până când vom fi invadaţi, asimilaţi şi, în cel mai bun caz, transformaţi în sclavii sexuali ai acestor extratereştri. Există, de asemenea, posibilitatea ca practic o parte dintre stele, probabil zeci de miliarde doar în galaxia noastră, să iasă din câmpul nostru de observaţie, legând practic în acest fel problema materiei întunecate de cea a extratereştrilor.

V-am prezentat anterior care sunt dovezile pe care le avem cu privire la materia întunecată, aşa că nu voi reveni din nou asupra lor. Ideea este că structurilor cosmice, începând de la scara galaxiilor şi până la structuri cosmice tot mai mari, pare să le lipsească aproximativ 85% din masă. Această masă lipsă nu pare a fi reprezentată de stele sau gaz cosmic, dar ar putea fi ea reprezentată de sferele Dyson?

Nu. Iată trei motive pentru acest răspuns.

 




1) Noi am putea vedea aceste sfere Dyson, dar nu cu ochii noştri.

Dyson nu a propus ideea sferelor sale ca pe un manual cu instrucţiuni despre „cum apar supercivilizaţiile" sau ca pe un manual despre „cum să găsim o supercivilizaţie". Energia acumulată de acestea va fi în cele din urmă radiată în spaţiu. Ca exemplu, acest lucru este adevărat, în medie, pe Pământ. Dacă nu ar fi aşa atunci cantitatea de căldură acumulată ar creşte într-un ritm alarmant. De asemenea, cu toţii absorbim lumină şi prin urmare temperatura noastră creşte şi vom lumina pe întuneric, deşi nu în domeniul lungimilor de undă care pot fi observate de ochii noştri. Vom lumina mai degrabă în infraroşu decât sub formă de lumină vizibilă. Acesta este modul în care funcţionează ochelarii ce permit vederea pe timp de noapte.

De asemenea, la fel funcţionează şi telescopul spaţial Spitzer care a fost lansat în anul 2003. Dyson ştia că sferele sale omonime s-ar încălzi până la (aproximativ) temperatura camerei. La aceste temperaturi toate sferele Dyson ar trebui să radieze energie pe lungimea de undă de aproximativ 10 micrometri, adică chiar în mijlocul gamei de lungimi de undă unde telescopul Spitzer este sensibil. Chiar dacă ar exista doar câteva sfere Dyson în galaxia noastră atunci Spitzer le-ar fi putut identifica. În fond ele ar radia energia unei stele.   

2) Gravitaţia lasă urme

Unul dintre motivele pentru care îmi place această întrebare este acela că ea ne poartă mult mai departe de ideea sferelor Dyson pentru a putea vorbi despre ceva mult mai general. Cei mai mulţi cosmologi cred că materia întunecată este formată dintr-un tip anume de particule, unul pe care însă nu l-am putut descoperi până în prezent. Dar gândiţi-vă la un lucru: nu ar putea exista unele sfere gigant, poate sfere Dyson, poate găuri negre obişnuite, care să zboare în jurul galaxiei noastre? În cazul în care acestea ar fi întunecate, nu le-am putea vedea.

Aceste obiecte au un nume: MAssive Compact Halo Objects (sau acronimul lor MACHO). Din fericire, nu trebuie să detectăm obiectele MACHO doar pe baza luminii lor. În anul 1936 Einstein a prezis un efect al teoriei relativităţii generale cunoscut sub numele de „microlentilă". Microlentila gravitaţională foloseşte puterea de focalizare a gravitaţiei pentru a lumina temporar o stea atunci când aceasta trece prin spatele unui obiect masiv, orice obiect masiv. Este vorba aici despre stele obişnuite, găuri negre, stele pitice maro şi chiar sfere Dyson. Einstein nu a fost foarte optimist cu privire la posibilitatea de a detecta acest efect, deoarece doar aproximativ o stea dintr-un milion de stele prezintă acest efect. Din fericire observatoarele moderne sunt în măsură să urmărească milioane de stele simultan astfel încât putem înregistra numeroase evenimente de tipul microlentilelor gravitaţionale.

Care este verdictul? După mai mult de un deceniu de observare, cele mai bune estimări arată că aproximativ 10% din masa galaxiei noastre ar putea fi sub formă de obiecte MACHO sau, eventual, chiar mai puţin. Amintiţi-vă, de asemenea, că această categorie de obiecte include stelele pitice maro (stele care sunt prea firave pentru a se aprinde şi a forma stele obişnuite) şi alte obiecte cosmice similare.

3) Big Bangul condiţionează compoziţia chimică

Problema cu sferele Dyson (şi de altfel cu oricare alte obiecte MACHO) este aceea că acestea sunt realizate în cele din urmă din atomi obişnuiţi şi s-a dovedit că nu există suficient de mulţi atomi în cadrul lor. Fizica din Universul timpuriu a fost din mai multe privinţe mai simplă decât este ea în prezent. Cu câteva ipoteze relativ simple putem face o mulţime de predicţii. Poate că acest lucru ar putea constitui subiectul unei viitoare întrebări, dar trebuie să ştiţi că noi suntem capabili să obţinem măsurători extraordinar de precise pentru raportul dintre materia barionică (adică materia obişnuită) şi materia întunecată din radiaţia cosmică de fond şi totodată deducem, în mod independent, acelaşi raport prin măsurarea concentraţiei diverselor elemente uşoare prezente azi în Univers.

De exemplu, să presupunem că există cu aproximativ de 5 ori mai multă materie întunecată decât materie barionică (valoarea rezultă din estimările efectuate pe baza radiaţiei cosmice de fond). Pe baza acestei informaţii putem prezice tot felul de lucruri, inclusiv fracţiunea de atomi care se prezintă sub formă de heliu, fracţiunea de atomi care formează deuteriu (un fel de super hidrogen care are nucleul atomic format dintr-un neutron şi un proton) şi aşa mai departe pentru toate celelalte elemente uşoare. Aceste numere se potrivesc cu rapoartele pe care le observăm de fapt în Univers. Prin creşterea fracţiunii de „materie obişnuită" (sau echivalent prin reducerea cantităţii de materie întunecată) chiar şi cu numai câteva procente - o mulţime de observaţii astronomice devin brusc total incompatibile. Mai mult, aceste estimări ale barionilor sunt corelate destul de mult cu valorile la care ajungem prin contabilizarea masei sub formă de gaz şi a masei stelelor din galaxii.

Materia întunecată nu poate fi formată din atomi pentru că Big Bangul ne spune, foarte precis, ce densitate de atomi există în Univers.

Dacă doriţi să construiţi sfere Dyson problema devine chiar mai dificilă. Big Bangul a produs numai elementele chimice foarte uşoare şi pentru a aplica tehnologia dorită este nevoie de fier, cupru şi siliciu. Pentru a prezenta lucrurile în perspectivă, chiar dacă sferele Dyson ar fi fost de doar câteva picioare grosime, aţi fi avut nevoie de o cantitate de material de construcţie cât masa planetei Saturn (care, dacă nu ştiaţi, este compusă în cea mai mare parte din hidrogen). În realitate, aţi fi avut nevoie ca sfere voastre să fie mult, mult mai masive decât atât. Elementele grele nu au apărut însă până când nu s-au format cele mai masive stele care le-au generat pe acestea în urma exploziilor de supernovă. Chiar dacă în Univers există cu siguranţă destulă materie primă pentru a construi câteva sfere Dyson, nu există niciun mod prin care ele (şi stelele pe care le ascund) să poată constitui cea mai mare parte a masei care se află acolo. Chiar dacă sferele ar fi fost extrem de uşoare şi ar fi reprezentat mai puţin de 1% din masa totală a stelelor, tot ar fi fost nevoie de o cantitate mai mare de metale decât există de fapt în Univers.

În concluzie, chiar dacă nu suntem înconjuraţi de civilizaţii extraterestre, suntem înconjuraţi în schimb de particulele necunoscute ale materiei întunecate, ceea ce ar putea fi cu mult mai interesant.

Traducere de Cristian-George Podariu după are-we-surrounded-by-dyson-spheres