När forskare letar efter intelligent liv i universum står Dyson-sfärer – enorma konstruktioner som omsluter stjärnor för att fånga deras energi – högt på önskelistan. Men nya beräkningar tyder på att dessa megastrukturer kan vara mycket mer ömtåliga än man tidigare trott.
Instabil av naturen
Den största utmaningen är tyngdkraften. En klassisk Dyson-sfär – en fast konstruktion runt en stjärna – är nästan garanterat instabil. Enligt Newtons skalteorem har en ihålig, symmetrisk sfär ingen netto gravitation på något inuti den.
I praktiken innebär detta att en Dyson-sfär inte har någon naturlig kraft som håller den centrerad runt stjärnan. Minsta störning kan få strukturen att driva mot stjärnan och kollapsa. Det är som att balansera två föremål utan något som håller dem på plats.
En mer realistisk lösning är en ”Dyson-svärm” – miljarder individuella satelliter i bana runt stjärnan. Men detta introducerar nya problem: en kollision kan sätta igång en kedjereaktion som snabbt förstör hela strukturen. Detta enligt en artikel i New Scientist.
Material och värme
Även med avancerade material som nanorör av kolfiber skulle de enorma påfrestningarna från gravitationen och termisk stress ge upphov till strukturella svagheter. En Dyson-sfär måste också hantera kolossala mängder spillvärme. Om värmehanteringssystemen sviktar kan temperaturen skena iväg och smälta kritiska komponenter.
Ny förklaring på Fermis paradox
Hypotesen om instabila Dyson-sfärer kastar nytt ljus över den berömda Fermi-paradoxen: Om det finns miljarder stjärnor där intelligenta varelser skulle kunna utvecklas, varför ser vi inga tecken på dem?
Om deras mest synliga tekniska prestationer är kortlivade blir sannolikheten att vi av en slump observerar dem just under deras korta livslängd extremt liten – även om universum skulle vara fullt av avancerade civilisationer.
Vad letar vi efter?
Astronomer söker efter Dyson-sfärer genom att titta efter onormala infraröda signaturer från stjärnor. En sådan struktur skulle absorbera synligt ljus och stråla ut det igen som värme.
Project Hephaistos har identifierat sju röda dvärgstjärnor som möjliga kandidater, men senare analyser tyder på att det infraröda överskottet kan bero på galaxer som råkar ligga bakom dessa stjärnor.
Kosmisk arkeologi
Om hypotesen om självförstörande megastrukturer är korrekt, bör vi kanske leta efter rester snarare än intakta strukturer. Detta skulle likna kosmisk arkeologi – att leta efter ovanliga sammansättningar av material i stoftskivor runt stjärnor, eller andra anomalier som kan tyda på att något stort en gång existerade där.
Fysiska begränsningar för framtida forskning
Utmaningene med Dyson-sfärer illustrerer hur komplexa problem kan uppstå vid manipulering av energi på stjärnskala. Som källmaterialet påpekar är detta inte bara teoretiska bekymringar, utan grundläggande fysiska utmaningar som varje civilisation måste övervinna. Inklusive vår egen.
