Objets interstellaires de sphères Dyson brisées

Chaque année, une roche spatiale de la taille d'une personne frappe la Terre et libère une quantité d'énergie similaire à la bombe atomique d'Hiroshima , 15 kilotonnes de TNT. Cela équivaut à la consommation électrique moyenne mondiale, quelques Terra-Watt, pendant vingt secondes.

La probabilité d'un passage rapproché est proportionnelle à la surface de la cible. Étant donné que la distance Terre-Lune est 60 fois plus grande que le rayon de la Terre, cela signifie que des roches similaires passent dans la séparation Terre-Lune 3 600 fois plus fréquemment, soit 300 fois par mois. Ils passent dans une sphère délimitée par l'orbite de la Terre autour du Soleil quelques milliards de fois par an.

Il n'est donc pas surprenant qu'un astéroïde deux fois plus gros soit passé à 3 589 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre aussi récemment que le 26 janvier 2023. L'astéroïde, baptisé 2023 BU , a été repéré cinq jours plus tôt par l'astronome amateur Gennadiy Borisov , qui est également connu pour avoir découvert la première comète interstellaire en 2019, nommée 2I/Borisov.

Les statistiques ci-dessus ont-elles des implications sur la recherche d'une vie intelligente extraterrestre ?

En 1937, Olaf Stapledon publie un roman de science-fiction intitulé « Star Maker», dans lequel il imagina : « Au fur et à mesure que les éons avançaient, des centaines de milliers de mondes furent construits, tous de ce type, mais augmentant progressivement en taille et en complexité. De nombreuses étoiles sans planètes naturelles se sont retrouvées entourées d'anneaux concentriques de mondes artificiels. Dans certains cas, les anneaux intérieurs contenaient des dizaines, les anneaux extérieurs des milliers de globes adaptés à la vie à une certaine distance particulière du soleil. . . il a commencé à profiter des énergies de ses étoiles à une échelle jusque-là inimaginable. Non seulement chaque système solaire était maintenant entouré d'une gaze de pièges à lumière, qui concentrait l'énergie solaire s'échappant pour une utilisation intelligente, de sorte que toute la galaxie était obscurcie, mais de nombreuses étoiles qui n'étaient pas adaptées pour être des soleils ont été désintégrées et dépouillées de leur des réserves prodigieuses d'énergie subatomique.

Le concept a ensuite été formalisé par Freeman Dyson dans son article scientifique de 1960 , intitulé : « Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation ». Dyson a estimé qu'à mesure que les besoins énergétiques de l'humanité augmenteraient régulièrement, notre civilisation pourrait aspirer à exploiter toute la production d'énergie du Soleil. Il a proposé une coque de structures en orbite qui intercepterait et collecterait la luminosité solaire. Cette sphère dite Dyson émettrait un rayonnement infrarouge pour équilibrer la chaleur déposée sur elle par la lumière du soleil. L'émission optique de la surface solaire à une température de 5780 K serait équilibrée par l'émission infrarouge à une température de 400 K d'une coquille sphérique à la séparation Terre-Soleil.

Une telle émission infrarouge à une longueur d'onde maximale d'environ 7 microns pourrait marquer une sphère Dyson par rapport à l'émission UV optique naturelle par des étoiles semblables au Soleil. Jusqu'à présent, les recherches des signatures infrarouges associées des étoiles ou des galaxies n'ont pas trouvé de preuves de sphères de Dyson, mais simplement d'une émission par la poussière naturelle.

Dans un nouvel article scientifique , j'ai suggéré que même si les sphères Dyson existaient pour servir leurs civilisations pendant un certain temps, la plupart d'entre elles se seraient désintégrées en des milliards d'années en l'absence d'un entretien approfondi. Dans ce cas, leurs fragments pourraient apparaître comme des objets interstellaires inhabituels.

Comme le montre le manuel que j'ai écrit avec Manasvi Lingam " La vie dans le cosmos ", les sphères Dyson rigides ne sont pas faciles à maintenir ensemble. Conformément au théorème de la sphère de fer de Newton , une coque parfaitement sphérique et rigide n'est soumise à aucune force gravitationnelle nette depuis l'intérieur d'une étoile vers elle, qu'elle soit centrée ou non sur l'étoile. Cependant, la coque subit des forces différentielles destructrices sur toute sa surface et sa résistance matérielle doit être trop élevée pour éviter la déformation. La résistance requise est un ordre de grandeur supérieur à nos matériaux techniques les plus résistants, tels que le graphène. Pour contourner ce défi, Robert Forward a proposé une structure en tuiles, chaque unité fonctionnant comme une voile solaire pour laquelle la gravité de l'étoile est exactement équilibrée par sa poussée radiative vers l'extérieur, maintenant ainsi une position fixe sans orbite autour de l'étoile.

Si une autre civilisation a construit une sphère Dyson qui s'est désintégrée et s'est désintégrée au fil du temps, ses fragments auraient pu donner naissance à la forme inhabituelle et aux caractéristiques de voile légère de l'objet interstellaire `Oumuamua, ou à la résistance matérielle inhabituelle présentée par les premier et deuxième météores interstellaires. , IM1 et IM2 . Notre prochaine expédition dans deux mois pour récupérer des fragments d' IM1 sera particulièrement intéressante dans ce contexte.

Mais quelle que soit son architecture initiale, une sphère Dyson serait un cauchemar d'entretien puisqu'elle sera percée par quelques milliards de roches spatiales de taille humaine chaque année. Dans quelques milliards d'années, la structure présentera des trous de quelques mètres tous les cent mètres. Fait intéressant, la taille estimée de `Oumuamua était d'environ une centaine de mètres, potentiellement dictée par le taux de bombardement d'une ancienne sphère Dyson.

Les petits trous seront beaucoup plus abondants. Les trous couvriront une fraction importante de la surface de la sphère Dyson préexistante du bombardement par des micrométéorites à des échelles inférieures au centimètre. Cette statistique d'impact est mesurée empiriquement maintenant, car le télescope Webb est frappé par une particule de la taille d'une poussière chaque mois. Sans réparation, une sphère Dyson vieille d'un milliard d'années ressemblerait à un grand filet de pêche qui laisse échapper une fraction substantielle de la lumière des étoiles.

Une fois qu'une civilisation abandonne sa sphère Dyson, l'infrastructure de la coquille sera perforée par des micrométéorites et perdra sa fonctionnalité dans des milliards d'années.

Plutôt que de planer autour d'une étoile comme source d'énergie, la civilisation technologique avancée pourrait choisir de développer son propre réacteur à fusion artificielle qui pourrait être portable et utile pour la propulsion dans l'espace interstellaire.

Le premier indice que l'humanité est capable de s'engager sur cette voie a été démontré le 5 décembre 2022 par le National Ignition Facility (NIF) du Lawrence Livermore National Laboratory.

Notre prochain objectif est de développer un moteur de fusion interstellaire. Une fois que nous aurons appris à allumer le feu, nous n'aurons peut-être pas besoin de construire une sphère Dyson autour de la fournaise naturelle représentée par notre Soleil.

Ad Astra!

A PROPOS DE L'AUTEUR

Avi Loeb est à la tête du projet Galileo, directeur fondateur de l'Université de Harvard - Black Hole Initiative, directeur de l'Institut de théorie et de calcul du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et ancien président du département d'astronomie de l'Université de Harvard (2011 –2020). Il préside le conseil consultatif du projet Breakthrough Starshot et est un ancien membre du Conseil consultatif du président sur la science et la technologie et un ancien président du Conseil de physique et d'astronomie des académies nationales. Il est l'auteur à succès de « Extraterrestre : le premier signe de vie intelligente au-delà de la Terre » et co-auteur du manuel « La vie dans le cosmos », tous deux publiés en 2021. Son nouveau livre, intitulé « Interstellar », dont la publication est prévue en août 2023.