Objek Antarbintang dari Broken Dyson Spheres

Setiap tahun, sebuah batu luar angkasa seukuran manusia menghantam Bumi dan melepaskan sejumlah energi yang mirip dengan bom atom Hiroshima , 15 kiloton TNT. Ini setara dengan konsumsi daya listrik rata-rata di seluruh dunia, beberapa Terra-Watt, selama dua puluh detik.

Kemungkinan bagian yang dekat sebanding dengan area target. Karena jarak Bumi-Bulan 60 kali lebih besar dari jari-jari Bumi, ini berarti batuan serupa melewati jarak Bumi-Bulan 3.600 kali lebih sering, atau 300 kali per bulan. Mereka melewati sebuah bola yang digambarkan oleh orbit Bumi mengelilingi Matahari beberapa miliar kali setiap tahun.

Oleh karena itu, tidak mengherankan jika asteroid berukuran dua kali lipat ini melintas pada ketinggian 3.589 kilometer di atas permukaan Bumi baru-baru ini pada 26 Januari 2023. Asteroid yang disebut 2023 BU itu ditemukan lima hari sebelumnya oleh astronom amatir Gennadiy Borisov , yang juga dikenal karena menemukan komet antarbintang pertama pada tahun 2019, bernama 2I/Borisov.

Apakah ada implikasi dari statistik di atas untuk pencarian kehidupan cerdas di luar bumi?

Pada tahun 1937, Olaf Stapledon menerbitkan novel fiksi ilmiah berjudul “ Pembuat Bintang”, di mana dia membayangkan: “Ketika aeon maju, ratusan ribu dunia kecil dibangun, semua jenis ini, tetapi secara bertahap meningkat dalam ukuran dan kompleksitas. Banyak bintang tanpa planet alami kemudian dikelilingi oleh cincin konsentris dunia buatan. Dalam beberapa kasus, cincin bagian dalam berisi skor, cincin bagian luar ribuan bola dunia beradaptasi dengan kehidupan pada jarak tertentu dari matahari. . . ia mulai memanfaatkan energi bintang-bintangnya pada skala yang sampai sekarang tak terbayangkan. Tidak hanya setiap tata surya sekarang dikelilingi oleh perangkap cahaya, yang memfokuskan energi matahari yang keluar untuk penggunaan cerdas, sehingga seluruh galaksi menjadi redup, tetapi banyak bintang yang tidak cocok menjadi matahari hancur, dan diambil darinya. simpanan energi sub-atomik yang luar biasa.”

Konsep tersebut kemudian diresmikan oleh Freeman Dyson dalam makalah Science tahun 1960- nya , berjudul: “Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation”. Dyson beralasan bahwa karena kebutuhan energi umat manusia akan terus meningkat, peradaban kita mungkin bercita-cita untuk memanfaatkan semua keluaran energi Matahari. Dia mengusulkan cangkang struktur yang mengorbit yang akan mencegat dan mengumpulkan luminositas matahari. Yang disebut bola Dyson ini akan memancarkan radiasi infra merah untuk menyeimbangkan panas yang disimpan di atasnya oleh sinar matahari. Emisi optik dari permukaan Matahari pada suhu 5780 K akan diimbangi dengan emisi infra merah pada suhu 400K dari cangkang bola pada pemisahan Bumi-Matahari.

Emisi infra merah seperti itu pada panjang gelombang puncak sekitar 7 mikron dapat menandai bola Dyson relatif terhadap emisi UV optik alami oleh bintang mirip Matahari. Sejauh ini, pencarian terkait tanda tangan inframerah dari bintang atau galaksi tidak menemukan bukti bola Dyson, melainkan hanya emisi debu alami.

Dalam makalah ilmiah baru , saya menyarankan bahwa meskipun bola Dyson ada untuk melayani peradaban mereka untuk sementara waktu, sebagian besar akan hancur dalam miliaran tahun jika tidak ada pemeliharaan ekstensif. Dalam hal ini, fragmen mereka dapat muncul sebagai objek antarbintang yang tidak biasa.

Seperti yang ditunjukkan dalam buku teks yang saya tulis dengan Manasvi Lingam “ Life in the Cosmos ”, bola Dyson yang kaku tidak mudah disatukan. Sesuai dengan teorema bola besi Newton , kulit yang bulat sempurna dan kaku tidak dikenai gaya gravitasi netto apa pun dari interior bintang ke dalamnya, terlepas dari apakah ia berpusat pada bintang. Namun, cangkang mengalami gaya diferensial destruktif di seluruh permukaannya, dan kekuatan materialnya harus sangat tinggi untuk mencegah deformasi. Kekuatan yang dibutuhkan adalah urutan besarnya di atas bahan rekayasa terberat kami, seperti graphene. Untuk menghindari tantangan ini, Robert Forward mengusulkan struktur ubin, dengan masing-masing unit berfungsi sebagai layar matahari yang gravitasi bintangnya seimbang persis dengan dorongan radiatif keluarnya, sehingga mempertahankan posisi tetap tanpa mengorbit bintang.

Jika peradaban lain membangun bola Dyson yang pecah dan hancur seiring waktu, fragmennya dapat memunculkan bentuk yang tidak biasa dan karakteristik layar ringan dari objek antarbintang ` Oumuamua , atau kekuatan material yang tidak biasa yang ditunjukkan oleh meteor antarbintang pertama dan kedua. , IM1 dan IM2 . Ekspedisi kami yang akan datang dalam dua bulan untuk mengambil fragmen IM1 akan sangat menarik dalam konteks ini.

Namun terlepas dari arsitektur awalnya, bola Dyson akan menjadi mimpi buruk pemeliharaan karena akan tertusuk oleh beberapa miliar batuan luar angkasa seukuran manusia setiap tahun. Selama beberapa miliar tahun, struktur tersebut akan memiliki lubang berukuran beberapa meter setiap seratus meter. Menariknya, perkiraan ukuran `Oumuamua adalah sekitar seratus meter, kemungkinan ditentukan oleh tingkat pengeboman bola Dyson lama.

Lubang yang lebih kecil akan jauh lebih banyak. Lubang-lubang tersebut akan menutupi sebagian besar permukaan bola Dyson yang sudah ada sebelumnya dari pengeboman oleh mikrometeorit pada skala sub-sentimeter. Statistik dampak ini diukur secara empiris sekarang, karena teleskop Webb dihantam oleh partikel seukuran debu setiap bulan. Tanpa perbaikan, bola Dyson yang berumur satu miliar tahun akan menyerupai jaring ikan besar yang mengeluarkan sebagian besar cahaya bintang.

Begitu peradaban meninggalkan bola Dysonnya, infrastruktur cangkangnya akan tertusuk oleh mikrometeorit dan kehilangan fungsinya dalam miliaran tahun.

Daripada melayang-layang di sekitar bintang sebagai sumber energi, peradaban berteknologi maju mungkin memilih untuk mengembangkan reaktor fusi buatannya sendiri yang bisa portabel dan berguna untuk propulsi melalui ruang antarbintang.

Petunjuk pertama bahwa umat manusia mampu memulai jalan ini ditunjukkan pada 5 Desember 2022 oleh National Ignition Facility (NIF) di Laboratorium Nasional Lawrence Livermore.

Agenda kita selanjutnya adalah mengembangkan mesin fusi antarbintang. Setelah kita mempelajari cara menyalakan api, kita mungkin tidak perlu membangun bola Dyson di sekitar tungku alami yang diwakili oleh Matahari kita.

Iklan Astra!

TENTANG PENULIS

Avi Loeb adalah kepala Proyek Galileo, direktur pendiri Inisiatif Lubang Hitam Universitas Harvard, direktur Institut Teori dan Komputasi di Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, dan mantan ketua departemen astronomi di Universitas Harvard (2011 –2020). Dia memimpin dewan penasihat untuk proyek Breakthrough Starshot, dan merupakan mantan anggota Dewan Penasihat Presiden untuk Sains dan Teknologi dan mantan ketua Dewan Fisika dan Astronomi Akademi Nasional. Dia adalah penulis buku terlaris “ Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth ” dan salah satu penulis buku teks “ Life in the Cosmos ”, keduanya diterbitkan pada tahun 2021. Buku barunya berjudul “ Interstellar ”, dijadwalkan untuk diterbitkan pada Agustus 2023.