Objetos interestelares de esferas de Dyson quebradas

Todos os anos, uma rocha espacial do tamanho de uma pessoa atinge a Terra e libera uma quantidade de energia semelhante à da bomba atômica de Hiroshima , 15 quilotons de TNT. Isso equivale ao consumo médio de energia elétrica mundial, alguns Terra-Watt, por vinte segundos.

A probabilidade de uma passagem próxima é proporcional à área do alvo. Como a distância Terra-Lua é 60 vezes maior que o raio da Terra, isso significa que rochas semelhantes passam dentro da separação Terra-Lua com 3.600 vezes mais frequência, ou 300 vezes por mês. Eles passam dentro de uma esfera delineada pela órbita da Terra ao redor do Sol alguns bilhões de vezes por ano.

Portanto, não é surpreendente que um asteroide com o dobro desse tamanho tenha passado a 3.589 quilômetros acima da superfície da Terra em 26 de janeiro de 2023. O asteroide, chamado 2023 BU , foi descoberto cinco dias antes pelo astrônomo amador Gennadiy Borisov , que também é conhecido por descobrir o primeiro cometa interestelar em 2019, chamado 2I/Borisov.

Existem implicações das estatísticas acima para a busca por vida inteligente extraterrestre?

Em 1937, Olaf Stapledon publicou um romance de ficção científica intitulado “ Star Maker”.”, no qual ele imaginou: “À medida que os éons avançavam, centenas de milhares de mundos foram construídos, todos desse tipo, mas aumentando gradualmente em tamanho e complexidade. Muitas estrelas sem planetas naturais passaram a ser cercadas por anéis concêntricos de mundos artificiais. Em alguns casos, os anéis internos continham pontuações, os anéis externos milhares de globos adaptados à vida a uma distância específica do sol. . . começou a valer-se das energias de suas estrelas em uma escala até então inimaginável. Não apenas todo sistema solar estava agora cercado por uma rede de armadilhas de luz, que concentravam a energia solar que escapava para uso inteligente, de modo que toda a galáxia era escurecida, mas muitas estrelas que não eram adequadas para serem sóis foram desintegradas e espoliadas de suas propriedades. reservas prodigiosas de energia subatômica.”

O conceito foi posteriormente formalizado por Freeman Dyson em seu artigo científico de 1960 , intitulado: “Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation”. Dyson raciocinou que, à medida que as necessidades de energia da humanidade aumentarem constantemente, nossa civilização pode aspirar a aproveitar toda a produção de energia do Sol. Ele propôs uma concha de estruturas orbitais que interceptariam e coletariam a luminosidade solar. Essa chamada esfera de Dyson emitiria radiação infravermelha para equilibrar o calor depositado nela pela luz solar. A emissão óptica da superfície solar a uma temperatura de 5780 K seria equilibrada pela emissão infravermelha a uma temperatura de 400 K de uma concha esférica na separação Terra-Sol.

Essa emissão infravermelha em um comprimento de onda de pico de cerca de 7 mícrons poderia sinalizar uma esfera de Dyson em relação à emissão natural de UV óptico por estrelas semelhantes ao Sol. Até agora, as buscas pelas assinaturas infravermelhas relacionadas de estrelas ou galáxias não encontraram evidências de esferas de Dyson, mas apenas emissões por poeira natural.

Em um novo artigo científico , sugeri que, mesmo que as esferas de Dyson existissem para servir às suas civilizações por um tempo, a maioria delas teria se desintegrado em bilhões de anos na ausência de manutenção extensiva. Nesse caso, seus fragmentos podem aparecer como objetos interestelares incomuns.

Como mostrado no livro que escrevi com o Manasvi Lingam “ Life in the Cosmos ”, as esferas de Dyson rígidas não são fáceis de manter unidas. De acordo com o teorema da esfera de ferro de Newton , uma casca perfeitamente esférica e rígida não está sujeita a nenhuma força gravitacional líquida de uma estrela interior a ela, independentemente de estar centrada na estrela. No entanto, a casca experimenta forças diferenciais destrutivas em sua superfície e sua resistência material deve ser excessivamente alta para evitar deformações. A força necessária é uma ordem de grandeza acima de nossos materiais de engenharia mais resistentes, como o grafeno. Para contornar esse desafio, Robert Forward propôs uma estrutura de azulejos, com cada unidade funcionando como uma vela solar para a qual a gravidade da estrela é exatamente equilibrada por seu impulso radiativo externo, mantendo assim uma posição fixa sem orbitar a estrela.

Se outra civilização construiu uma esfera de Dyson que se partiu e se desintegrou com o tempo, seus fragmentos poderiam ter dado origem à forma incomum e às características de vela leve do objeto interestelar 'Oumuamua, ou à força material incomum exibida pelo primeiro e segundo meteoros interestelares. , IM1 e IM2 . Nossa próxima expedição em dois meses para recuperar fragmentos do IM1 será particularmente interessante neste contexto.

Mas, independentemente de sua arquitetura inicial, uma esfera de Dyson seria um pesadelo de manutenção, pois será perfurada por alguns bilhões de rochas espaciais de tamanho humano a cada ano. Ao longo de alguns bilhões de anos, a estrutura terá buracos de alguns metros de tamanho a cada cem metros. Curiosamente, o tamanho estimado de `Oumuamua era de cerca de cem metros, potencialmente ditado pela taxa de bombardeio de uma velha esfera de Dyson.

Buracos menores serão muito mais abundantes. Os buracos cobrirão uma fração significativa da superfície da esfera Dyson pré-existente do bombardeio por micrometeoritos em escalas subcentimétricas. Essa estatística de impacto é medida empiricamente agora, já que o telescópio Webb está sendo atingido por uma partícula do tamanho de poeira todos os meses. Sem reparo, uma esfera de Dyson de um bilhão de anos se assemelharia a uma grande rede de pesca que deixa escapar uma fração substancial da luz das estrelas.

Uma vez que uma civilização abandona sua esfera de Dyson, a infraestrutura da concha será perfurada por micrometeoritos e perderá sua funcionalidade em bilhões de anos.

Em vez de pairar em torno de uma estrela como fonte de energia, a civilização tecnológica avançada pode optar por desenvolver seu próprio reator de fusão artificial, que pode ser portátil e útil para propulsão através do espaço interestelar.

A primeira pista de que a humanidade é capaz de embarcar nesse caminho foi demonstrada em 5 de dezembro de 2022 pelo National Ignition Facility (NIF) no Lawrence Livermore National Laboratory.

O próximo passo em nossa agenda é desenvolver um motor de fusão interestelar. Assim que aprendermos a acender o fogo, talvez não precisemos construir uma esfera de Dyson ao redor da fornalha natural representada pelo nosso Sol.

Ad Astra!

SOBRE O AUTOR

Avi Loeb é o chefe do Projeto Galileo, diretor fundador da Harvard University - Black Hole Initiative, diretor do Institute for Theory and Computation no Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e ex-presidente do departamento de astronomia da Harvard University (2011 –2020). Ele preside o conselho consultivo do projeto Breakthrough Starshot e é ex-membro do Conselho de Assessores de Ciência e Tecnologia do Presidente e ex-presidente do Conselho de Física e Astronomia das Academias Nacionais. Ele é o autor do best-seller “ Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth ” e co-autor do livro “ Life in the Cosmos ”, ambos publicados em 2021. Seu novo livro, intitulado “ Interstellar ”, tem publicação prevista para agosto de 2023.