Стоит искать небольшие и горячие сферы Дайсона, утверждается в новой статье

В 1960 году физик Фримен Дайсон предложил идею о том, что сверхразвитые цивилизации могут строить мегаструктуры, полностью окружающие их звезду — «сферы Дайсона». Их можно обнаружить по «тепловому излучению» в среднем инфракрасном диапазоне, которое считается техносигнатурой в проекте SETI.

Однако поиски по этому признаку пока не увенчались успехом. В новой статье на сервере arXiv профессор астрономии и астрофизики Джейсон Т. Райт предлагает изменить подход: искать сферы Дайсона не только по тепловому излучению, но и исходя из их возможного назначения.

Ключевым в исследовании Райта является предел Ландсберга — теоретический предел эффективности использования солнечной радиации. Дайсон предполагал, что такая структура будет переизлучать часть поглощённой энергии звезды в виде «отходов» — тепла в инфракрасном диапазоне. Но до сих пор поиски затруднялись отсутствием теории о том, как именно должно выглядеть это тепловое излучение, поскольку свойства материалов сферы неизвестны.

Райт рассматривает возможные цели строительства таких мегаструктур: не только сбор энергии, но и создание «звёздного двигателя» (толкатель Шкадова) или гигантского суперкомпьютера («матрешечный мозг»). Он также учитывает инженерные сложности, предполагая, что цивилизация может строить сферу постепенно.

Применив термодинамику излучения к сферам Дайсона как вычислительным машинам, Райт пришёл к выводу:

• Создание вложенных оболочек («матрешечный мозг») даёт мало преимуществ.
• Оптимальное использование массы благоприятствует меньшим и более горячим сферам Дайсона, расположенным ближе к звезде.
• Эффективность извлечения работы из звёздного света выше там, где горячее.

«Мы могли бы расширить параметры поиска до температур значительно выше 300K (немного горячее Земли), потому что извлечение работы из звёздного света более эффективно ближе к звезде, где всё горячее», — объяснил Райт.

Эти выводы могут помочь в будущих поисках. Например, в рамках проекта Hephaistos, объединив данные обсерваторий Gaia, 2MASS и WISE, из примерно 5 миллионов кандидатов в пределах ~1000 световых лет было отобрано 20 перспективных источников для последующих наблюдений.

Как сказал сам Дайсон: «Моё правило таково: нет ничего настолько большого или безумного, чего не могла бы одна из миллиона технологических цивилизаций почувствовать себя вынужденной сделать, при условии, что это физически возможно». Если в нашей галактике есть хотя бы несколько цивилизаций, занятых мега-инженерией, мы рано или поздно их обнаружим.