С развитием технологий растет и потребление энергии. Что же делать человечеству, когда на Земле ее перестанет хватать? Еще в 1959 году американский физик-теоретик Фримен Дайсон предложил гипотетическое астроинженерное сооружение — оболочку вокруг Солнца радиусом 1 а.е. и толщиной 3 м. По задумке, сфера Дайсона позволила бы решить проблему нехватки энергии и перенаселения. Такая сфера площадью в 550 млн раз больше площади Земли могла бы накапливать почти 100% излучаемой энергии Солнца, а если бы удалось создать и удерживать на ее внутренней поверхности атмосферу, то в ней можно было бы поселить в миллиард раз больше людей, чем сегодня есть на Земле. Правда, на постройку такой сферы ушло бы количество материала, равное по массе Юпитеру.

Впрочем, такая конструкция в реальности существовать не может. Чтобы сфера не деформировалась под силой притяжения Солнца, ее пришлось бы раскрутить до орбитальной скорости (20–30 км/сек). Но если на экваторе сила притяжения будет компенсироваться центробежной силой, то на полюсах скорость будет минимальной, и это приведет к разрушению сферы под действием гравитации звезды.

Эту проблему можно решить изменением самой конструкции — вместо сферы сделать кольцо. Конечно, кольцо получало бы сильно меньше энергии, чем сфера, но при необходимости можно построить несколько непересекающихся колец с разными углами наклона, как на рисунке выше. Такую конструкцию придумал американский фантаст Ларри Нивен, который в 1970 году описал ее в серии романов «Мир-кольцо».

Кольцо Нивена предлагается строить из отдельных, не связанных между собой или слабо связанных элементов. В будущем можно его дополнить кольцами с другими орбитами. Иллюстрация © Harry Frankl с сайта space.com

К счастью, ни сфера Дайсона, ни кольцо Нивена не понадобятся нам еще очень и очень долго. Требуемую нашей цивилизации энергию пока еще можно добыть на Земле: мы сейчас не относимся даже к первому типу цивилизации по шкале Кардашёва.

Предположим, однако, что какая-то другая, более развитая цивилизация, уже использует энергию своей звезды при помощи сооружения, подобного сфере Дайсона. Сможем ли мы ее обнаружить? Да, сможем — по инфракрасному излучению, которое будет исходить от нагреваемой изнутри искусственной оболочки звезды. В этом, кстати, и состояла главная идея статьи Фримена Дайсона, в которой была высказана идея сферы, — она называлась «Поиск искусственных звездных источников инфракрасного излучения». Дайсон предложил дополнить поиск внеземных цивилизаций в радиодиапазоне поиском характерных инфракрасных источников.

В 2015 году астрономы заметили, что у находящейся в 1480 световых годах от нас звезды KIC8462852 в созвездии Лебедя яркость за считаные дни падала на 20%, а потом так же быстро восстанавливалась. Было высказано предположение, что изменения в светимости могут быть вызваны наличием у звезды искусственных оболочек. Однако избытка инфракрасного излучения от KIC8462852 обнаружено не было, так что от этой гипотезы пришлось отказаться. Сейчас наиболее правдоподобным объяснением колебаний светимости этой звезды считается экранирование вращающимися вокруг нее кометами.

Иллюстрация © Kevin Gill с сайта flickr.com/photos/kevinmgill.

Янаш Банников
«Элементы»