Як розвинена цивілізація може зупинити темну енергію від перешкоджання їх майбутнім дослідженням
Протягом 1930-х років астрономи усвідомили, що Всесвіт перебуває у стані розширення. У 1990-х роках вони зрозуміли, що швидкість її розширення прискорюється, що породило теорію «темної енергії». У зв’язку з цим, за оцінками, протягом наступних 100 мільярдів років усі зірки Місцевої групи – частини Всесвіту, яка включає загалом 54 галактики, включаючи Чумацький Шлях – розширяться за межі космічного горизонту.
У цей момент ці зірки більше не будуть видимими, але недоступними – це означає, що жодна розвинена цивілізація не зможе використовувати їхню енергію. Звертаючись до цього, д-р Ден Хупер – астрофізик із Національна прискорювальна лабораторія Фермі (FNAL) та Чиказького університету – нещодавно проведено дослідження це вказувало на те, як достатньо розвинена цивілізація могла б зібрати ці зірки та не допустити їх розширення назовні.
Заради свого дослідження, яке нещодавно з’явилося в мережі під назвою « Життя проти темної енергії: як розвинена цивілізація може протистояти прискоренню розширення Всесвіту «Доктор Ден Хупер розглядав, як цивілізації могли б повернути назад процес космічного розширення. Крім того, він пропонує способи, за допомогою яких людство може шукати ознаки такої цивілізації.
Простіше кажучи, теорія темної енергії полягає в тому, що простір заповнений таємничою невидимою силою, яка протидіє гравітації і змушує Всесвіт розширюватися з прискореною швидкістю. Ця теорія виникла з космологічної константи Ейнштейна, терміну, який він додав до своєї теорії Загальна теорія відносності пояснити, як Всесвіт міг залишатися статичним, а не перебувати в стані розширення чи стискання.
Хоча Ейнштейн помилився, завдяки спостереженням, які показали, що Всесвіт розширюється, вчені переглянули цю концепцію, щоб пояснити, як космічне розширення прискорилося за останні кілька мільярдів років. Єдина проблема цієї теорії, згідно з дослідженням доктора Хупера, полягає в тому, що темна енергія з часом стане домінантною, а швидкість космічного розширення Всесвіту зростатиме в геометричній прогресії.
В результаті Всесвіт розшириться до точки, коли всі зірки будуть настільки віддалені один від одного, що розумні види навіть не зможуть їх побачити, не кажучи вже про досліджувати чи використовувати їхню енергію. Як сказав д-р Хупер електронною поштою Universe Today:
«За останні 20 років космологи дізналися, що наш Всесвіт розширюється прискореними темпами. Це означає, що протягом наступних 100 мільярдів років або близько того, більшість зірок і галактик, які ми зараз бачимо на небі, зникнуть назавжди, впадаючи за межі будь-яких областей космосу, які ми могли б досягти, навіть у принципі. Це обмежить здатність далекого майбутнього розвиненої цивілізації збирати енергію і, таким чином, обмежить будь-яку кількість речей, які вони можуть зробити».
Ілюстрація, що показує модель холодної темної матерії Ламби (LCDM), яка показує, як вплив темної енергії призвело до прискореної швидкості космічного розширення. Авторство: Wikipedia Commons/Алекс Міттельманн
Окрім того, що є головою Група теоретичної астрофізики у FNAL доктор Хупер також є доцентом кафедри астрономії та астрофізики Чиказького університету. Таким чином, він добре розбирається, коли справа доходить до великих питань позаземного розуму (ETI) і того, як космічна еволюція вплине на розумні види.
Щоб розібратися, як розвинені цивілізації могли б жити в такому Всесвіті, доктор Хупер починає з припущення, що цивілізації, про які йде мова, будуть типом III на Шкала Кардашева . Названа на честь російського астрофізика Миколи Кардашева, цивілізація III типу досягла б галактичних розмірів і могла б контролювати енергію в галактичному масштабі. Як вказав Хупер:
«У своїй роботі я припускаю, що раціональною реакцією на цю проблему було б швидке розширення цивілізації, захоплення зірок і перенесення їх до центральної цивілізації, де їх можна було б використати. Ці зірки можна транспортувати, використовуючи енергію, яку вони виробляють самі».
Як визнає доктор Хупер, цей висновок ґрунтується на двох припущеннях: по-перше, високорозвинена цивілізація намагатиметься максимізувати свій доступ до корисної енергії; по-друге, що наше теперішнє розуміння темної енергії та майбутнього розширення нашого Всесвіту приблизно правильне. Маючи це на увазі, доктор Хупер спробував розрахувати, які зірки можна отримати за допомогою сфер Дайсона та інших мегаструктур.
Цей збір, за словами доктора Хупера, полягав у створенні нетрадиційних сфер Дайсона, які використовували б енергію, яку вони збирали від зірок, щоб рухати їх до центру цивілізації виду. Зірки великої маси, швидше за все, розвиватимуться за межами головної послідовності, перш ніж досягнуть місця призначення центральної цивілізації, а зірки з малою масою не генерують достатньо енергії (і, отже, прискорення), щоб уникнути падіння за горизонт.
З цих причин доктор Хупер робить висновок, що зірки з масою від 0,2 до 1 маси Сонця будуть найпривабливішими мішенню для збору врожаю. Іншими словами, зірки, схожі на наше Сонце (G-тип, або жовтий карлик), помаранчеві карлики (K-тип) і деякі зірки типу M (червоний карлик) – усі вони підходять для цілей цивілізації типу III. Як зазначає д-р Хупер, слід враховувати обмежувальні фактори:
«Дуже маленькі зірки часто не виробляють достатньо енергії, щоб повернути їх у центральну цивілізацію. З іншого боку, дуже великі зірки живуть недовго, і вони закінчать ядерне паливо, перш ніж досягнуть місця призначення. Таким чином, найкращими цілями такої програми були б зірки, подібні за розміром (або трохи менші), ніж Сонце».
Виходячи з припущення, що така цивілізація може подорожувати зі швидкістю від 1 до 10% від швидкості світла, доктор Хупер оцінює, що вони зможуть збирати зірки в радіусі спільного руху приблизно від 20 до 50 мегапарсек (близько 65,2 мільйонів до 163 мільйони світлових років). Залежно від їхнього віку, від 1 до 5 мільярдів років, вони зможуть збирати зірки в діапазоні від 1 до 4 мегапарсек (3 260 до 13 046 світлових років) або до кількох десятків мегапарсек.
На додаток до створення основи для того, як достатньо розвинена цивілізація могла б пережити космічне прискорення, стаття доктора Хупера також надає нові можливості для пошуку позаземного розуму (SETI). Хоча його дослідження в першу чергу розглядає можливість появи такої мегацивілізації в майбутньому (можливо, це буде навіть наша власна), він також визнає можливість того, що така мегацивілізація вже може існувати.
У минулому вчені пропонували шукати сфери Дайсона та інші мегаструктури у Всесвіті, шукаючи ознаки в інфрачервоному або субміліметровому діапазоні. Однак мегаструктури, які були побудовані для того, щоб повністю збирати енергію зірки та використовувати її для транспортування в космос на релятивістських швидкостях, випромінюють зовсім інші сигнатури.
Крім того, наявність такої мегацивілізації можна було б розпізнати, подивившись на інші галактики та області космосу, щоб побачити, чи вже розпочався процес збирання та транспортування (чи знаходиться на просунутій стадії). У той час як колишні пошуковці сфер Дайсона зосереджувалися на виявленні присутності структур навколо окремих зірок у Чумацького Шляху, цей вид пошуку буде зосереджений на галактиках або групах галактик, у яких більшість зірок будуть оточені сферами Дайсона та видалені.
«Це дає нам зовсім інший сигнал для пошуку», — сказав доктор Хупер. «Розвинена цивілізація, яка перебуває в процесі цієї програми, змінить розподіл зірок у просторах протяжністю десятки мільйонів світлових років і, ймовірно, вироблятиме інші сигнали в результаті зоряного руху».
Зрештою, ця теорія не лише надає можливе рішення щодо того, як розвинені види могли б пережити космічне розширення, вона також відкриває нові можливості для пошуку позаземного розуму. З інструментами наступного покоління, які дивляться далі у Всесвіт і з більшою роздільною здатністю, можливо, нам слід шукати гіпершвидкісні зірки, які транспортуються в одну і ту ж область космосу.
Це може бути цивілізація типу III, яка готується до дня, коли темна енергія візьме верх!
Подальше читання: arXiv
