امکان ساخت یک کره دایسون پایدار وجود دارد؛ پیشرفت عجیب با اسیر کردن کل انرژی یک ستاره
ارسال شده توسط: امیرحسین کریم نژاد 23 اردیبهشت 1404 ساعت 15:57
دانشمندان متوجه شده‌اند که امکان ساخت یک کره دایسون پایدار وجود دارد و این سازه حیرت‌آور فقط به دنیای خیالات محدود نمی‌شود. در صورت ساخت کره دایسون انسان از کل انرژی ستاره خود بهره می‌برد و جهشی باورنکردنی خواهد کرد.
اولین‌بار در سال ۱۹۶۰ بود که یک فیزیکدان برجسته به‌نام فریمن دایسون ایده یک ابرسازه خاص را مطرح کرد. او باور داشت که موجودات فضایی پیشرفته می‌توانند با ایجاد ساختارهای عظیم در اطراف ستاره خود اکثر انرژی ستاره را دریافت نمایند. در آن زمان افراد کمی امکان ساخت کره دایسون را جدی می‌گرفتند. حتی برخی این ایده را مسخره می‌کردند. هرچند پس از گذشت چند دهه کره دایسون هر لحظه جدی‌تر می‌شود.
یکی از مشکلات اساسی ساخت کره دایسون پایدار برطرف شد
انرژی ارسالی از خورشید به‌سمت زمین حدود ۱۰ هزار برابر بیشتر از نیاز فعلی بشر است. ولی ما فقط ذره کوچکی از این انرژی را مصرف می‌کنیم. در نتیجه به‌شدت درگیر سوخت‌های فسیلی و نیروگاه‌های گوناگون هستیم. اگر ساخت کره دایسون یا حتی حلقه دایسون میسر شود، بشر برای ابد در زمینه انرژی نگرانی نخواهد داشت.
باید به‌شما یادآوری کنیم که کره زمین به‌خاطر ابعاد کوچک خود تنها قسمتی از انرژی خورشید را دریافت می‌کند. در صورتیکه ساخت کره دایسون به‌منظور دریافت کل انرژی تولیدی توسط یک ستاره است. در این موقعیت انرژی دریافتی از خورشید ۲۰ ترلیون برابر نیاز بشر خواهد بود. البته ما فعلا توانایی اینکار را نداریم و گفته می‌شود که تنها از پس یک تمدن نوع ۲ در مقیاس کارداشف برمی‌آید.
البته مسئله ساخت کره دایسون یک چیز است و مسئله پایدار نگه داشتن چنین سازه عظیمی یک چیز دیگر. بسیاری از دانشمندان معتقد هستند کره دایسون به‌شکل فاجعه‌باری ناپایدار است. خود فریمن دایسون فکر می‌کرد که زمانی تمدن انسانی آنقدر پیشرفت می‌کند که به فضای حیاتی و انرژی فوق‌العاده زیادی نیاز خواهد داشت. در این موقعیت انسان‌ها باید یک سیاره را منفجر کرده و آن را به یک پوسته بزرگ کره‌ای شکل تبدیل کنند.
تبدیل سیاره‌ای با جرم مشتری به یک پوسته توخالی می‌تواند هدف را محقق کند. هرچند مشکل اینجاست که یک پوسته خالی جاذبه ندارد و نمی‌تواند پایدار بماند. پس از مدتی نیز ستاره میزبان آن را نابود خواهد کرد. راه‌حل چیست؟
شخصی به‌نام کالین مکلنز از دانشگاه گلاسکو راه‌حل را در وجود یک ستاره دوم می‌داند. او که حسابی جذب ایده ساخت کره دایسون شده بود، حالت‌های مختلف دو ستاره‌ای را امتحان کرد. اگر کره دایسون دو ستاره را به‌صورت همزمان پوشش دهد، می‌تواند تا حدودی پایدار باقی بماند. هرچند که این پایداری نیز دائمی نیست.
در نهایت مکلنز متوجه شد اگر در یک سامانه دو ستاره‌ای یک ستاره بسیار کوچکتر از دیگری باشد، می‌توان از ساخت یک کره دایسون پایدار صحبت کرد. در این حالت کره دایسون باید ستاره کوچکتر را احاطه کند. حرکت ستاره کوچکتر نقش لنگر گرانشی را ایفا می‌کند و باعث می‌شود که کره دایسون در مداری ثابت به‌دور ستاره بزرگتر حرکت کند. در این موقعیت از برخورد فاجعه‌بار نیز خبری نخواهد بود.
اگرچه این ایده امیدوارکننده به‌نظر می‌رسد، اما نکات ریزی هم دارد. جرم ستاره کوچکتر نباید بیشتر از یک‌دهم ستاره بزرگتر باشد. در غیر این‌صورت پایداری از بین خواهد رفت. همچنین خود کره باید فوق‌العاده سبک و باریک باشد. دلیل این مسئله نیز عدم تاثیرگذاری گرانشی بر پویایی سیستم و پایداری آن عنوان شده است.
مکلنز شاید توانسته باشید یکی از چالش‌های ساخت کره دایسون را برطرف کند، اما هنوز مشکلات بسیار بزرگی در این راه وجود دارند. چنین کره‌ای باید فشار بسیار زیادی را در نتیجه انرژی جهنمی سیاره تحمل کند. آيا این کره نیازی به تعمیر و نگهداری نخواهد داشت؛ چنین‌کاری چگونه انجام می‌شود؟ بدتر از همه اینکه چطور می‌خواهیم چنین سازه عجیبی را در فضا بسازیم؟
داستان ساخت ایستگاه فضایی بین‌المللی به‌خوبی نشان می‌دهد که ساخت یک سازه پیچیده در فضا تا چه حد چالش‌برانگیز است. ما به‌سختی توانسته‌ایم چند تن تجهیزات را به محیط اطراف خود منتقل کنیم. چطور می‌خواهیم برای ساخت کره دایسون میلیاردها میلیارد تن ماده را به مدار خورشید انتقال داده و در آن نقطه کار مونتاژ را آغاز کنیم؟
زمان مورد نیاز برای چنین پروژه عظیمی احتمالا در مقیاس هزاران سال خواهد بود. آیا نسل‌های بعدی انجام چنین‌کاری را به‌صرفه می‌دانند یا صرفا ترجیح می‌دهند سراغ راه‌های جایگزین بروند؟ حالا تصور کنید همه‌چیز آماده شد و کره دایسون نیز در محل قرار گرفت. فضا محیطی آرام و پایدار نیست.
بیشتر بخوانید
شهاب‌سنگ‌ها، طوفان‌های خورشیدی و مشکلات مداری می‌توانند به کره دایسون آسیب بزنند. گاهی هم از کار افتادن یک قطعه می‌تواند موجی از خرابی‌های گسترده را ایجاد کند. فراموش نکنید که ما با یک سازه کوچک طرف نیستیم و البته آن سازه نیز در زمین قرار ندارد.
مکلنز توانسته یکی از موانع پرشمار در مسیر ساخت کره دایسون را بردارد؛ اما ما هنوز با چالش‌های زیادی مواجه هستیم. اگر پیشرفت بشر با سرعت ادامه پیدا کند و مشکلاتی مثل جنگ جهانی، تغییرات اقلیمی و … سبب نابودی انسان نشوند، احتمالا تا ۳۰۰۰ سال دیگر می‌توانیم ایده ساخت کره دایسون به‌دور یک ستاره را عملی کنیم.
