آیا کره‌های دایسون می‌توانند در فضا دوام بیاورند و انرژی ستارگان را جذب کنند؟

پژوهشگری در دانشگاه گلاسگو به کاوش در امکان وجود ابرسازه‌های فرضی برداشت انرژی، موسوم به کره‌های دایسون پرداخته است که در صورت تحقق می‌توانند شیوه بهره‌برداری از انرژی ستاره‌ای را متحول کنند.

به گزارش سرویس علمی تک‌ناک، بر اساس این مطالعه جدید، هر دو سامانه «موتورهای ستاره‌ای» و «حباب‌های دایسون» در شرایط مهندسی مناسب قادر هستند به پایداری گرانشی دست یابند؛ وضعیتی که به آنها امکان می‌دهد به‌ طور پایدار حجم عظیمی از انرژی را از ستاره‌های دوردست جذب کنند.

حتما بخوانید: حقایق کهکشان راه شیری؛ سفری از دل غبار ستارگان تا افق رویداد

تعریف کره‌های دایسون

کره‌های دایسون نخستین‌بار در سال ۱۹۶۰ توسط فریمن دایسون مطرح شد؛ نظریه‌ای که بر اساس آن، تمدن‌های فوق‌پیشرفته می‌توانند انرژی ستاره میزبان خود را در مقیاسی بسیار فراتر از فناوری‌های خورشیدی کنونی زمین برداشت کنند. در این چارچوب، سازه‌های گسترده پیرامون ستاره مستقر می‌شود تا ظرفیت گسترش کیهانی این تمدن‌های فرضی فراهم شود. در دهه‌های بعد، گونه‌های مختلفی از این مگاسازه‌ها مورد بررسی قرار گرفته‌اند. موتورهای ستاره‌ای می‌توانند با استفاده از دیسک‌های بازتابنده عظیم، انرژی ستاره را به رانش تبدیل کنند و کل منظومه را به یک سامانه متحرک بدل نمایند. در مقابل، حباب‌های دایسون با شبکه‌ای از فضاپیماهای کوچک جمع‌آوری انرژی، ستاره را احاطه می‌کنند.

بیشتر بخوانید: شگفت‌انگیزترین تصاویر فضایی سال ۲۰۲۵

با وجود تنوع مفهومی، یک مانع بنیادین مشترک وجود دارد: هرچه مقیاس سازه بزرگ‌تر باشد، نگهداشت زیرساختی پایدار و قابل اتکا پیچیده‌تر می‌شود. در مقاله‌ای تازه از کالین مک‌اینس، استاد مهندسی در دانشگاه گلاسگو، یک چارچوب ریاضی برای امکان‌پذیری این سازه‌ها ارائه شده است. این پژوهش که در نشریه Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است، استدلال می‌کند که با طراحی و تمهیدات مهندسی دقیق، می‌توان پایداری گرانشی این ابرسازه‌ها را تضمین کرد و به ظرفیت‌های بسیار بالای برداشت انرژی دست یافت. مک‌اینس در گفت‌وگو با Phys.org تاکید کرده است که سازه‌های مصنوعی فوق‌مقیاس مانند موتورهای ستاره‌ای و حباب‌ها و کره‌های دایسون مدت‌ها است در مطالعات جست‌وجوی هوش فرازمینی (SETI) مطرح هستند و هدف او استفاده از مدل‌های ریاضی برای درک پویایی این سامانه‌ها و چگونگی دستیابی آنها به پایداری غیرفعال است.

برای مطالعه بیشتر: نخستین نقشه کامل آسمان در ۱۰۲ رنگ مادون‌قرمز منتشر شد + ویدیو

مهار انرژی ستارگان

مک‌اینس در این مطالعه تلاش کرده است مشخص کند که آیا کره‌های دایسون می‌توانند بدون نیاز به نگهداشت مداوم و پرهزینه، به‌ طور پایدار در فضا باقی بمانند یا خیر. در همین راستا، این پژوهشگر دانشگاه گلاسگو مدل‌های ساده‌سازی‌شده‌ای توسعه داده است تا این مگاسازه‌های فرضی را به‌ صورت واقع‌بینانه ارزیابی کند. در این مدل‌ها، کره‌های دایسون به‌ عنوان اجسام گسترده در نظر گرفته شده‌اند، نه جرم‌های نقطه‌ای؛ رویکردی که امکان محاسبه دقیق‌تر نیروهای گرانشی و فشار تابشی را فراهم می‌کند. در مورد موتورهای ستاره‌ای، نتایج مدل نشان می‌دهد که پایداری به توزیع جرم روی دیسک بازتابنده وابسته است؛ دیسکی که برای بهره‌برداری از انرژی ستاره به کار می‌رود. توزیع یکنواخت جرم، دیسک را ناپایدار می‌کند، اما پشتیبانی بازتابنده توسط یک حلقه بیرونی با تمرکز عمده جرم می‌تواند شرایط لازم را برای پایداری غیرفعال فراهم آورد.

در سناریوی حباب‌های دایسون نیز مک‌اینس یک ابر متراکم از بازتابنده‌های کم‌جرم را مدل‌سازی کرده است. اگر این خوشه به اندازه‌ای بزرگ باشد که گرانش درونی آن باعث ناپایداری نشود، چنین سامانه‌ای نیز قادر است در یک پیکربندی پایدار عمل کند. به گفته این دانشمند دانشگاه گلاسگو، درک دقیق‌تر سازوکار عملکرد این مگاسازه‌ها در شرایط واقعی می‌تواند مسیر جست‌وجوی حیات هوشمند فرازمینی را هدفمندتر کند. در نهایت، این رویکرد به اخترشناسان کمک خواهد کرد تا بدانند در گستره عظیم کیهان باید به دنبال چه نشانه‌ها و چه نوع سازه‌هایی باشند.