Das Leben zu finden ist vielleicht das wichtigste und begehrteste Ziel der Astronomie, vorzugsweise intelligent, irgendwo außerhalb der Erde. Angesichts der Leichtigkeit, mit der sich das Leben auf unserem Heimatplaneten ausbreitet und vermehrt, und der Verfügbarkeit von Zutaten für das Leben im gesamten Universum ist es schwierig zu schließen, dass wir allein im Universum sind. Allein in der Milchstraße gibt es etwa 400 Milliarden Sterne, von denen jeder seine eigene Geschichte und Lebenschancen hat. Ungeachtet dessen, wie technologisch fortgeschrittene Menschen geworden sind, ist die Suche nach außerirdischen Zivilisationen erfolglos, vielleicht weil technologisch fortgeschrittene Zivilisationen nicht so kommunizieren, wie wir es gewohnt sind. Aber eine fortgeschrittene Zivilisation könnte eine Kugel um ihre Sonne bauen - die Dyson-Kugel - um 100% ihrer Energie zu absorbieren. UnglaublichAber wir haben die Technologie, um sie zu erkennen. Wenn sie natürlich existieren.
Roy Dyson wird als Schritt in Richtung der Dyson-Sphäre gesehen, wenn das Licht von einer Reihe von Raumfahrzeugen blockiert wird, die vor dem Stern fliegen.
Auf der Erde wird die Menge an Energie, die uns zur Verfügung steht, durch die Menge an Sonnenlicht bestimmt, die auf die Oberfläche unseres Planeten fällt. In der Entfernung der Erde von der Sonne entspricht dies ungefähr 1300 Watt pro Quadratmeter, sinkt jedoch auf 1000, wenn Licht durch die Atmosphäre dringen muss. Wenn wir den Raum über der Erdatmosphäre mit Sonnenkollektoren bedecken würden, würden wir ständig 166 Millionen Gigawatt Energie auf der ganzen Erde sammeln. Dies ist eine kolossale Energiemenge: Selbst eine Sekunde eines solchen Flusses könnte Erdlingen ein ganzes Jahr lang Energie liefern. Aber nur ein Teil dieser Energie wird von der Sonne produziert. Es gibt auch andere Möglichkeiten.
Das Konzept eines Weltraum-Solarkraftwerks gibt es schon lange, aber niemand wagte es, an eine Reihe von Milliarden Kilometern zu denken. Eine Kugel oder ein Schwarm von Dyson würde noch weiter gehen und Paneele um die Sonne selbst einschließen oder umwickeln.
Zum Beispiel könnten wir einen Schwarm im Weltraum bauen, um noch mehr Energie von der Sonne zu sammeln. Stellen Sie sich eine große Flotte von Raumschiffen vor, die sich in einem Ring oder einer Reihe von Ringen mit einem großen Sammelbereich bewegen. Diese Energie könnte für jeden Zweck verwendet werden: Sie könnte in einem Strahl auf die Erde gerichtet werden, sie könnte vor Ort verwendet werden, um ein Netzwerk im gesamten Sonnensystem zu schaffen, oder für interplanetare oder interstellare Kommunikation. Hier wurde die Idee fremder Megastrukturen geboren - die als eine der Erklärungen für das Phänomen der Verdunkelung von Tabbys Stern vorgeschlagen wurde.
Die ehrgeizigste Megastruktur wird jedoch die sogenannte Dyson-Kugel sein: eine Hülle um einen Stern, die seine gesamte Energie absorbiert. Wir könnten dies tun, indem wir einen kleinen Planeten wie Merkur verschlingen, ihn in Eisen und Sauerstoff zerlegen und eine reflektierende Oberfläche aus Hämatit erzeugen. Wenn eine außerirdische Zivilisation dasselbe tun würde, würde die Hülle den Stern vollständig verbergen und ihn praktisch nicht mehr nachweisbar machen.
Die Dyson-Kugel bedeckt den Stern vollständig und absorbiert seine gesamte ultraviolette und sichtbare Strahlung. Nur Infrarotstrahlung und lange Wellen werden durchgelassen.
In jedem Fall nicht nachweisbar für Teleskope, die im sichtbaren Lichtspektrum arbeiten, da eine solche Kugel das Licht des Sterns vollständig blockieren würde. Aber auch eine stark reflektierende Oberfläche muss einen Teil der Energie absorbieren. Und wenn Energie im Laufe der Zeit absorbiert wird, muss sie irgendwo umgeleitet werden, um eine stabile Temperatur aufrechtzuerhalten. Daher muss die Energie ins Universum gelangen, auch wenn kein sichtbares Licht vorhanden ist. Wenn die Erde nachts Infrarotenergie ausstrahlt, wird dies auch die Dyson-Kugel sein.
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Nachts sendet die Erde elektromagnetische Signale aus, aber die überwiegende Mehrheit befindet sich im Infrarotbereich, da Sonnenlicht und tagsüber absorbierte Wärme in den Weltraum geleitet werden.
Die Europäische Weltraumorganisation hat kürzlich einen riesigen Datensatz des leistungsstärksten Satelliten veröffentlicht, der jemals die Sterne der Milchstraße kartiert und erkundet hat: Gaia. Es gelang ihm, Informationen über 1,7 Milliarden Sterne in unserer Galaxie zu sammeln, sodass wir die komplexeste 3D-Karte der Sterne in der Milchstraße erstellen konnten. Dies sind nicht alle Sterne, sondern eine Größenordnung mehr als zuvor aufgezeichnet.
Eines der großartigen Dinge, die Gaia messen konnte, war die Farbe und Größe vieler Sterne, von schwachen roten Zwergen (und sogar braunen Zwergen) bis zu Sternresten wie weißen Zwergen, Hauptreihensternen, Riesen und Überriesen, die am hellsten leuchten. Aber Gaia beobachtete nicht nur im sichtbaren, sondern auch im nahen Infrarot, was bedeutet, dass er Objekte sah, die vor den Augen von Menschen verborgen sind. Unter ihnen sind superkalte Sterne, sowohl Riesen als auch Zwerge. Und Dyson-Kugeln, wenn sie existieren und spezifische Temperatur- / Leuchtkraftprofile haben.
Die große, fette Linie, die das Diagramm von links unten nach rechts oben kreuzt, ist die Hauptsequenz, in der die Sterne Wasserstoff zu Helium verschmelzen. Oben rechts befinden sich Sterne in einer riesigen oder übergroßen Phase: Sie verbrennen schwerere Elemente und dehnen sich zu viel größeren Größen aus. Obwohl sie heller leuchten, ist ihre Temperatur niedriger, da Energie über einen großen Bereich gestreut wird und Energie emittiert.
Die Dyson-Kugel macht fast dasselbe, aber mit einem normalen oder massearmen Stern. Sie schaffen eine große Oberfläche, aus der die Energie des Sterns entweicht und die bei einer niedrigeren Temperatur strahlt, während sie dieselbe Gesamtenergie abgibt. Die Infrarotsignatur sollte theoretisch eine ähnliche Kugel ergeben, aber der Gaia-Satellit schlug eine andere Option vor, die von Eric Zakrisson entdeckt wurde: die Diskrepanz zwischen der Entfernung basierend auf der Leuchtkraft und der Parallaxenentfernung.
Die seit dem 19. Jahrhundert verwendete Parallaxenmethode beinhaltet die Beobachtung der Positionsänderung eines Sterns neben einem weiter entfernten Hintergrundstern. Wenn die Parallaxen- und Leuchtkraftabstände des Sterns nicht übereinstimmen, kann dies die außerirdische Megastruktur erklären … oder dass sich der Stern in einem binären System befindet.
Wenn Sie anhand des beobachteten Lichts auf eine Entfernung schließen und diese dann auf völlig andere Weise (unter Verwendung der Geometrie) messen, sollten die beiden Zahlen übereinstimmen. Die Tatsache, dass Gaia mehrere Diskrepanzen sah, könnte auf verschiedene Dinge hinweisen, einschließlich der Strukturen der Außerirdischen. Die menschliche Natur ist so, dass wir sofort nach der fantastischsten Erklärung suchen. Ein banalerer und vernünftigerer Grund wäre jedoch, dass Sterne doppelte Gefährten haben: Dies ist ein ziemlich verbreitetes Phänomen im Universum. Der Mangel an überschüssiger Infrarotstrahlung, der für Strukturen wie die Dyson-Kugel erforderlich ist, führt uns von der Hypothese der Außerirdischen und ihrer Strukturen weg.
Eine Reihe von Observatorien, darunter das Raumschiff Gaia, verfügen über Technologien, mit denen Dyson-Kugeln, die mehrere tausend Lichtjahre von der Erde entfernt sind, im Prinzip erfasst werden können, wenn wir davon ausgehen, dass sie sich in der gleichen Entfernung von einem Stern wie der Sonne befinden wie die Erde von unserem Stern. Ein roter Zwergstern sollte in Gaias Augen mit einer kleinen Dyson-Kugel in einer Entfernung von bis zu hundert Lichtjahren sichtbar sein, aber ein riesiger oder übergroßer Stern wäre von fast überall in der Galaxie sichtbar. Unter den 1,7 Milliarden von Gaia zusammengebauten Objekten befanden sich Dyson-Kugeln im Bau. Und wenn man Daten von Infrarot-Observatorien vergleicht, kann man fertige Dyson-Kugeln finden, die genug Energie emittieren. Zum Zeitpunkt dieser Veröffentlichung wurde jedoch keine Dyson-Kugel in der Milchstraße gefunden.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass sie nicht existieren; das heißt, wenn sie es sind, haben wir sie noch nicht gesehen. Dysons Kugeln sind möglicherweise weiter als Gaia sieht, in der Nähe kleinerer Sterne. Infrarotobservatorien wie WISE definieren die Grenzen der Suche, und Observatorien der nächsten Generation könnten möglicherweise eine Signatur der Wärmeabfuhr von einem solchen Objekt erkennen.
Angesichts der Vielzahl von Observatorien, die den Himmel vermessen haben, kann man relativ sicher sagen, dass wir zu diesem Zeitpunkt noch keine Dyson-Kugeln gefunden haben. Vielleicht gibt es irgendwo intelligente Außerirdische, die die gesamte Energie ihrer Sterne vollständig nutzen und riesige transplanetare Reiche erschaffen, aber es gibt keine Beweise dafür. Es kann nur eine vernünftige Schlussfolgerung gezogen werden: Unsere Galaxie hat, soweit wir das beurteilen können, diese gigantischen außerirdischen Strukturen nicht.
Ilya Khel