Pátrání po mimozemských civilizacích je doposud zhola neúspěšné. Týká se to i Dysonových sfér, megastruktur, které si počátkem šedesátých let vysnil fyzik Freeman Dyson. Dysonovy sféry by měly budovat technologicky extrémně pokročilé civilizace kolem hvězd, aby z nich těžily energii. Dyson rovněž navrhl, že bychom mohli takové megastruktury nalézt podle tepelných stop v pásmu infračerveného záření středních vlnových délek. Toto záření je dodnes považováno za slibné.
Nicméně, na žádnou Dysonovu sféru jsme zatím v okolním vesmíru nenarazili. Někteří odborníci se domnívají, že je na čase pozměnit parametry pátrání. Jason T. Wright z výzkumných center Center for Exoplanets and Habitable Worlds a Penn State Extraterrestrial Intelligence Center (PSTI) doporučuje, že by lidé SETI a podobných projektů měli hledat podle toho, k čemu se případné Dysonovy sféry mohou využívat a nikoliv jen podle tepelných stop.
Do dnešního dne se objevily pouze tři projekty průzkumu celé oblohy v oblasti infračerveného záření středních vlnových délek, které využívaly pozorování sond Infrared Astronomical Satellite (IRAS), Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) a AKARI. Pátrání po stopách megastruktur v těchto průzkumech byla neúspěšná. Významnou součástí problému je, že astrofyzici včetně Wrighta v minulosti navrhli jen dost jednoduché modely toho, co bychom vlastně měli hledat, které byly navíc založené na řadě předpokladů, například ohledně tvaru megastruktury nebo její vzdálenosti od hvězdy. Zároveň není jasné, o jaké by mělo jít materiály, což pátrání rovněž komplikuje.
Dyson se ve svých původních úvahách soustředil jen na zákony fyziky a představoval si, že účelem takové megastruktury by byla jen těžba energie. Dnešní představy jsou více rozmanité a zahrnují například magastruktury jako gigantické superpočítače (Matrioshka Brain) anebo jako hvězdné stroje (Shkadov Thruster). Posun od Dysonových úvah je i v tom, že Wright do svých odhadů zahrnuje proces stavby takové megastruktury.
Wright nakonec dospěl k tomu, že smysl má hledat spíše menší a horké Dysonovy sféry, protože jiné typy sfér nepřinášejí zásadní výhody. Také je přesvědčen, že pokud ta situace nastane, měli bychom být schopni rozeznat kompletní Dysonovy sféry od nehotových megastruktur. Dříve se přitom někteří odborníci domnívali, že by Dysonovy sféry mohly být spíš velmi velké a dost chladné.
V rámci pátrání po Dysonových sférách si teď pozornost získal Project Hephaistos, který vede astrofyzik Mathias Suazo z Uppsala universitet. Projekt zahrnuje pozorování vesmírných observatoří Gaia a WISE, plus data průzkumu oblohy Two Micron All Sky Survey(2MASS). V prostoru vesmíru o velikosti zhruba 1 000 světelných let proseli asi 5 milionů možných kandidátů, mezi nimiž dospěli k asi 20 nadějným objektům, které můžeme prozkoumat pomocí přicházející nové generace teleskopů. Uvidíme, co najdou zajímavého.
Video: What Is A Dyson Sphere?
Video: Jak postavit Dysonovu sféru - Ultimátní Megastrukturu
Literatura
Záhada krátkověkých zdrojů na obloze: Ve hře je i mimozemské vysvětlení
Autor: Stanislav Mihulka (18.12.2019)
Dysonova sféra kolem černé díry by mohla být extrémním zdrojem energie
Autor: Stanislav Mihulka (22.08.2021)
Mimozemské Dysonovy sféry bychom mohli nalézt u bílých trpaslíků
Autor: Stanislav Mihulka (16.05.2022)
Diskuze:
@ Igor Druhý
D@1imi1 Hrušk@,2023-10-19 20:17:36
Buď zde vědomě děláte trolla, nebo jste ukázkový projev Dunning-Krugerova efektu. K tématu:
1. Napověděl jsem vám, že síla (i tlak) v té sféře působí především v tečném směru. Vy sem místo rovnice, kterou ten tlak doměle počítáte, hodíte rovnici pro tíhovou sílu s odůvodněním, že je to také rovnice (to může někdo myslet vážně!?!). A to neřeším, že jste do svého příspěvku zamotal ještě několik dalších nesmyslů. Teď např. naznačujete, že byste ten tlak počítal stejně jako hydrostatický, což nemůžete. Hydrostatický tlak je všesměrový, ale tady se bavíme o tlaku, který působí tečně.
2. Psal jsem, že výpočet toho tlaku je mnohem složitější. Při psaní u oběda z mobilu bych ho nezvládnul. Ve vašem případě jde beztak o házení hrachu na zeď. Chytrému by stačilo napovědět, což jsem udělal. Každopádně pro zajímavost jsem si to teď spočítal.
3. K výpočtu. Dejme tomu, že Dysonova sféra bude mít tloušťku 1m a bude vyrobena z diamantu (potřebuji k výpočtu nějakou hustotu). Poloměr sféry bude 1AU (150E9m). Nejdřív z té sféry vezmu malou výseč o průměru 1m. Potřebuji znát její hmotnost. Pro zjednodušení zanedbám zakřivení, které skoro žádné nemá a budu počítat jako s válcem:
m=π*r^2*h*ρ
m=3,14*0,25*3500
m=2747,5kg (≈2750kg)
Na výseč působí v dostředivém směru tíhová síla:
F=m*g
F=2750*0,0059
F≈16,2N
Teď začíná část, ke které jste se nedopracoval. Znám sice sílu, která působí v dostředivém směru, ale potřebuji znát sílu, která působí v tečném směru (kolmo na plášť výseče). Z ní potom vypočítám tlak.
Zajímá mě poměr výšky kužele vůči délce jeho strany. Kužel má základnu tvořenou sečnou sféry a jeho plášť je vůči povrchu sféry tečný. Technickou překážkou při výpočtu je, že všechny dostupné kalkulačky taková hausnumera při výpočtu rovnou zaokrouhlují na celé hodnoty, takže když chci např. spočítat kosinus, vždy dostanu 1. Totéž se děje při použití pythagorovy věty. Takže si pro výpočet zmenším poloměr sféry o 9 řádů a výsledek pak posunu o stejný počet řádů nahoru.
Nebudu sem přepisovat výpočet, protože bez nákresu, který jsem si udělal na papír, by to stejně bylo složité. Poměr výšky vůči délce strany mi vyšel 1:3E11
Tedy síla, která působí na obvod výseče je 16,2*3E11 = 4,8E12 Newtonů.
Obvod pláště výseče je 3,14m2. Působí na ni tedy tlak 1,53E12 Pascalů neboli 1530GPa
4. A teď ta nejzábavnější část. Diamant je nejpevnější známý materiál. Byla pozorována pevnost až 60GPa a podle teoretických výpočtů by mohl dosáhnout až 90-225GPa (anglická Wiki). Tedy jeho teoretická pevnost je zhruba o řád nižší, než by bylo potřeba pro ideální Dysonovu sféru kolem Slunce s poloměrem 1AU. Ještě větší problém ale je, že diamant je křehký. Rozbijete ho kovovou palicí, která je mnohem měkčí než on sám. Jakákoliv nehomogenita tvaru nebo vibrace by proto ihned vedly k rozdrcení, i kdyby měl diamant dvacetkrát vyšší pevnost, než má. Problémy jako meteority ani nezmiňuji.
5.Pokud jsem udělal nějakou fundamentální chybu ve výpočtu a mělo by to vyjít řádově jinak, tak mě někdo případně opravte.
Jakub Fiala,2023-09-26 20:31:30
Možná je i varianta, že než se dostane civilizace do fáze kdy by postavila něco viditelného v hvězdném měřítku tak se přesune z hmoty do čistě postfyzické existence nebo naopak setrvá v tom fyzickém a uchýlí se do virtuálního světa v quantovém/klasickém počítači, ...
Teoreticky je lepší
Martin Jahoda,2023-09-26 09:21:28
způsob hledání civilizace používající pro komunikaci rádiové frekvence tak jako my, že změříme vyzařované spektrum daného tělesa. Nebudeme ale hledat nějakou jednu frekvenci ale výjdeme z předpokladu, že každé těleso vyzařuje energii podle své teploty a naměřená křivka pustého tělesa má jeden vrchol. Pokud ale bude civilizace používat EM spektrum jako my, měl by se na neměřené křivce objevit druhý vrchol v oblasti rádiových vln. Nebude to jedna nějaká frekvence ale "zvýšený šum" v celé oblast rádiových vln.
Nekontaktovat
David Pešek,2023-09-25 21:27:48
Hlavně pokud takovou civilizaci někdo nalezne tak doufám že jim nevude telefonovat. Taková civilizace co staví megakonstrukce kokem hvězd to dělá pravděpodobně z důvodu totálního vytěžení planet a dalších těles soustavy a kdyvy se dověděli o planetě hostící primitivní civilizaci (to jsme my) pak je to pro ně popud k expanzi - nahrazení naší civilizace, vytěžení planet Sluneční soustavy a stavby megastruktur kolem Slunce. Nevolejte mimozemšťanům!
Blbosť
Daniel Slovák,2023-09-24 02:09:32
Kde sa berie tá posadnutosť Dysonovými sférami ? Civilizácia, ktorá by niečo také dokázala postaviť by logicky radšej postavila vesmírne lode a odletela ku vhodnej exoplanéte. A to ani nehovorím o nemožnosti niečo také postaviť,o udržovateľnosti a faktu že taká konštrukcia by sa musela roztaviť, pokiaľ by teda obklopovala celú hviezdu. A cena ? ISS má životnosť 20 rokov a stála 150 mld USD. Kto by zaplatil Dysonovú sféru ?
Re: Blbosť
D@1imi1 Hrušk@,2023-09-24 09:13:00
Roztavit by se nemusela - z vnitřní strany by absorbovala energii, z vnější strany by emitovala odpadní tepelné záření. Ale spíš nechápu, jakým hypotetickým fyzikálním mechanismem by ta sféra mohla držet tvar, aby se nezhroutila vlastní vahou - zejména na pólech. Buď by ji mohla udržovat odstředivá síla - ale pak by šlo o prstenec, nikoliv sféru. A nebo by musela být postavena z nějakého ultrahyperpevného materiálu, o kterém nemáme žádné indicie, že by ho fyzika mohla umožňovat. I kdyby použili pokročilé materiály na bázi uhlíku (něco jako grafen), možná by postavili konstrukce o rozměru stovek nebo tisíců kilometrů, jenže sféra kolem hvězdy znamená milionů kilometrů! Postavit mrakodrap dosahající na GSO je proti tomu sranda (výška 35 tisíc km. Naše současná nejvyšší stavba 1km).
Re: Re: Blbosť
D@1imi1 Hrušk@,2023-09-24 09:31:32
Jinak ještě k Vašemu dotazu, kde se bere posedlost Dysonovými sférami - podle měje to jako v tom starém fórku:
"Pane a opravdu jste ty klíče ztratil tady pod tou lampou? Za deset minut už bychom je dávno museli najít..." " "Ne, ztratil jsem je támhle ve křoví, jenže tam je tma a blbě se tam hledá..."
Re: Re: Re: Blbosť
Daniel Slovák,2023-09-24 09:56:46
Ono to asi má pôvod u Kardaševa a jeho rozdelenia vesmírnych civilizácií podľa spotreby energie. Síce sme ešte žiadne civilizácie vo vesmíre neobjavili ale aj tak sa všetci odvolávanaú na Kardaševa , ako keby to bol vesmírny Nostradamus. Civilizácia ktorá by vyhžívala všetkú energiu hviezdy by svoju planétu zmenila na Venušu. Ale ani tento fakt nebráni fantastom blúzniť dokonca o civilizácií ktoré využívajú energiu celej galaxie. Čo by s ňou robili ? Pritom sú dobré dôvody predpokladať že život môže existovať iba na planétach o priemeru rádovo zhodných so Zemou.(gravitačné zrýchlenie rastie lineárne s priemerom planéty )
Re: Re: Re: Re: Blbosť
D@1imi1 Hrušk@,2023-09-24 12:22:46
Právě - civilizace jsme žádné nenašli, a tak se to někteří snaží změnit. A protože teleskopy ani lodě, kterými bychom mohli důkladněji zkoumat exoplanety, nemáme, soustřeďují se někteří na Dysonovy sféry. Sice je jejich existence nepravděpodobná, ale na exoplanetách je tma a blbě se tam hledá :-)
Re: Re: Blbosť
Vojtěch Kocián,2023-09-25 07:57:36
Dysonova sféra je název pro množství různých megastruktur kolem hvězdy. Začít se může se satelitní konstelací podobnou Starlinku, pokračovat můžete tím, že jednotlivé satelity na stejných drahách začnete sdružovat do pásů, které by nakonec mohly vytvořit kompletní prstence na drahách s různým sklonem. Každý v trochu jiné vzdálenosti od hvězdy, aby do sebe nenarazily. Spíš než jednolitou sférickou plochu by to připomínalo vířící klubko vlny. Ta jednolitá plocha je spíš něco jako teoretická aproximace, která selhává na orbitální mechanice a pevnosti materiálů.
Jak moc by to bylo praktické a co by přinutilo nějakou civilizaci jít tímto směrem, netuším. V zásadě souhlasím s tím, že je snaha pátrat po něčem, co jsme teoreticky schopni odhalit. A když se zatím nic nenašlo na rádiových vlnách a spektroskopie exoplanet je ještě v plenkách, tak zkouší i jiný směr pátrání.
Re: Re: Re: Blbosť
František Kos,2023-09-25 17:59:52
Ale i se Starlinkem budeme mít pořát sféru jen kolem planety. Nikoli kolem hvězdy. Ve své podstatě, v ýjimkou získávání energie mne nenapadá jiný důvod, proč posílat satelity kolem hvězdy. Cokoli živého na této sféře by myselo být sakra dobře chráněno před smrtícím vlivem hvězdného větru.
A teď si vemte, jaké problémy nám naše vlastní ksocmický smetí dělá kolem Země.
Rozlítání objektů v polárních drahách kolem hvězdy by mělo nepředvídatelný vliv na pásy asteroidů.
A kde by na budování něčeho takového vzali energii? My si tu žijeme jako technologický prasátka v technologickým žitě. A to ještě jen menšina populace. To vše jen díky Sluneční energii ukládané miliony let pod zemský povrch během prvohor, a třetihor. A přesto pochybuji, že kdy budeme mít k dispozici takové množství energie na budování čehokoli kosmickýho pro rutínní každodenní využití. Možná ještě tak jednotlivosti jako těžba surovin na několika asteroidech.
Re: Re: Blbosť
Igor Druhý,2023-09-25 18:36:52
Konštrukcia s vonkajším guľovitým tvarom okolo hviezdy by vôbec nemala problém s tým, aby sa "se nezhroutila vlastní vahou".
Tak ako s tým nemá problém staroveká klenba spred niekoľkých storočí.
Re: Re: Re: Blbosť
D@1imi1 Hrušk@,2023-09-26 12:29:29
Svatá prostoto... Takto to opravdu nefunguje. Každý materiál má konečnou pevnost v tlaku. Ta je limitovaná různými faktory - například poruchami v krystalové mřížce. Ale fundamentálním limitem pevnosti je pevnost chemických vazeb. Starověké kopule se tomuto limitu nepřiblížily ani zdaleka.
Re: Re: Re: Re: Blbosť
Igor Druhý,2023-09-26 14:12:20
No však áno a hypotetická nerotujúca guľovitá sféra vo vzdialenosti od hviezdy s gravitačným zrýchlením 1 g by bola namáhaná rovnakým tlakom ako staroveká kopula.
Vlastne ešte menej, lebo by tam neboli nehomogenity v namáhaní ako pri kopule.
Každá plocha sféry by bola namáhaná presne rovnako ako iná plocha rovnakého tvaru.
Re: Re: Re: Re: Re: Blbosť
D@1imi1 Hrušk@,2023-09-26 21:46:36
?!? Jistě - pokud sféra bude desítky metrů v průměru. Dysonova sféra by měla spíše stovky miliard metrů v průměru.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Blbosť
Igor Druhý,2023-09-27 09:41:36
Je jedno, či bude mať sféra priemer 100 m alebo 100 000 000 km, ak bude na jej povrchu smerom do jej stredu pôsobiť rovnaké silové zrýchlenie.
Tlak vo sfére bude presne rovnaký.
Možno by to chcelo si zopakovať definíciu tlaku.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Blbosť
D@1imi1 Hrušk@,2023-09-27 10:20:46
Ano, možná byste si ji měl zopakovat. Ale především se potřebujete zamyslet, podle jaké rovnice ten tlak v duté sféře počítáte, protože v tom je patrně Váš kámen úrazu.
A co je silové zrychlení, nevím. Znám jen gravitační zrychlení.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Blbosť
Igor Druhý,2023-09-27 11:30:34
"Silové zrýchlenie" je niečo, čo vyvolá pre daný účel rovnakú silu ako gravitačné zrýchlenie, teda pre napr. 100m sféru vonkajší tlak a pod. A nejde o tlak vo vnútri sféry ale v telese sféry. A rovnica je zo ZŠ F = m.g. Pričom m pre úsek sféry je úmerná hustote a hrúbke sféry, no väčšia hrúbka zase odolá väčšiemu vnútornému tlaku.
Nezáleži od priemeru sféry, akému silovému zrýchleniu odolá, ak je zrýchlenie na povrchu rovnaké.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Blbosť
D@1imi1 Hrušk@,2023-09-27 13:51:51
Motáte jabka s hruškama. Ale i na té rovnici pro TÍHOVOU SÍLU, kterou jste sem dal, snad vidíte, že je přímo úměrná hmotnosti "m". Hmotnost je přímo úměrná objemu (m=ρ.V) a objem je přímo úměrný rozměrům.
Výpočet tlaku v té sféře by byl mnohem složitější. Prvně si ale musíte uvědomit, že síla v ní působí především v tečném směru. Zadruhé čím plošší je zakřivení, tím větší ta síla je. Povrch Dysonovy sféry by byl mnohem plošší než vodorovná plocha na Zemi.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Blbosť
Igor Druhý,2023-09-27 14:37:15
Jablká s hruškami motáte vy.
Vzorec pre tiažovú silu som dal len preto, že ste sa dožadovali nejakých vzorcov, zatiaľ čo vy ste nedali žiaden.
To m vo vzorci treba chápať ako hmotnosť malej časti sféry.
Motáte do toho nezmyselne celú hmotnosť sféry, ktorá je pre daný myšlienkový experiment nevýznamná.
Stačí o tom vhodne logicky zauvažovať.
Ak napríklad zanedbáme nehomogenitu tlaku, tak TLAK na povrch gule ponorenej vo veľkej hĺbke vody je rovnaký, či má guľa priemer 1 cm alebo 1 m.
A rovnako to platí aj pre sféru okolo hviezdy alebo planéty - záleži len na gravitačnom zrýchlení v mieste sféry.
Nie na tom, či ide o veľkú sféru okolo veľmi hmotnej hviezdy alebo o oveľa menšiu sféru okolo planéty, ak je v oboch prípadoch rovnaké gravitačné zrýchlenie.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Blbosť
Jiri Tesitel,2023-09-27 23:41:09
Problemu je tam nekolik.
Jak to budete stavet? Pokud bude sfera nedostavena, tak se zhrouti, protoze to neni koule.
Sfera bude mit velky prumer (bude to skoro rovina) a malou tloustku, to znamena velike nehomogenity v tlaku.
Jedne co by mohlo trochu pomoct je slunecni vitr, ktery by to drzel ne jako klenba, ale jako balon.
A priletajici komety a asteroidy ani neresim...
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Blbosť
Igor Druhý,2023-09-29 00:23:44
No ale toto "podvlákno" sa nezaoberá všetkými možnými problémami, ale tým, že by vraj v takej sfére mal existovať veľmi veľký tlak a sily, čo nie je pravda a "svojou vlastnou váhou" by sa nezrútila ani sféra z drevených hranolov, nie to ešte sféra postavená oveľa vyvinutejšou civilizáciou.
Ak by taká sféra existovala, tak by to asi znamenalo aj to, že nejaké kométy a asteroidy sú už nejako "poriešené".
A stavba sféry môže prebiehať z tenkej sféry do hrúbky, spájaním prstencov a pod.
Otázne je však, či by taká vyspelá civilizácia robila také primitívne zachytávanie energie obrovskými stavbami, keď by už asi ovládala výrobu energie anihiláciou či nejaké nám dnes neznáme technológie.
Re: Blbosť
Vít Výmola,2023-09-24 16:15:50
Mám na Dysonovy sféry podobný názor a už jsem jej párkrát napsal.
Konstrukce Dysonovy sféry vyžaduje tolik technologií, materiálu a energie, že civilizace, která by tím už disponovala, by vlastně zároveň žádnou takovou sféru nepotřebovala.
Mám dost fantazie na to, abych si představil nějaké racionální nebo iracionální důvody ke stavbě, ale i tak by existence sfér byla hodně nepravděpodobná.
Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
