کره‌های دایسون؛ پناهگاه فرازمینی‌ها در اطراف کوتوله‌های سفید

تاکنون هیچ‌کس هیچ‌گونه شواهدی از وجود فرازمینی‌های هوشمند در نقطه‌ای دیگر از کیهان کشف نکرده است؛ اما بیگانگان در صورت وجود احتمالاً روی کره‌های دایسونی ساکن هستند که در اطراف بقایای ستاره‌های خورشیدمانند موسوم به کوتوله‌های سفید در سرتاسر منظومه شمسی می‌چرخند. به گفته‌ی بن زاکرمن، استاد بازنشسته‌ی فیزیک و نجوم دانشگاه لوس‌آنجلس کالیفرنیا، تمرکز جست‌وجوها را باید روی این کره‌ها قرار دهیم. براساس جست‌وجوها، ستاره‌شناسان می‌توانند تعداد تمدن‌های پیشرفته‌ی راه شیری را تخمین بزنند.

هر تمدن پیشرفته‌ای برای غذا، حمل‌ونقل، جنگ، آسایش و رفاه نیاز به انرژی دارد. در حال حاضر ۷٫۸ میلیارد جمعیت زمین سالانه ۵۸۰ میلیون میلیون ژول انرژی مصرف می‌کنند که هم ارز با خروجی انرژی نزدیک به ۱۴ هزار میلیون تن نفت است. در واقع تقریباً کل انرژی انسان از سوخت‌های فسیلی تأمین می‌شود زیرا انسان هنوز به توانایی استفاده از بزرگ‌ترین منبع انرژی منظومه‌ی شمسی یعنی خورشید نرسیده است.

اگر انسان هر سانتی‌متر مربع از زمین را با پنل‌های خورشیدی بپوشاند در هر ثانیه بیش از ۱۰ به توان ۱۷ ژول انرژی تولید خواهد کرد. بااین‌حال بازهم بخش زیادی از انرژی خورشید را از دست خواهد داد که به ۱۰ به توان ۲۶ ژول در ثانیه می‌رسد. طرح فوق، ایده‌ی اصلی کره‌ی دایسون، برگرفته از نام فریمن دایسون، فیزیکدان مشهور است. براساس این ایده که دایسون در سال ۱۹۶۰ ارائه کرد، اگر تمدنی پیشرفته بخواهد از خروجی انرژی ستاره‌ی میزبان خود استفاده کند باید ابرسازه‌ای را برای برداشت این انرژی بسازد که بخشی از نور ستاره را مسدود و آن را به انرژی مفید تبدیل کند.

طرح پیشنهادی اصلی دایسون از یک کره‌ی یکپارچه (با ۱۰۰ درصد پوشش انرژی) تشکیل شده است که به دلیل مشکلات پایداری نتیجه‌بخش نیست، چراکه به دلیل فشارهای چرخشی و جوی شدید غیرممکن است ستاره را در مرکز نگه داشت و کره‌ای کامل را به دور آن کشید. درنتیجه بهتر است فرض کنیم تمدن‌های پیشرفته حلقه‌ها یا توده‌هایی از سازه‌های پنل خورشیدی عظیم را می‌سازند تا به نحو احسن از انرژی ستاره‌ی خود استفاده کنند.

اما صرف‌نظر از اینکه یک تمدن چقدر پیشرفته باشد یا بتواند چند شیء مشابه‌ کره‌ی دایسون بسازد، این تمدن‌ها با این حقیقت روبه‌رو هستند که هر ستاره‌ای دارای عمری محدود است. اگر تمدنی در اطراف ستاره‌ای معمولی مشابه خورشید شکل بگیرد، روزی این ستاره به غول سرخ تبدیل می‌شود و از خود کوتوله‌ی سفید سردی را به‌جا خواهد گذاشت. این فرایند منجر به نابودی سیاره‌های داخلی منظومه می‌شود و با سرد شدن کوتوله‌ی سفید، سیاره‌های خارجی منجمد می‌شوند.

درنتیجه ماندن روی سطح سیاره گزینه‌ی پایدار بلندمدت نیست؛ بنابراین هر موجود فرازمینی باید روزی بار خود را ببندد و به جست‌وجوی منظومه‌ای جدید برود که آن را خانه بنامد یا اینکه باید چند مجموعه زیستگاه بسازد که از پرتوهای کوتوله‌ی سفید باقی‌مانده برداشت کنند.

گرانش شدید ستاره‌ی کوتوله‌ی سفید همسایه‌ی خود را به شکل قطره‌ی اشکی درآورده است. درصورتی‌که فرازمینی‌ها وجود داشته باشند می‌توانند روی کره‌های دایسون اطراف چنین کوتوله‌های سفیدی زندگی کنند.

براساس مقاله‌ای جدید که زاکرمن نوشته و برای انتشار در نشریه اطلاعیه‌های ماهانه انجمن پادشاهی اخترشناسی پذیرفته شده است، به نظر بعید می‌رسد که تمدنی فرازمینی دردسر سفر به ستاره‌ای جدید را تنها برای ساخت یک کره‌ی دایسون به جان بخرد؛ بنابراین تمدن‌های احتمالی این ابرسازه‌ها را در اطراف ستاره‌های میزبان خود خواهند ساخت که در نهایت به کوتوله‌های سفید تبدیل می‌شوند.

به این صورت دانشمندان می‌توانند ارتباطی مستقیم را بین طول حیات ستاره و رواج کره‌های دایسون رسم کنند. درنتیجه براساس استدلال زاکرمن در صورتی که ستاره‌شناس‌ها به‌دنبال کره‌های دایسون در اطراف کوتوله‌های سفید بروند و دست خالی برگردند، می‌توانند از این نتیجه برای تخمین تعداد تمدن‌های پیشرفته‌ی احتمالی در کهکشان کمک بگیرند.

این منطق به این صورت کار می‌کند: ستاره‌شناس‌ها تاکنون تنها بخش کوچکی از کل کوتوله‌های سفید داخل کهکشان را بررسی کرده‌اند؛ اما در صورتی که تعداد کافی تمدن فرازمینی تصمیم بگیرند کره‌های دایسون را در اطراف کوتوله‌های سفید خود بسازند، حداقل باید یک کره‌ی دایسون را در رصدها ببینیم. در صورتی که هیچ کره‌ی دایسونی نبینیم، یک کران بالایی درباره‌ی تعداد تمدن‌های فرازمینی که در اطراف کوتوله‌های سفید کره‌ی دایسون می‌سازند به دست خواهد آمد. البته ممکن است تمدن‌هایی وجود داشته باشند که اصلا کره‌ی دایسون نسازند یا تمدن‌هایی صرفاً این کره‌ها را در اطراف دیگر انواع ستاره‌ها بسازند اما به باور زاکرمن، در طول عمر راه شیری محتمل‌ترین خروجی تمدن‌های فرازمینی پیشرفته، ساخت کره‌ی دایسون در اطراف کوتوله‌های سفید است؛ درنتیجه باید تمرکز جست‌وجو را روی این مقاصد قرار دهیم.

بااین‌حال جست‌وجوی کره‌ی دایسون آسان نخواهد بود. زاکرمن می‌نویسد:

اگر کره‌های دایسون وجود داشته باشند، یافتن آن‌ها بسیار دشوار است زیرا تعداد ستاره‌های قابل جستجو زیاد است. سیگنال کره‌ی دایسون احتمالاً در مقایسه با ستاره‌‌ی میزبان آن بسیار کمرنگ است.

اما سیگنال دایسون به چه صورت است؟ وجود کره‌ی دایسون یا حلقه‌ی دایسون در اطراف یک کوتوله‌ی سفید دو اثر دارد. در صورتی که کره به اندازه‌ی ستاره یا نزدیک به ابعاد ستاره باشد، نور دریافتی ستاره به زمین را مسدود می‌کند؛ این اثر مشابه مسدود شدن نور توسط سیاره‌های فراخورشیدی است؛ اما کره‌های دایسون ممکن است یک سیگنال از پرتوهای فروسرخ را اضافه کنند. ابرسازه‌ها معمولاً پرتوهایی را از کوتوله‌ی سفید جذب می‌کنند و این انرژی را به چیزهای دیگر تبدیل می‌کنند. ازآنجاکه هیچ تبدیلی ۱۰۰ درصد بهینه نیست این فرایند مقداری گرمای تلف‌شده از خود به جا خواهد گذاشت که به شکل نور فروسرخ می‌گریزند.

برخی ستاره‌شناس‌ها ازجمله خود من معتقدند احتمال وجود حیات پیشرفته بسیار نادر است. در واقع ممکن است حتی پیشرفته‌ترین فناوری را در راه شیری داشته باشیم؛ اما هیچ کس نمی‌داند پس جست‌وجوی شواهد آن ارزش دارد.