Η σφαίρα του Ντάισον

Η σφαίρα του Ντάισον

Σε μερικές εκατοντάδες χρόνια ένα τεράστιο αστρικό κέλυφος θα αγκαλιάζει τη Γη και τον Ήλιο. Πρόκειται για ένα ακόμα σενάριο επιστημονικής φαντασίας ή για ένα επίτευγμα του ανθρώπινου πολιτισμού;

Η επιστήμη και η φαντασία είναι άρρηκτα συνδεδεμένες με μια περίεργη σχέση. Οι ιδέες των συγγραφέων, τις περισσότερες φορές είναι προκλητικές και αμφιλεγόμενες, αντιμετωπίζονται αρχικά με δυσπιστία από τους επιστήμονες, όμως με την πάροδο των χρόνων αρκετές απ’ αυτές αποτελούν την πρώτη ύλη για καινοτόμες ανακαλύψεις.

Το 1937 ο διάσημος συγγραφέας Όλαφ Στάπλετον παρουσίασε στο βιβλίο του The Star Maker μία από τις πιο προκλητικές ιδέες: μια υπερμεγέθη τεχνητή σφαίρα η οποία παγίδευε στο εσωτερικό της ολόκληρα ηλιακά συστήματα για να εκμεταλλευτεί την ενέργεια των άστρων τους. H περιγραφή του Στάπλετον γοήτευσε το κοινό, αλλά άφησε αδιάφορη την επιστημονική κοινότητα. Η κατασκευή ενός κολοσσιαίου αστρικού περιβλήματος φάνταζε αδύνατη και πολύ μακρινή για μια ανθρωπότητα που έμπαινε ολοταχώς στη δίνη του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου.

Η νέα γενιά

Δύο δεκαετίες αργότερα η επιστήμη σημείωσε εντυπωσιακά άλματα σε νέα πεδία ερευνών. Είχε ήδη γίνει η διάσπαση του ατόμου και οι πρώτες πτήσεις στο διάστημα ήταν γεγονός. Νέοι ερευνητές άρχισαν να εξετάζουν με ενδιαφέρον τις φανταστικές κατασκευές του Στάπλετον.

Το 1960 ο Βρετανός φυσικός Φρίμαν Ντάισον δημοσίευσε στο περιοδικό Science τη διατριβή του με τίτλο The Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation (Η Αναζήτηση Τεχνητών Πηγών Υπέρυθρης Ακτινοβολίας). Στις σελίδες της υποστήριζε ότι κάποιοι προηγμένοι πολιτισμοί πιθανόν να διέθεταν τις δικές τους αστρικές σφαίρες. Σύμφωνα με τις απόψεις του, η ένταση των βιομηχανικών δραστηριοτήτων τέτοιων πολιτισμών απαιτεί τεράστια ποσά ενέργειας. Έτσι θα έπρεπε αναπόφευκτα να εκμεταλλευτούν την ενέργεια των άστρων ή ακόμα και ολόκληρων γαλαξιών. Πρόσφορη λύση θα ήταν η κατασκευή ενός κελύφους γύρω από το πιο κοντινό άστρο, το οποίο θα απορροφούσε όλη την ακτινοβολούμενη ενέργεια. Ο Ντάισον προχώρησε ένα βήμα παραπέρα υποστηρίζοντας ότι μέσα σε μερικές χιλιάδες χρόνια η ανθρωπότητα θα έφτανε σε ανάλογα επίπεδα εξέλιξης και η δημιουργία ενός περιβλήματος γύρω από τον Ήλιο θα γινόταν επιτακτική για την επιβίωση των ανθρώπων.

Ενέργεια και πολιτισμός

Την ίδια εποχή ο Ρώσος αστρονόμος Νικολάι Καρντάτσεφ προσδιόρισε την ανάπτυξη κάθε εξελιγμένου πολιτισμού με βάση τρεις φάσεις ενεργειακής κατανάλωσης. Στη Φάση Ι αξιοποιούνται οι πηγές του πλανήτη και η ακτινοβολία του άστρου γύρω από το οποίο περιστρέφεται ο πλανήτης, στη Φάση ΙΙ περιλαμβάνεται η ενεργειακή εκμετάλλευση ολόκληρου του ηλιακού συστήματος καθώς και του ίδιου του άστρου και στη Φάση ΙΙΙ όλος ο γαλαξίας έχει καταστεί ένα τεράστιο πεδίο απομύζησης ενέργειας.

Μόλις τον τελευταίο αιώνα ο ανθρώπινος πολιτισμός εισήλθε στη Φάση Ι. Ο Ντάισον υπολόγισε ότι αν οι ετήσιες ανάγκες για ενέργεια αυξάνονταν με ρυθμό 1%, περίπου σε τρεις χιλιάδες χρόνια θα χρειαζόμαστε ένα τρισεκατομμύριο φορές περισσότερη ενέργεια από ό,τι το 1960. Δυστυχώς, οι υπολογισμοί του ήταν υπεραισιόδοξοι. Στα χρόνια που ακολούθησαν η κατανάλωση ενέργειας αυξήθηκε ραγδαία, με αποτέλεσμα να μας απομένουν μόνο οχτακόσια χρόνια ενεργειακής αυτονομίας.

Αστρική σόμπα

Η λύση που πρότεινε ο Ντάισον είναι σχετικά εύκολη στη σύλληψή της. Ας φανταστούμε τον Ήλιο σαν ένα τζάκι και τη Γη σαν έναν άνθρωπο που κάθεται μέσα σ’ ένα παγωμένο δωμάτιο, το σύμπαν. Από τη συνολική ενέργεια που εκπέμπει ο Ήλιος μόλις το ένα δισεκατομμυριοστό φτάνει στον πλανήτη μας και το υπόλοιπο χάνεται στο διάστημα.

Αν μπορούσαμε να «περικυκλώσουμε» τον Ήλιο θα συλλέγαμε τεράστια ποσά ακτινοβολούμενης ενέργειας. Είναι ενδεικτικό ότι η ακτινοβολία που εκπέμπει ο Ήλιος μέσα σε δεκαπέντε λεπτά ισοδυναμεί με την ετήσια παραγωγή ενέργειας παγκοσμίως!

Για να είναι ενεργειακά αποδοτική μια τέτοια σφαίρα η Γη πρέπει να κινείται στο εσωτερικό της. Για τη δημιουργία μιας σφαίρας με διάμετρο 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα προκύπτουν δύο κεφαλαιώδη προβλήματα: Πρώτον, τα υλικά που απαιτούνται για την κατασκευή της έχουν μάζα εκατοντάδες φορές τη μάζα της Γης, συνεπώς ακόμα κι αν διαλύαμε τον πλανήτη μας δε θα καταφέρναμε τίποτα. Δεύτερον, αφού θα βρισκόμαστε στο εσωτερικό της θα χρειαζόμαστε ένα σύστημα απαγωγής της θερμότητας για να μη βράσουμε. Ευτυχώς, δεν είμαστε μόνοι στο ηλιακό σύστημα.

Πρώτη ύλη ο Δίας

Έτσι ο Δίας καλείται να δώσει την απάντηση, αφού είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης του ηλιακού συστήματος με μάζα 318 φορές εκείνη της Γης. Πρόκειται για τυπικό γίγαντα αερίων, το μεγαλύτερο μέρος του οποίου αποτελείται από υδρογόνο. Στον πυρήνα του το υδρογόνο παίρνει μεταλλική μορφή λόγω των τεράστιων πιέσεων. Ο Ντάισον υπολόγισε ότι η διάλυση του Δία αρκεί για την κατασκευή μιας σφαίρας με διάμετρο διπλάσια της γήινης περιηλίου τροχιάς. Τα τοιχώματά της θα έχουν πάχος δύο με τρία μέτρα και θα αποτελούνται από 100.000 κομμάτια του Δία. Καθένα απ’ αυτά θα έχει το μέγεθος ενός μικρού αστεροειδούς και θα κινείται σε ανεξάρτητη τροχιά. Μεταξύ τους θα μεσολαβούν μεγάλα διάκενα, λύνοντας το πρόβλημα της υπερθέρμανσης. Μέσα απ’ αυτά θα απομακρύνεται η επιπλέον θερμότητα με τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας.

Χιλιάδες ηλιακοί συλλέκτες τοποθετημένοι πάνω στα κομμάτια της σφαίρας θα συγκεντρώνουν σχεδόν το σύνολο της ηλιακής ακτινοβολίας. Κατόπιν θα τη διοχετεύουν με τη μορφή μικροκυμάτων σε ειδικά ενεργειακά κέντρα στα οποία θα αποθηκεύεται ή θα χρησιμοποιείται για βιομηχανικούς σκοπούς.

«Διαλυτήριο» πλανητών

Από την πρώτη κιόλας δημοσίευσή της η μελέτη του Ντάισον δέχτηκε σφοδρή κριτική. Πολλοί αναγνώστες του Science αμφέβαλαν για το κατά πόσο είναι δυνατή η διάλυση και η αναδιάταξη των υλικών ενός πλανήτη όπως ο Δίας.

Ο Βρετανός φυσικός επανήλθε το 1966 υποστηρίζοντας ότι ακόμα και με την τεχνολογία της εποχής αυτό ήταν εφικτό. Πρότεινε μάλιστα την τοποθέτηση μιας σειράς γιγαντιαίων πηνίων σε συγκεκριμένα σημεία περιμετρικά του πλανήτη. Αυτά θα διέθεταν τεράστιους φωτοβολταϊκούς συλλέκτες για τη μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρισμό κι έτσι θα παραγόταν ένα ισχυρότατο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που θα αύξανε κατακόρυφα την ταχύτητα περιστροφής του Δία γύρω από τον άξονα του.

Η φυγόκεντρος θα ωθούσε τα υλικά της επιφάνειας σε ταχύτητα διαφυγής και ο πλανήτης θα άρχιζε να αποσυντίθεται. Ο Ντάισον υπολόγισε ότι αυτή η διαδικασία θα διαρκούσε περίπου οχτακόσια χρόνια. Στη συνέχεια τα κομμάτια του Δία θα έμπαιναν στην επιθυμητή τροχιά και θα δημιουργούσαν την πρώτη αστρική σφαίρα.

Φονική ακτίνα

Τις τελευταίες δεκαετίες έκαναν αίσθηση νέες θεωρίες σχετικά με τη διάλυση των πλανητών. Μία απ’ αυτές προτείνει το βομβαρδισμό τους με ακτίνες μεγάλης ισχύος.

Σύμφωνα με μελέτες, θα μπορούσαμε να κατασκευάσουμε τεράστιες κατοπτρικές διατάξεις στο διάστημα. Τα κάτοπτρα αυτά θα συγκεντρώνουν την υπέρυθρη ή την υπεριώδη ακτινοβολία που εκπέμπει ο Ήλιος και θα τη διοχετεύουν με τη μορφή μιας στενής δέσμης πάνω στην επιφάνεια του υπό διάλυση πλανήτη – όπως όταν ανάβουμε φωτιά και εστιάζουμε τις ακτίνες του Ήλιου μ’ ένα μεγεθυντικό φακό. Η θερμοκρασία που θα αναπτυχθεί στο σημείο πρόσπτωσης της ακτίνας θα ανέρχεται σε εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Σταδιακά ο πλανήτης θα υπερθερμανθεί και τελικά θα εκραγεί. Με τη χρήση διαστημικών οχημάτων τα υλικά του θα μεταφερθούν στην κατάλληλη τροχιά για να σχηματίσουν μια τεράστια σφαίρα.

Πλανητικοί τερμίτες

Η ανάπτυξη της νανοτεχνολογίας και της Τεχνητής Νοημοσύνης προσέφερε μία ακόμα εναλλακτική πρόταση για τη διάλυση των πλανητών και με μικρότερο κόστος. «Κλειδί» αυτής της μεθόδου είναι η κατασκευή αυτοαναπαρογόμενων συστημάτων με επαρκή νοημοσύνη. Δεκάδες χιλιάδες τέτοια συστήματα με ικανότητες εκσκαφής θα μπορούσαν να προσεδαφιστούν στον Δία. Τα πρώτα χρόνια θα χρησιμοποιήσουν τα υλικά του πλανήτη για την αναπαραγωγή τους. Έτσι μέσα σε λίγες δεκαετίες θα υπάρχουν δισεκατομμύρια μηχανικοί τερμίτες που θα καλύψουν κάθε τετραγωνικό μέτρο του πλανήτη. Η ανασκαφή θα συνεχιστεί μέχρι τα έγκατά του και παράλληλα ειδικοί καταπέλτες ή διαστημόπλοια θα εκτοξεύουν τα πετρώματα στο διάστημα. Κάποιοι αισιόδοξοι υπολογισμοί τοποθετούν τη διάλυση του Δία μ’ αυτή τη μέθοδο μέσα σε διάστημα 563 χρόνων από τώρα.

Λογαριασμό, παρακαλώ

Η κατασκευή μιας πελώριας σφαίρας γύρω από τον Ήλιο παραμένει ακόμα ένα μακρινό ενδεχόμενο, αφού καμιά από τις τρεις προτεινόμενες μεθόδους διάλυσης του Δία δεν πρόκειται να δοκιμαστεί μέσα στα επόμενα τριακόσια χρόνια. Επιπλέον η διάλυσή του με ακτίνα ενέχει σοβαρούς κινδύνους, αφού κάποια από τα εκατομμύρια θραύσματα της έκρηξης ίσως διασταυρωθούν με την πορεία της Γης. Αυτό θα είχε ως συνέπεια, ανάλογα με το μέγεθος του θραύσματος, ακόμα και την εξαφάνιση της ανθρωπότητας. Το μεγαλύτερο εμπόδιο όμως είναι το κόστος, αφού τα χρήματα για ένα τέτοιο εγχείρημα είναι αδύνατο να υπολογιστούν. Παράλληλα όλες οι ερευνητικές δραστηριότητες που θα μπορούσαν να βελτιώσουν τη ζωή μας θα φυτοζωούσαν κάτω από τη σκιά της σφαίρας του Ντάισον.

Το τέλος της περιπέτειας;

Οι ειδικοί παραθέτουν έναν ακόμα κίνδυνο: να μετατραπεί η ανθρωπότητα, για πρώτη φορά στην ιστορία της, σε συντηρητική και στατική κοινωνία. Η σφαίρα του Ντάισον ((αγγλικά: Dyson sphere)) θα δώσει λύση στα ενεργειακά προβλήματα του πλανήτη μας για μερικά εκατομμύρια χρόνια. Όντας επαναπαυμένοι εδώ στη Γη, δε θα αποικήσουμε σε άλλους πλανήτες ούτε και θα ταξιδέψουμε έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Εκτός κι αν ο άνθρωπος δει το ασφαλές σκέπαστρο του Ντάισον σαν πρώτης τάξεως ευκαιρία για να βάλει πλώρη για άλλες, διαστημικές πολιτείες