Avancerede civilisationer kunne bruge Dyson-sfærer til at indsamle energi fra sorte huller

Sorte huller er mere end bare massive genstande, der sluger alt omkring dem – de er også en af ​​universets største og mest stabile energikilder. Det ville gøre dem uvurderlige for den type civilisation, der har brug for enorme mængder magt, såsom en Type II Kardashev civilisation. Men for at udnytte al den kraft, civilisationen skulle omringe hele det sorte hul med noget, der kunne fange den kraft, den udsender.

En potentiel løsning ville være en Dyson-sfære - en type stjernemegaingeniørprojekt, der indkapsler en hel stjerne (eller, I dette tilfælde, et sort hul) i en kunstig kappe, der fanger al den energi, objektet i dets centrum udsender. Men selvom det var i stand til at fange al den energi, det sorte hul udsender, selve kuglen ville stadig lide af varmetab. Og det varmetab ville gøre det synligt for os, ifølge ny forskning offentliggjort af et internationalt hold ledet af forskere ved National Tsing Hua University i Taiwan.

Naturligvis, ingen sådan struktur er endnu blevet opdaget. Stadig, papiret beviser, at det er muligt at gøre det, på trods af, at intet synligt lys gør det forbi kuglens overflade og et sort huls ry for at være lyssynker frem for lyskilder. For at forstå, hvordan vi ville opdage et sådant system, først, det ville være nyttigt at forstå, hvad det system ville være designet til at gøre.

Forfatterne studerer seks forskellige energikilder, som en potentiel Dyson-sfære kunne samle omkring et sort hul. De er den allestedsnærværende kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling (som ville skylle over kuglen, uanset hvor den blev placeret), det sorte huls Hawking-stråling, dens accretion disk, dets Bondi-tilvækst, dens corona, og dens relativistiske jetfly.

Nogle af disse energikilder er meget mere kraftfulde end andre, med energien fra det sorte huls tilvækstskive førende i flokken med hensyn til potentielle energifangster. Andre energityper ville kræve helt andre tekniske udfordringer, såsom at fange den kinetiske energi af de relativistiske jetfly, der skyder ud fra det sorte huls poler. Størrelsen spiller naturligvis en stor rolle for, hvor meget energi disse sorte huller udsender. Forfatterne fokuserer primært på sorte huller i stjernernes masse som et godt sammenligningspunkt med andre potentielle energikilder. I den størrelse tilvækstskiven alene ville give hundredvis af gange energiproduktionen af ​​en hovedsekvensstjerne.

Det ville være umuligt at bygge en Dyson-sfære omkring ethvert objekt af den størrelse med nuværende kendte materialer. Men den type civilisation, der ville være interesseret i at påtage sig en sådan ingeniørudfordring, ville højst sandsynligt have meget stærkere materialer, end vi gør i dag. Alternativt de kunne arbejde med kendte materialer for at skabe en Dyson-sværm eller Dyson-boble, som ikke kræver så meget materialestyrke, men som mister noget af den energi, som en hel kugle ville fange, og tilføjer flere lag af kompleksitet ved koordinering af orbitale stier og andre faktorer. Enhver sådan struktur skal være uden for tilvækstskiven for at få det fulde udbytte af den energi, det sorte hul udsender.

Selv en enkelt kugle omkring et enkelt sort hul af stjernernes masse ville være nok til at skubbe enhver civilisation, der skabte den, ind i Type II-territorium, giver den et udgangsniveau, der er utænkeligt med den nuværende teknologi. Men selv en sådan potent civilisation vil højst sandsynligt ikke være i stand til at bøje fysikkens love. Uanset effektniveauet, noget af det vil gå tabt til varme.

Til astronomer, varme er simpelthen en anden form for lys - infrarødt, for at være præcis. Og ifølge forskerne, varmen, der udsendes af en Dyson-kugle omkring et sort hul, burde kunne detekteres af vores nuværende afgrøde af teleskoper, såsom Wide Field Infrared Survey Explorer og Sloan Digital Sky Survey, til en afstand på mindst 10kpc. Det er omkring 1/3 af afstanden over hele Mælkevejen. Uanset hvor tæt de var, de ville ikke se ud som traditionelle stjerner, men kunne detekteres ved hjælp af den radiale hastighedsmetode, der almindeligvis bruges til at finde exoplaneter.

Selvom dette er nyttigt teoretisk arbejde, der har bestemt ikke været beviser for, at en sådan struktur eksisterer endnu - Fermis paradoks gælder stadig. Men givet alle de data, som vi allerede indsamler disse teleskoper, det kunne være interessant at scanne dem igennem en ekstra gang for at tjekke, om der tilfældigvis kommer varme fra et sted, hvor det ikke ville være forventet. Det ville være tiden værd i det mindste at lede efter, hvad der kunne være sådan en fundamentalt banebrydende opdagelse.