Każda zaawansowana cywilizacja będzie musiała się przeprowadzić. Jako silnika użyje gwiazdy
Każda długowieczna cywilizacja, gdy jej macierzysta gwiazda wyczerpie paliwo jądrowe, nieuchronnie będzie musiała przeprowadzić się do innego układu gwiazdowego. Jednym ze sposobów na taką podróż jest przekształcenie gwiazdy w silnik gwiazdowy i kontrolowanie jej ruchu w galaktyce.
Clement Vidal, badacz z Vrije Universiteit w Brukseli, postanowił podjąć fascynujące wyzwanie: zaproponował model "silnika gwiezdnego" opierającego się na układzie dwóch gwiazd. Jego nowa praca, opublikowana na serwerze arXiv, przedstawia koncepcję tzw. "Spider Stellar Engine", czyli możliwego rozwiązania, które mogłyby wykorzystywać zaawansowane cywilizacje do podróży międzygwiezdnych.
Przeprowadzka to konieczność
Każda cywilizacja, która istnieje wystarczająco długo i osiąga odpowiedni stopień rozwoju będzie musiała przeprowadzić się kiedyś do innej gwiazdy. Strefa nadająca się do zamieszkania wokół wszystkich gwiazd zmienia się wraz z ich wiekiem. Jeśli długowieczne cywilizacje technologiczne są w ogóle prawdopodobne w naszym wszechświecie, migracja będzie w końcu konieczna.
Ludzkość, jeśli przetrwa, stanie przed podobnym problemem, choć dopiero za kilkaset milionów lat. Słońce nadmucha się wtedy jak balon połykając Wenus i Merkurego, a naszą planetę wypychając daleko poza obecną orbitę, zamieniając Ziemię w bryłę lodu.
Przeprowadzka na inną planetę wydaje się więc w pewnym momencie obowiązkowa. Oczywiście, żeby było to w ogóle możliwe, cywilizacja musi osiągnąć odpowiedni poziom rozwoju - co najmniej drugi poziom na skali Kardaszewa.
Więcej o poszukiwaniu obcych cywilizacji przeczytasz na Spider's Web:
Bardzo zaawansowane cywilizacje
Skala Kardaszewa to metoda pomiaru poziomu zaawansowania technologicznego cywilizacji na podstawie ilości energii, którą jest ona w stanie pozyskać i wykorzystać.
Zgodnie z tą klasyfikacją cywilizacja pierwszego poziomu potrafi wykorzystywać całą energię, jaką ma do dyspozycji na swojej planecie i przechowywać ją w celu jej zużycia oraz jest w stanie prowadzić geoinżynięrię - kontrolować pogodę i trzęsienia ziemi. Cywilizacja drugiego poziomu jest w stanie kontrolować energię swojej gwiazdy, a trzeciego poziomu jest w stanie przechwycić całą energię emitowaną przez swoją galaktykę i każdy obiekt w niej znajdujący się, jak np. każdą gwiazdę, czarną dziurę itd.
Według tej skali nasza cywilizacja znajduje się na poziomie 0.72. Niektórzy eksperci, jak futurolog Michio Kaku, uważają, że moglibyśmy osiągnąć jedynkę na skali Kardaszewa w ciągu następnych 100-200 lat. Drugi poziom - zgodnie z optymistycznymi założeniami - byłby możliwy na Ziemi około roku 2800 - 3000.
Silnik zrobiony z gwiazdy
Tak rozwinięta cywilizacja może myśleć o podróżach międzygwiezdnych. I tu właśnie pojawia się Clement Vidal, z Vrije Universiteit w Brukseli, który zaproponował poszukiwanie obcych cywilizacji poprzez obserwację szybko poruszających się gwiazd oraz gwiazd, które zwalniają, albo przyspieszają. Jego zdaniem zaawansowani technologicznie kosmici mogliby przemierzać galaktykę, korzystając z napędu gwiezdnego.
Ponieważ około połowy gwiazd w naszej galaktyce znajduje się w układach podwójnych, w których może rozwinąć się życie, wprowadzamy model podwójnego silnika gwiazdowego. Proponujemy mechanizmy przyspieszania, zwalniania, sterowania w płaszczyźnie orbitalnej i poza płaszczyzną orbitalną. Stosujemy model do systemów kandydackich, "pulsarów-pająków", które są gwiazdami podwójnymi składającymi się z pulsara milisekundowego i towarzyszącej mu gwiazdy o bardzo małej masie, która jest silnie napromieniowana przez wiatr pulsara. Omawiamy potencjalne sygnatury przyspieszenia, zwalniania, sterowania, a także manewry, takie jak asysty grawitacyjne lub przechwytywania
- czytamy we wstępie do pracy.
Vidal twierdzi, że takie układy mogą posłużyć jako idealne laboratorium do modelowania kosmicznych napędów. Zaawansowana cywilizacja mogłaby manipulować układem podwójnym, by stworzyć potężny silnik międzygwiezdny.
To znaczy, że obcy, których domem jest taki system, mieliby niesamowite możliwości do manipulowania energią. Vidal sugeruje, że układ binarny mógłby działać jak gigantyczna "pompa" energetyczna, umożliwiająca produkcję potężnych ilości energii, które z kolei mogłyby być wykorzystane do napędzania ich technologii na gigantyczną skalę.
Jak działa pulsar-pająk?
No dobrze, ale co to w ogóle jest "pulsar-pająk" i skąd taka nazwa? Pulsar-pająk to wyjątkowy rodzaj układu podwójnego gwiazd, w którym główną rolę odgrywa bardzo szybko wirująca gwiazda neutronowa, czyli tzw. pulsar milisekundowy, oraz małomasywna gwiazda towarzysząca. Nazwa pulsar-pająk (ang. spider pulsar) pochodzi od wyjątkowej dynamiki tych układów, która przypomina zachowanie niektórych pająków, a szczególnie ich sposób "pożerania" partnera w przyrodzie.
W układzie tego typu pulsar stopniowo "zjada" gwiazdę towarzyszącą, sprawiając, że ta traci swoją masę i staje się coraz mniejsza. Zjawisko to przypomina zachowanie pająków czarnej wdowy, które czasami zjadają swoje partnerki po kopulacji. Podobnie jak pająk, pulsar dosłownie pożera swoją towarzyszkę, sprawiając, że ta zmniejsza się do bardzo małych rozmiarów.
Istnieją dwa typy pulsarów-pająków: czarne wdowy i czerwono-czarne. Różnica polega na masie towarzysza. W przypadku czarnej wdowy towarzysz ma masę mniejszą niż 0,1 masy gwiazdowej. W przypadku czerwono-czarnego towarzysz ma masę od 0,1 do 0,7 masy gwiazdowej.
Jak miałoby to działać?
W artykule Vidal opisał pulsar o masie około 1,8 masy Słońca, którego materiałem pędnym jest towarzyszącą mu gwiazda o małej masie - od 0,01 do 0,7 masy Słońca.
Grawitacyjnie związany układ podwójny jest pojazdem, a mniejsza gwiazda towarzysząca jest paliwem. Pulsar-pająk generuje ciąg, wyrzucając paliwo z układu grawitacyjnego, a paliwem jest materia oderwana od towarzysza.
Pomysł stojący za tym binarnym silnikiem gwiazdowym polega na tym, że podczas orbitowania promieniowanie pulsara uderza w gwiazdę towarzyszącą lub gwiazdę napędową. Bliska para jest bardziej efektywna, ponieważ im bliżej pulsara znajduje się od paliwa, tym większy jest generowany ciąg.
Takim silnikiem sterowałoby się poprzez selektywne odparowywanie gwiazdy podczas różnych faz orbitalnych. Aby zwolnić, binarny silnik gwiazdowy wytwarzałby aktywny ciąg w przeciwnym kierunku. Mógłby również używać pasywnego żagla magnetycznego rozłożonego z pulsara, aby przenieść pęd do ośrodka międzygwiazdowego.
Czy kiedykolwiek odkryjemy taki silnik?
Czy taki scenariusz jest realny? Poszukiwanie śladów obcej technologii to jedno z najważniejszych wyzwań współczesnej astronomii. Choć dziś "Spider Stellar Engine" pozostaje czysto hipotetyczną konstrukcją, to właśnie takie wizje inspirują naukowców do dalszych badań i rozwoju nowych metod detekcji technosygnatur - sygnałów od potencjalnych zaawansowanych technologicznie obcych cywilizacji.
Vidal otwiera tym samym drzwi do całkowicie nowych obszarów badań, które być może kiedyś pozwolą nam zrozumieć, jak zaawansowane cywilizacje mogą wykorzystywać energię gwiazd – i czy przypadkiem już tego nie robią.
Artykuł Vidala może być początkiem nowych, fascynujących spekulacji na temat życia w kosmosie i tego, jak mogłoby ono wykorzystywać siły natury na skalę międzygwiezdną.
