I fisici descrivono la nuova classe di Dyson Sphere

Nel 1960, il fisico Freeman Dyson pubblicò un articolo insolito sulla rivista Scienza intitolato Ricerca di sorgenti stellari artificiali di radiazione infrarossa. In esso, ha delineato un'ipotetica struttura che incapsula interamente una stella per catturarne l'energia, che da allora è diventata nota come una sfera di Dyson.

L'idea di base è che tutte le civiltà tecnologiche richiedono fonti di energia sempre maggiori. Una volta che l'energia del loro pianeta natale è stata completamente esaurita, la prossima fonte ovvia è la stella madre. Quindi è probabile che una tale civiltà costruisca un guscio attorno alla sua stella che catturi l'energia che produce.

Naturalmente, una tale sfera deve anche irradiare l'energia che assorbe e questo produrrebbe una firma speciale nella parte infrarossa dello spettro. Una tale fonte di radiazione infrarossa sarebbe del tutto diversa da qualsiasi altra presente in natura e quindi fornirebbe un modo unico per individuare come la civiltà avanzata.

Poiché le stelle simili al Sole sembrano le case più ovvie per le civiltà avanzate, la maggior parte degli studi sulle sfere di Dyson si è concentrata sulle proprietà che questi tipi di sistemi avrebbero se costruiti all'interno della zona abitabile a una distanza di circa 1 unità astronomica.

Questi studi, tuttavia, hanno rivelato limitazioni ben note. Tali sfere tendono ad essere instabili e richiedono enormi volumi di materiale per essere costruite. Ma la cosa più problematica di tutte, qualsiasi cosa o chiunque sulla superficie di queste sfere sperimenterebbe bassi livelli di gravità, un problema che non potrebbe essere facilmente risolto con la fisica nota.

Oggi, Ibrahim Semiz e Salim Ogur dell'Università Bogazici in Turchia, definiscono una classe completamente nuova della sfera Dyson. Invece di pensare a una sfera attorno a una stella simile al Sole, Semiz e Ogur considerano una sfera costruita attorno a una nana bianca.

Dicono che una tale sfera eviterebbe alcuni dei problemi più gravi e che ci sono buoni argomenti per pensare che potrebbero essere più comuni di quelli originariamente immaginati da Dyson.

Semiz e Ogur iniziano discutendo del ciclo di vita della maggior parte delle stelle. Le stelle trascorrono la maggior parte della loro vita in una fase del loro ciclo vitale nota come sequenza principale. Man mano che invecchiano, tuttavia, si gonfiano e la temperatura della loro atmosfera esterna si raffredda mentre diventano giganti rosse.

Infine, queste giganti rosse esplodono lasciando dietro di sé un buco nero, una stella di neutroni o una nana bianca. Ogni stella con una massa inferiore a circa quattro volte quella del nostro Sole è destinata a questa opzione finale. Quindi, col passare del tempo, una frazione significativa delle stelle nell'universo dovrebbe essere costituita da nane bianche.

Semiz e Ogur sostengono che qualsiasi civiltà che si evolve durante la sequenza principale del suo sole e poi trova un modo per sopravvivere agli stadi di gigante rossa e supernova, probabilmente troverà anche un modo per creare una sfera di Dyson attorno alla nana bianca sopravvissuta. Per questo motivo, suggeriscono che queste stelle potrebbero avere maggiori probabilità di ospitare una struttura del genere.

Inoltre, una nana bianca è un ospite migliore per una sfera Dyson. Semiz e Ogur sottolineano che la zona abitabile attorno a una nana bianca è più vicina alla stella, quindi una tale sfera sarebbe più piccola. Calcolano che una sfera spessa un metro costruita nella zona abitabile attorno a una nana bianca richiederebbe circa 10^23 chilogrammi di materia, appena un po' meno della massa della nostra luna.

E poiché la sfera è più piccola, anche la gravità che chiunque sulla superficie sperimenterebbe sarebbe più forte, quasi simile alla Terra. Ciò rende questo tipo di sfere di Dyson la casa ideale per le civiltà tecnologicamente avanzate con almeno una vaga somiglianza con la nostra.

C'è un apparente svantaggio, tuttavia. Poiché le nane bianche emettono meno energia delle stelle simili al Sole, una sfera di Dyson attorno a una sarebbe molto meno luminosa. E questo lo renderebbe più difficile da rilevare. Quindi, se qualche civiltà nella Via Lattea ha raggiunto questo stadio, sarà molto più difficile per noi individuarle.

Questa è un'interessante estensione delle numerose analisi sulle sfere Dyson che sono già state completate. E se traccia un potenziale futuro per l'umanità, almeno abbiamo tempo a disposizione. Il Sole alla fine si gonfierà per formare una gigante rossa e alla fine esploderà lasciando dietro di sé una nana bianca, ma abbiamo circa cinque miliardi di anni per elaborare un piano di sopravvivenza.

Rif: arxiv.org/abs/1503.04376 : Sfere di Dyson attorno a White Dwarfs

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