Основоположник космонавтики, наш соотечественник

 Константин Эдуардович Циолковский, тоже
предлагал обитаемые космические колонии, но не в форме сферы, а в форме пирамиды или конуса, развернутые прозрачным основанием в сторону Солнца (с растениями и обитателями, расположенными на стенках конуса)
Друзья!
Из Сети
"Физики допустили присутствие инопланетных
технологий у черных дыр
Более двадцати исследователей из Пенсильванского университета,
Массачусетского технологического института и Ultraintelligence
Foundation собрались в Центре мозга, разума и машин MIT
на двухдневный семинар Dyson Minds 2025. Ученые обсудили, как
обнаружить возможных обитателей сфер Дайсона вокруг сверхмассивных
черных дыр. Итоги семинара опубликованы в журнале Publications of the
Astronomical Society of the Pacific.
Концепция сферы Дайсона, предложенная физиком Фрименом Дайсоном
в 1960-х годах, описывает гипотетическую мегаструктуру, которая
полностью окружает звезду или иной мощный источник энергии и
перехватывает его излучение. Участники семинара рассматривали
версию этой идеи применительно к черным дырам: такие объекты
выделяют колоссальное количество энергии — через аккреционные
диски, релятивистские джеты и излучение Хокинга, — что делает их
потенциально привлекательным источником питания для чрезвычайно
развитых цивилизаций или созданных ими постбиологических систем.
На семинаре были рассмотрены термодинамические и механические
ограничения конструкции роя Дайсона вокруг сверхмассивной черной
дыры, а также компромисс между мощностью и задержкой передачи
сигналов при создании распределенного «разума» такого масштаба.
Ключевая практическая рекомендация семинара — применить методы
поиска аномалий к уже накопленным архивам данных инфракрасного
телескопа WISE, космического телескопа Джеймса Уэбба и телескопа
горизонта событий, которые могут содержать источники с необычными
спектральными характеристиками, упущенными при стандартной
обработке.
«Даже если наша гипотеза не подтвердится, мы, как правило, находим
что-то интересное, о чем раньше никто не думал», — отметила ведущий
автор итогового доклада, постдокторант Центра исследования
внеземного разума Пенсильванского университета Оливия Кертис".
https://www.gazeta.ru/
Подробнее.

"Эксперты встретились в MIT, чтобы обсудить
гипотетические технологии инопланетян

Ученые из ряда стран встретились в Массачусетском
технологическом институте, чтобы обсудить,
способны ли гипотетические инопланетяне создать «сферы
Дайсона» вокруг сверхмассивных черных дыр, сообщает
ScienceAlert.
Более двадцати исследователей из Пенсильванского университета,
Массачусетского технологического института и Ultraintelligence
Foundation собрались в Центре мозга, разума и машин MIT
на двухдневный семинар Dyson Minds 2025. Ученые обсудили, как
обнаружить возможных обитателей сфер Дайсона вокруг сверхмассивных
черных дыр. Итоги семинара опубликованы в журнале Publications of the
Astronomical Society of the Pacific.
Концепция сферы Дайсона, предложенная физиком Фрименом Дайсоном
в 1960-х годах, описывает гипотетическую мегаструктуру, которая
полностью окружает звезду или иной мощный источник энергии и
перехватывает его излучение. Участники семинара рассматривали
версию этой идеи применительно к черным дырам: такие объекты
выделяют колоссальное количество энергии — через аккреционные
диски, релятивистские джеты и излучение Хокинга, — что делает их
потенциально привлекательным источником питания для чрезвычайно
развитых цивилизаций или созданных ими постбиологических систем.
На семинаре были рассмотрены термодинамические и механические
ограничения конструкции роя Дайсона вокруг сверхмассивной черной
дыры, а также компромисс между мощностью и задержкой передачи
сигналов при создании распределенного «разума» такого масштаба.
Ключевая практическая рекомендация семинара — применить методы
поиска аномалий к уже накопленным архивам данных инфракрасного
телескопа WISE, космического телескопа Джеймса Уэбба и телескопа
горизонта событий, которые могут содержать источники с необычными
спектральными характеристиками, упущенными при стандартной
обработке.
«Даже если наша гипотеза не подтвердится, мы, как правило, находим
что-то интересное, о чем раньше никто не думал», — отметила ведущий
автор итогового доклада, постдокторант Центра исследования
внеземного разума Пенсильванского университета Оливия Кертис.
ой галактике находится
сверхмассивная черная дыра. Несмотря на репутацию объектов,
поглощающих все вокруг, они одновременно являются источниками
колоссального количества энергии, в миллионы раз превышающей
солнечную.
Сфера Дайсона — гипотетическая инженерная конструкция,
предназначенная для сбора энергии от мощного естественного
источника".https://science.mail.ru/?
...Что ж, Разум Космоса и разум человека,объединившись, творят чудеса!
В Учении Живой Этики прямо говорится о том, что пора человечеству
научиться черпать энергию прямо из космического пространства,пощадив  оскудевающие земные недра.
В.Н.
*************
1.Сфера Дайсона — для чего это нужно?

Общепринятый приоритет в изобретении концепции колоссального космического сооружения,
обозначаемого термином «Сфера Дайсона», принадлежит англо-американскому ученому
Фримену Дайсону. Но, как и всегда в истории, если хорошо поискать, то можно найти
предшественников, излагавших нечто похожее, заложивших некие основы, опираясь на которые
наш современник Дайсон смог предложить такую дерзновенную идею.
Сам Фриман Дайсон признавал, что вдохновился идеей из фантастического романа «Создатель
Звезд» («The Star Maker», Olaf Stapledon), автор которого Олаф Стэпледон описал похожее
сооружение (кольца вокруг звезд без планет и новые искусственные планеты) ещё в 1937 году.
Но и Олаф Стэпледон мог позаимствовать идею у ещё одного автора: Джон Десмонд Бернал ( J.
D. Bernal, «The World, the Flesh, and the Devil») в статье «Мир, Плоть и Дьявол» описывал
сферические космические колонии, построенные из тонких оболочек вокруг перемещенных на
новые орбиты астероидов. Он также неявно намекал, что когда таких колоний станет много, то
тогда они будут перехватывать большую часть энергии нашего светила.
Основоположник космонавтики, наш соотечественник Константин Эдуардович Циолковский, тоже
предлагал обитаемые космические колонии, но не в форме сферы, а в форме пирамиды или
конуса, развернутые прозрачным основанием в сторону Солнца (с растениями и обитателями,
расположенными на стенках конуса) – так называемые «эфирные города». Причём тут сфера
Дайсона? А при том, что на приведенной ниже картинке из дневника Циолковского видно, что он
изображал эти конусы именно объединенными в упорядоченную сеть (чем не часть сферы
Дайсона?) с помощью неких балок или тросов, проходящих через центры этих объектов.
Помимо этих авторов американский фантаст Раймонд З. Галлун (Raymond Z. Gallun) тоже
излагал нечто похожее.
Ещё в средневековье (XV век), итальянский мыслитель XV века Марсилио Фичино, предвидя
возможности человека в будущем (интуитивно ощущая, что возможности человека развиваются
на основе познания, т.е. точных знаний человека о законах природы) совершенно самоуверенно
(для своего времени) написал:
Человек измеряет землю и небо… Ни небо не представляется для него слишком высоким,
ни центр земли слишком глубоким… А так как человек познал строй небесных светил, то
кто станет отрицать, что гений человека почти такой же, как у самого творца
небесных светил, и что он некоторым образом мог бы создать эти светила, если бы
имел орудия и небесный материал.
Поразительные слова, как бы предвещающие дерзания будущих покорителей космоса! —
замечает Лев Любимов, автор той книги по искусству (и там оказывается пишут про
астрономию!), где я прочел эти строки («Небо не слишком высоко» – золотой век итальянской
живописи, серия «В мире прекрасного», Лев Любимов, Москва, Детская литература, 1979).
Надо заметить, что хотя сфера Дайсона это не аналог светила — звезды или планеты, но она в
некотором смысле использует первое и заменяет второе. Под сферой Дайсона можно понимать
не только сферу, но любую конструкцию. Главное, чтобы эта конструкция была масштабной и
перехватывала значительную часть излучения Солнца (а не тысячные доли процента, как
существующие в нашей системе планеты). Конечно, итальянец Марсилио Фичино в XV веке не
мог выдумать концепцию сферы Дайсона (ему не хватало знаний) и просто мечтал о создании
подобия природных небесных тел, но тем не менее он смог обозначить в своем коротком тексте
три из четырех основных проблем по созданию цивилизацией сферы Дайсона:
1. Метод создания – каким "некоторым образом" можно создать сферу, радиусом 50-250
миллионов километров?
2. Средства создания – какими "орудиями" можно создавать такую сферу, чтобы не навредить
себе и всей своей системе?
3. Материал для создания – тот самый "небесный материал", который определяет своим
наличием, количеством и качеством саму возможность создания такой сферы (а также методы и
скорость строительства).
4. Место расположения – которое нужно определить заранее, до строительства, чтобы потом
не оказалось, что наличие сферы в этом месте только усложняет жизнь цивилизации или просто
опасно для своей системы.
Начнем с последней проблемы – с места расположения сферы, так как это самое важное
решение, заметно влияющее на последующие. И ответ на вопрос о размещение сферы
напрямую зависит от назначения сферы.
Классификация по расположению
Вариант А: Если нам нужна сфера Дайсона просто для получения максимума энергии от
Солнца (без учета сохранения освещенности планет, особенно освещенности Земли), то было
бы логичнее расположить сферу как можно ближе к Солнцу.
Возникают три основные проблемы:
1. Проблема гравитационной устойчивости и стабильности — сфера не должна падать на
Солнце, ломаться или деформироваться от гравитации Солнца, а также от гравитации
ближайших планет (Меркурия и Венеры).
2. Проблема охлаждения сферы — сфера не должна плавиться или деформироваться от
энергии Солнца.
3. Если проблема охлаждения решена, то остается проблема переноса массы с Солнца на
сферу – солнечный ветер и коронарные выбросы будут достигать поверхности сферы,
повреждать её, оседать на ней, утяжелять и заряжать её.
Вариант Б: Если нам нужна сфера как поверхность обитания для людей (со всей необходимой
инфраструктурой, атмосферой, почвой, растениями и животными), то сфера должна быть
прочной и располагаться там, где свет Солнца имеет примерно ту же интенсивность что и на
поверхности Земли — т.е. на расстоянии орбиты Земли или даже дальше (чтобы
скомпенсировать отсутствие или слабость атмосферы, магнитосферы, нужных для защиты от
излучения Солнца).
Возникают три новые основные проблемы (выше изложенные проблемы Варианта А не
исчезают, но уходят на второй план):
1. Стабильность – сфера не должна задевать орбиты других планет (например Земли), не
должна сильно притягиваться ими. Поэтому она должна быть далеко вне орбиты Земли (на
30-50 млн. км или на 0.2-0.3 а.е.).
2. Прочность и толщина сферы – вопрос в том, достаточно ли прочная поверхность сферы:
помимо технологии во многом это определяется составом и качеством материала
Солнечной системы.
3. Наличие материала – если его недостаточно, то и строить такую сферу не имеет смысла.
Вариант В: Если нам нужна сфера с тонкой примитивной (легко ремонтируемой) поверхностью,
перехватывающей свет от Солнца, но не обязательно твердой (выдерживающей почву, людей),
зато с максимальной площадью поверхности и с минимальным потоком энергии (чтобы не
волноваться за перегрев сферы), то сфера должна располагаться где-то ещё дальше от
светила.
Для такой сферы тоже актуальны три основные проблемы (остальные проблемы менее важны):
1. Наличие материала – для такой огромной сферы его может и не хватить.
2. Стабильность сферы — остается проблемой, но не такой срочной.
3. Столкновения с астероидами, кометами и т.п. — проблема серьезнее, чем для ранее
изложенных вариантов, так как поверхность такой сферы в единицу времени пересекают
гораздо больше мелких небесных тел.
Классификация по назначению
Из беглого рассмотрения местоположения сферы Дайсона очевидно, что многое также
определяется назначением сферы:
Назначение 1: Тесный энергетический кокон вокруг звезды
Как можно ближе к звезде создается вращающаяся (необязательно сплошная) прочная
охлаждаемая оболочка с уловителями (а также преобразователями и излучателями) энергии —
чтобы получить максимум энергии при минимальных объемах строительства. Как близко к
Солнцу можно построить такую сферу? Если принять неопасным разогрев оболочки Солнцем до
1000 К (без специального охлаждения), то радиус будет равен около 23 млн км, что лежит внутри
орбиты Меркурия (радиус его орбиты от 40 до 60 млн км) — эти расчеты взяты со списка ответов
на типичные вопросы по сфере Дайсона.
Вся полученная световая энергия преобразуется в другую (например, в электрическую) и потом
либо передается куда-то (например, лазером или радиоволной), либо применяется на месте.
Состояние, освещенность, стабильность орбит планет и даже само их существование в расчет
не принимаются – если нужно, то они разбираются на материалы для создания сферы.
Несмотря на некоторую экстремальность такого назначения сферы (нестабильность сферы надо
постоянно парировать выпуском газов/солнечного ветра с разных направлений, или работой
двигателей на внешней/внутренней оболочке сферы) и проблему прочности (для нашего уровня
развития главной проблемой является прочности любых современных материалов) эта
конструкция вполне оправдана для цивилизаций высокого уровня. Особенно если таким
способом осваивается не своё светило, а чужая звезда. Это ведь не колыбель цивилизации, где
разбирать или заслонять от светила планеты не поднимется рука (просто из уважения к истории
своего мира), не говоря уже о нарушении стабильности орбит других планет при разборке даже
одной планеты. Если такая чужая звезда имеет неудачный (с точки зрения цивилизации) спектр,
не обладает пригодными для освоения и обитания планетами, то и жалеть такую систему со
звездой никто особо не будет: планеты пойдут на создание сферы.
Конструкция такого вида особенно оптимальна для белых карликов: эти неактивные, медленно
(миллиарды лет) остывающие остатки звезды светят стабильно: температура их поверхности
остывает со средней скоростью около 10000 K за 1 миллиард лет — эта оценка основана на
разнице температур нового белого карлика: от 90 000 К (оценка по линиям поглощения) или 130
000 К (оценка по рентгеновскому спектру), до температур ниже 4000 К (так называемый черный
карлик) для некоторых белых карликов, остывших за 13 миллиардов лет (время жизни
Вселенной). Белые карлики светят без вспышек и выбросов коронарной массы, они невелики по
размерам и по светимости — вокруг них можно сделать сферу радиусом в десятки раз меньше
(даже менее 1 млн. км), чем вокруг активного Солнца или других звёзд схожего размера. Но
проблема прочности сферы остается.
В 2015 году двое турецких ученых рассчитали радиусы сфер Дайсона (пригодных для обитания
людей на внешней прочной поверхности с комнатной температурой) для разных типов белых
карликов. Результаты лежат в пределах 2-5 млн. км, а количество материала на создание такого
рода сфер с толщиной оболочки около 1 м примерно равно материалу всей Луны. Эту работу
заметили и в США и у нас в СМИ.
С красными карликами дело несколько сложнее: у них часто бывают вспышки, их жесткое
излучение опаснее солнечного. Но и у них есть свои преимущества: их много, а их вес от 30% и
вплоть до 8% от веса Солнца, значительно меньшие значения светимости и малые
геометрические размеры позволяют построить сферы радиусом поменьше, чем для Солнца, а
уж продолжительность их жизни далеко перекрывает и ожидаемую продолжительность жизни
Солнца и время остывания белых карликов до уровня, когда получение энергии сферой уже
мало.
Вывод: Данное назначение сферы Дайсона имеет смысл для определенных типов небольших
звезд, но явно не для родной системы цивилизации и не для первой попытки любой
цивилизации построить сферу Дайсона. Вот когда цивилизация выйдет на звездные просторы,
то тогда и начнет «гасить» ближайшие звезды (особенно карлики) такими коконами, образуя тем
самым в небе «пузырь Ферми» без звезд (термин Ричарда Кэрригана). В оптическом диапазоне
это будет похоже на звёзды, находящимся в туманности, но при этом прилично светящиеся в ИК-
диапазоне. Название «пузырь Ферми» было предложено из-за того, что подобная группа сфер
Дайсона будет постепенно расширяться в соответствии предположением Энрико Ферми о
скорости расширения ареала таких цивилизаций в 0,001 — 0,01 от скорости света.
Назначение 2: Огромная поверхность для заселения людьми
Самое амбициозное, трудное в создании и материально затратное назначение для сферы
Дайсона. Требует воистину огромного количества материалов и ресурсов для создания. Если мы
не считаем возможным разборку Земли или её затемнение, то радиус такой сферы должен быть
около 190-250 млн. км (на 40-50 млн. км за земной орбитой для уменьшения взаимного влияния
сферы и Земли).
В связи с простыми выводами из физических законов (Закон Гаусса) — так называемая теорема
Ньютона об отсутствии гравитации внутри сферических тел (по-английски: Shell theorem) — для
любой равномерно плотной сферической оболочки гравитация внутри оболочки зависит только
от массы внутри (а не от массы самой оболочки). Поэтому находиться людям на внутренней
поверхности такой оболочки будет просто опасно: они будут притягиваться внутрь к Солнцу, а не
к оболочке (какой бы толстой она не была). Некоторые оригиналы в связи с этим даже
предлагают селиться на внешней оболочке такой сферы! (и упомянутая выше работа о белых
карликах). Избавиться от падения внутрь можно: закрутив сферу до нормальной для такого
радиуса орбитальной скорости, что добавит около 1/3 от земной силы тяжести направленной
наружу.
Но атмосфера от этого особо удерживаться не будет (надо её ограждать от внутреннего
вакуума), весь свет от Солнца будет переотражаться от оболочки и слепить со всех сторон, да и
замкнутый внутри сферы солнечный ветер с интенсивностью около 2.5 на 10^12 ионов на метр
квадратный за секунду не сможет никуда выйти.
Главная проблема в другом: необходимо достичь немалой прочности оболочки этой сферы,
чтобы сфера под действием гравитации Солнца не упала внутрь, к Солнцу. Для невращающейся
сферы требуется некая прочность, чтобы противостоять давлению, вызванному притяжением
Солнца на пробный килограмм материала сферы.
Это вроде ерунда, какие-то мизерные доли от силы тяжести на Земле (9.8 ньютона действуют на
пробный килограмм на поверхности нашей планеты). Но проблема в том, что ещё на этот
килограмм оболочки давит вес всех других килограммов, составляющих сектора купола сферы
снизу и сверху (см. наглядный рисунок ниже).
Да, их вес на таком расстоянии от Солнца минимален, те самые 0.04 миллиньютона, но эту
мизерную силу надо векторно умножить на миллионы этих килограмм, составляющих массу
сектора купола. Результирующая сила зависит от толщины оболочки и даже для сантиметровых
толщин она просто ужасна (так как размеры и масса сектора купола огромна).
Если создать вращающуюся сферу (при сборке сферы из элементов, только так и надо
начинать: все элементы экваториального кольца должны предварительно выводится на
стабильную орбиту, что требует вращения вокруг светила со скоростями близкими к
орбитальным скоростям планет: 30 км/сек для Земли или около 25 км/сек для орбиты за земной,
но до марсианской), то это вращение поможет собранной жесткой оболочке сферы только на
экваторе и рядом с ним.
Но это ускорение не уменьшает силу притяжения к светилу на полюсах такой сферы, и не особо
помогает на средних широтах. Проблема с давлением огромной массы секторов верхнего и
нижнего куполов на быстро вращающийся экватор сферы остается. Остается и проблема
недостатка ресурсов: ученый Андерс Сандберг оценивает, что в нашей Солнечной системе
находится 1,82х10^26 кг легко используемого строительного материала, что является
достаточным для строительства оболочки Дайсона радиусом 1 а.е., средней массой 600 кг/м2
при толщине приблизительно 8-20 см в зависимости от плотности материала. Если выкинуть
материал ядр газовых гигантов, которые, сильно мягко говоря, труднодоступны, то внутренние
планеты отдельно могут предоставить лишь 11,79х10^24 кг вещества, что хватит для
строительства оболочки Дайсона радиусом 1 а.е. с массой всего 42 кг/м2 и около сантиметровой
толщины.
Вывод: Данное назначение сферы Дайсона имеет смысл только для идеалистических мечтаний
о мощи цивилизации. Современные материалы не позволяют создать такую сферу. Кроме того
никакой материал и никакие новые технологии не изменят того факта, что внутренняя
поверхность сферы не пригодна для обитания в чистом виде (нужна ещё внутренняя прозрачная
сфера для удержания атмосферы от падения вниз к светилу), а сама сфера опасно
нестабильна. И главное: материала в нашей системе просто не хватит.
Назначение 3: Легкие концентраторы энергии звезды
Такие сферы могут быть как дальше, так и ближе земной орбиты. Главное то, что их назначение
это не проживание максимального количества людей на их внутренней поверхности, а
использование излучаемой Солнцем энергии, пусть и не 100% этой энергии. Эти допущения по
назначению открывают широкие возможности по формам и типам конструкций. Можно выбрать
ту, которая доступна текущим технологиям, не замахиваясь на нереальное. Например можно
отойти от сферы к отдельным элементам, составляющих так называемый Рой Дайсона, на
орбите вокруг Солнца (у Меркурия), которые получают и перерабатывают энергию и посылают
её дальше потребителям.
Можно рассмотреть и элементы без преобразования энергии, которые просто посылают
отраженный солнечный свет в нужном направлении (упоминается здесь). Набор таких нежестких
колец (из элементов роя) с разными радиусами и углами к плоскости эклиптики может в
принципе перехватывать даже больше 50% солнечного излучения, даже если кольца не
сплошные (не жесткие) и между самими кольцами есть зазоры.
Да, это не сфера в геометрическом смысле слова, но вполне практичная альтернатива сфере.
Главное — это отказаться от самой сферы — как говорится: Вам шашечки или доехать надо?
Вывод: данное расплывчатое назначение сферы Дайсона придает большую гибкость всей
концепции и позволяет рассмотреть несколько форм и типов конструкций, с разными исходными
задачами и с разными результатами, а также с разными потенциалами совершенствования и
модернизации.
К такому же выводу пришел и футурист Стьюарт Армстронг, выбрав в качестве естественной
перспективы для цивилизации Рой Дайсона (Dayson Swarm), построенный из материала
Меркурия и расположенный примерно на его орбите: смотри то самое видео выше (с 2:50 по
4:50) на английском, с рассуждениями про разработку гематита (химическая формула Fe2O3) на
Меркурии, про отражатели и коллекторы света. Этот футуристический план по «разработке всего
Меркурия до конца» был замечен и у нас в официально-скандальной прессе и на сайте Popular
Mechanics.
Классификация типов конструкций
Так называемый I тип сферы Дайсона это не сплошная условная сфера — Рой Дайсона
(Dayson Swarm) — из отдельных, никак между собой не связанных элементов, движущихся по
своим стабильным орбитам, на более-менее постоянном удалении от центрального светила.
Орбиты регулируются тягой любых двигателей на самих элементах.
Так называемый II тип сферы Дайсона это не сплошная условная сфера из отдельных
несвязанных элементов, парящих на постоянном удалении от центрального светила за счет
баланса силы притяжения и силы давления света/солнечного ветра. Элементы названы
статитами (типа стабильные сателлиты). Баланс этих сил (притяжения и давления света)
достижим только при очень легком материале: с очень легкой прочной оболочкой: 0.78 грамм на
м2, что недостижимо для современных технологий.
Так называемый III тип сферы Дайсона это простая и сплошная сфера в виде легкого баллона,
так называемый «Пузырь Дайсона». Баланс сил основан на равенстве давлении света
гравитации, как и тип II, но со сплошной оболочкой, очень легкой и тонкой: 0.78 грамм на м2, что
недостижимо для современных технологий – для такой сферы радиусом 1 а.е. достаточно
материала массой в один крупный астероид Паллада: 2.17 на 10^20 кг.
Отбрасывая II и III тип сферы Дайсона из-за отсутствия на данный момент (и в обозримом
будущем) подобных материалов мы снова приходим к рою Дайсона — к сфере I типа, просто
потому, что она реальнее всех остальных типов.
Есть и другие, экзотичные типы конструкций (к примеру тут), но все они ещё сложнее и
нереальнее.
Сфера Дайсона начинается с Кольца
Рассмотрим сам процесс создания Сферы Дайсона, точнее Роя Дайсона в виде Кольца.
С чего техническая цивилизация начнет монтаж любой сферы Дайсона? С вывода отдельных
элементов сферы на орбиту. Только элементы сферы Дайсона, двигающиеся по стабильной
круговой орбите с нужным радиусом, могут быть собраны вместе (без жесткого соединения, с
зазорами), чтобы постепенно шаг за шагом сформировать… увы, не сферу, а только кольцо, так
как чем выше или ниже элемент над плоскостью кольца, тем сложнее его поставить на
стабильную орбиту, не пересекающую уже созданное кольцо и не сильно удаленное от него по
радиусу. Хотя есть прикидки, как сделать много индивидуальных непересекающихся орбит для
элементов. Например, красивый вариант с разными восходящими узлами орбиты и
перицентрами (но с одинаковым наклонением и радиусом) — этот вариант Роя с максимальным
количествои индивидуальных орбит в виде «кружевного» тора под названием Jenkins Swarm
(Рой Дженкинса) использован для картинки на обложке этой статьи.
Монтаж скорее всего начнется со сборки части кольца Дайсона в плоскости эклиптики. Ведь вне
плоскости эклиптики меньше астероидов и другого материала для создания элементов кольца.
А в плоскости эклиптики и материала больше, и доставить на нужный радиус этот материал
легче, и придать ему (или уже построенному элементу кольца) нужную орбитальную скорость
проще. Назовем такую нежесткую конструкцию из отдельных близко расположенных элементов
роя Кольцом Дайсона (так как Кольцо Нивена по определению обязательно жесткое).
После создания гибкого (состоящего из несвязанных или слабо связанных элементов) кольца
заданного радиуса, с накоплением опыта и усовершенствованием технологии, цивилизации
можно создавать и другие кольца, уже поперек плоскости эклиптики и под углом к ней, но эти
кольца должны быть с заметно увеличенным или уменьшенным радиусом, чтобы не задевать
первоначальное кольцо.
Это всё по первой части статьи: история идеи бегло рассмотрена и выбран оптимально-
реализуемый вариант сферы Дайсона.
Во второй части статьи рассматривается метод строительства Кольца Дайсона на основе роя из
стандартных, автономных элементов. Рассчитываются параметры такого Кольца для Солнечной
системы с двумя вариантами расположения Кольца: до орбиты Земли (за орбитой Венеры,
поближе к Солнцу) и за орбитой Земли (до орбиты Марса). Также подробно рассматривается
стандартный элемент такого Кольца, его геометрические и весовые параметры и возможные
функции.
В третьей части статьи раскрываются цели построения такого Кольца, способы его применения
и способы нестандартного применения отдельных автономных элементов Кольца вне самой орбиты Кольца. Также обсуждается проблема обнаружения такого гигантского сооружения
извне.
https://habr.com/ru/
*************

2.Золотой мальчик
Бог — это разум, переросший границы нашего понимания.
Фримен Дайсон
Наука — это всегда творчество. Это поиск новых решений и игра воображения.
Без всего этого сухая логика бесполезна. Однако порой фантазия способна
даже самый блестящий, самый строгий ум завести в неведомые, космические
дали.
Фримен Дайсон — знаменитый учёный, который придумал поистине
фантастический научный концепт. Этот концепт известен больше, чем
создатель, хотя и носит его имя. Это одна из самых масштабных конструкций,
когда-либо предложенных человеком. Это сфера Дайсона.

Фримен Джон Дайсон родился 15 декабря 1923 года в маленьком английском городке
Кроуторн (графство Беркшир). Он был вторым ребёнком известного композитора
Джорджа Дайсона, которого в 1941 году посвятили в рыцари, и социального работника
Милдред.
Респектабельная семья жила обеспеченно, не нуждаясь в деньгах. Юный Фримен уже в
раннем возрасте выказывал талант к математике и вычислениям, и в восемь лет его
отправили в школу-интернат в Твайфорд. Там Фримен проводил большую часть
времени, появляясь дома лишь на каникулах. По сути, мальчик был предоставлен сам
себе, но в те времена это было нормой.
В отличие от многих выдающихся учёных, Дайсон не испытывал никаких трудностей с
учёбой — сказалась привитая матерью любовь к чтению. А вот со сверстниками
мальчик не особо ладил. По словам Дайсона, в школе балом правили спортсмены,
обожавшие тереть всем подряд лицо наждачкой. Поэтому он предпочитал проводить
время в одиночестве, сидя где-нибудь на дереве и читая романы Жюля Верна и
Фрэнка Баума. Но со временем он всё же обзавёлся друзьями — такими же детьми,
которые увлекались фантастическими историями и мечтали воплотить их в жизнь.
Тогда же Дайсон решил связать жизнь с наукой, которая с тех пор всегда
ассоциировалась у него со свободой и дружбой.
В двенадцать лет Дайсону повезло: отца пригласили преподавать музыку в
престижный Винчестерский колледж, куда он забрал и сына. Отцовское положение,
правда, не принесло Фримену поблажек — ему пришлось выдержать тяжёлый экзамен,
который он сдал с блеском.
В Винчестере Дайсон продолжил заниматься математикой. Он проводил многие часы
в обширной библиотеке, читая в оригинале французские и немецкие математические
труды, а также тексты профессора Виноградова, посвящённые теории чисел.
Вторую мировую войну пятнадцатилетний Дайсон встретил едва ли не с восторгом.
Причиной тому был юношеский максимализм. «Слыша звуки взрывов, я чувствовал: это
рушится Британская империя зла», — говорил он. В 1943 году Дайсон, едва закончив
колледж, пошёл работать в королевские ВВС. Работа у него была специфическая — он
вычислял наиболее эффективное и безопасное расположение пилотов в кабинах
самолётов. Правда, все его труды оказались напрасными: военные почти не
пользовались результатами его исследований, по привычке доверяясь устаревшему
опыту.
После окончания войны Фримен ещё два года работал на родине. Однако он
сомневался, что сможет реализовать себя в депрессивной послевоенной Англии. И в
Композитор сэр Джордж Дайсон. По словам Фримена, произведения его отца до сих пор
приносят больше денег, чем все сочинения учёногоданных.
1947 году Дайсон переехал в США — страну Оппенгеймера, Шрёдингера и Эйнштейна.
Помимо желания поучаствовать в чём-то по-настоящему прогрессивном и
масштабном, у него, по словам сестры, был ещё один мотив — Дайсон жаждал обрести
самостоятельность, выйти из тени знаменитого отца. Такие авантюры редко
заканчиваются чем-то хорошим… Но исключения всё же случаются.
Блестящий ум
Дайсон любил слушать репортажи BBC о жизни в США. И, как это ни удивительно,
Америка действительно оказалась такой, как описывали: страной необычайного
подьёма, в том числе и научного.
По прибытии Фримен устроился соискателем докторской степени в Корнелльский
университет. Там он попал под патронаж Ханса Бете — одного из самых известных
физиков того времени. Бете быстро понял, что ему в ученики достался нетривиальный
ум. Вскоре Ханс порекомендовал Фримену отправиться в ежегодную летнюю школу
для физиков в Анн-Арборе — пятинедельный праздник науки, где молодые учёные
могли послушать лекции легендарных физиков и даже поспорить с ними. Там Дайсон
встретил Ричарда Фейнмана, одного из создателей американской атомной бомбы.
Фейнман, который был старше Дайсона всего на пять лет, уже был знаменитостью в
мире квантовой электродинамики. В 1948 году он предложил метод так называемых
диаграмм Фейнмана, которые описывали взаимодействие фермионов (квантов
материи) и бозонов (квантов поля) в координатах пространства-времени. Диаграммы
позволили создать современную модель квантовой физики. Но один из патриархов
тогдашней физики, Роберт Оппенгеймер, отклонил диаграммы Фейнмана. Но Дайсон
был уверен в их правильности и в 1949 году опубликовал работу, в которой смог
математически обосновать выкладки Фейнмана, чем впервые заслужил серьёзное
признание.
В 1951 году Дайсон стал профессором физики в Корнелле. При этом молодой учёный на
тот момент ещё даже не получил докторскую степень — исключительный случай.
Впрочем, преподавал он там всего два года. В 1953 году Роберт Оппенгеймер
предложил ему пожизненное назначение в Институте перспективных исследований в
Принстоне — месте, где провёл последние годы жизни Альберт Эйнштейн.
Оппенгеймер обещал молодому учёному полную свободу: он мог заниматься любой
областью, которая его интересовала. Дайсон предложение принял — и преподавал там
вплоть до 1994 года, а после остался почётным профессором. За это время он успел
поработать над теорией резонансного парамагнитного поглощения излучения
металлами и над теориями магнетизма и энергетического распределения ядер. Он
опубликовал множество трудов по космологии, философии и футурологии, получил
немало премий — Нобелевская, правда, всё же обошла великого учёного стороной. И
успел, конечно, обзавестись семьёй — со своей второй супругой Имме он живёт и по
сей день, у него 6 детей и уже 16 внуков.
Еретик
В последние годы Дайсон активно занялся популяризацией науки. Несколько лет
назад он, несмотря на солидный возраст, исколесил полмира с серией лекций, в
которых излагал свои мысли по некоторым проблемам, стоящим перед человечеством.
Сам он с гордостью называет свои тезисы «ересями», а себя — еретиком от науки.
Первая ересь посвящена многострадальному глобальному потеплению. Дайсон не
первый, кто говорит о том, что масштабы проблемы сильно раздуты, равно как и роль
человечества в «надвигающийся катастрофе». Он, впрочем, оговаривается: разумеется,
бесследно для человечества потепление не пройдёт. Но гораздо важнее решить,
например, проблемы перенаселения и бедности. А потепление приходит и уходит — и
роль человека в нём незначительна.
Вторая ересь — климатические циклы. Дайсон обращает внимание на Сахару, в
которой сохранились многочисленные артефакты из прошлого — причём достаточно
качественные. Еретик напоминает, что 6000 лет назад Сахара была влажной — да и в
целом климат был совсем другим. Собственно, ересь заключается в том, что Дайсон
считает тот давний, более тёплый и влажный климат лучше, нежели нынешний.
Чтобы на Земле стало жарче, Дайсон призывает усиливать концентрацию углекислого
газа в атмосфере — то, против чего выступают защитники природы. Это бы как
минимум увеличило размеры потенциальных сельскохозяйственных угодий за счёт той
же Сахары или сибирской тундры, которая была цветущим раем.
Третья ересь — расцвет биоинженерии. Дайсон утверждает, что у людей полно
стереотипов о генной инженерии, подобных давнишним стереотипам о компьютерах
— мол, это всё дорого, громоздко, непонятно и нужно только кучке учёных. Но так будет
не всегда, и люди должны быть к этому готовы. Индустрия идёт вперёд семимильными
шагами. Фримен даже предсказывает создание биоигр — они будут похожи на
современные видеоигры, только с настоящими семенами. Играя, ребёнок будет
проводить селекцию и видеть рост растения в реальном времени. В конечном счёте
генная инженерия может привести к изменению человека как такового… но об этом —
следующая ересь.
Четвёртая ересь — о сути эволюции и биологии человека. Дайсон утверждает, что
человечество вскоре вернётся к изначальным механизмам эволюции «додарвиновской
эпохи». Тогда не существовало отдельных видов и на клеточном уровне царил эдакий
коммунизм — все обменивались данными и не отличались друг от друга. Но внезапно
некая клетка шагнула на новый уровень — и отказалась делиться с другими, образовав
первый вид. Так вот, по мнению учёного, скоро всё изменится — человечество и всё
живое вновь станут единым целым. А помогут нам в этом генетика и биоинформатика.
Дайсон проводит аналогию с компьютерной индустрией. Мол, когда-то индустрия была
полностью открыта, пока одна компания не закрыла свои исходники. Однако сама суть
программного обеспечения, по мнению учёного, предполагает open source. И что-то
похожее должно случиться с эволюцией.
Пятая ересь посвящена ядерному оружию. Дайсон — известный пацифист и сторонник
всеобщего разоружения. Учёный настаивает, что ядерное (а также биологическое)
оружие лишь повышает напряжённость в мире, а не приводит к сдерживанию, как
гласит распространённое мнение.
К этим «ересям» у многих в лучшем случае снисходительное отношение. Дайсону уже
за девяносто, его последние серьёзные свершения были полвека назад — ну, выжил
дедушка из ума, будем терпимыми. Накопление углекислого газа нам поможет — ну он
выдал!
Но Дайсону все эти идеи пришли в голову не случайно. Это определённо не тот случай,
когда человек пытается зацепиться за славу и ещё раз попасть в ленту новостей. Про
пришествие биотехнологий и ядерное оружие Дайсон писал ещё в 1980-х — например,
в книгах Infinite in All Directions («Бесконечный по всем направлениям») и Weapons and
Hope («Оружие и надежда»).
Он сам признаётся, что не может назвать себя экспертом во всех областях. «Я не
утверждаю, что эти еретические идеи истинны, — говорит сам Дайсон. — Но
обдумывать их совсем не вредно». В этом, возможно, и заключается секрет его
долголетия — как физического, так и умственного: Фримену интересно буквально всё,
он подходит к любой теме так ответственно, словно собирается посвятить ей всю
жизнь.
Физик Марвин Гольдбергер рассказывал, что для Дайсона, кажется, не было задачи,
которую он не мог бы решить. Однажды Марвин работал над невероятно запутанным
интегральным уравнением. Рядом проходил Дайсон и, разумеется, заинтересовался
задачей. Он честно признался, что никогда не видел ничего подобного, но принёс
решение уже через двадцать минут. Позже это решение вывели другие учёные — и
уравнение носит их имя. Фримен никогда не гнался за славой или признанием — он
просто решал интересные задачи.
«Я до сих пор не могу себе представить, как можно думать с такой скоростью и такой
математической чёткостью. На его фоне все остальные казались заторможенными.
Такому нельзя научиться. По крайней мере, я так точно не могу», — говорил
Гольдбергер.
Проект «Орион»
Один из знаменитых, но нереализованных
проектов, в которых был занят Дайсон, — проект
космического корабля, который двигался бы с
помощью ядерных взрывов. В США над
«Орионом» начали работать после того, как был
запущен советский спутник. Первые «Орионы»
планировалось запустить уже в 1968 году — но в
итоге, как известно, NASA выбрало менее
сложный и опасный вариант ракет на химической
тяге. Об истории проекта сын Фримена, историк
Космический колосс
В общем, учёный Дайсон, вне всяких сомнений,
выдающийся. Но выдающихся учёных много, а вот
учёных, которые придумали настоящую Идею с
большой буквы, мало. И тут мы подходим к той
задумке, благодаря которой Дайсон получил
известность. Безусловно, это сфера Дайсона.
Идею этой конструкции Дайсон подглядел в
фантастической книге Олафа Стэплдона «Создатель
звёзд». В ней автор описывает путешествие по всей
Вселенной, множество различных рас, обществ и
организаций. Помимо прочего, Степлдон упоминает
гигантскую конструкцию, расположенную вокруг звезды.
Дайсон вдохновился этим образом и в 1960 году предложил идею такой сферы в
работе «Поиск искусственных звёздных источников инфракрасного излучения».
Учёный предположил, что со временем энергетические потребности любой
достаточно развитой цивилизации становятся настолько высокими, что существует
лишь одна возможность их удовлетворить. А именно — постройка вокруг ближайшей
звезды колоссальной конструкции, которая с помощью батарей и фотоэлементов могла
бы поглощать и накапливать практически всю энергию светила.
Такая мегаструктура должна стать заметным источником инфракрасного излучения,
который достаточно легко обнаружить. В 1960-х с идеей поиска внеземной жизни было
связано много надежд. Уже был начат поиск радиосигналов — Фримен предложил ещё
один метод.
Дайсон сразу говорил, что его идея — гипотетическая и в любом случае связана с
отдалённым будущим. Он не ставил задачу разработать способ постройки такой сферы.
Он, как и всегда, просто руководствовался правилом «обдумывать это совсем не
вредно».
Но многим тут же пришёл в голову вопрос: может ли человечество построить такую
сферу? И можно ли вообще её построить?
Радиус гипотетической сферы вокруг, например, Солнца (далеко не самой большой
звезды) будет приблизительно равен одной астрономической единице (150 миллионов
километров). Внутри сферы оказалось бы не только Солнце, но и Меркурий с Венерой.
Разумеется, сразу возникает масса вопросов. Где взять настолько прочный материал?
Сколько времени займёт постройка?
И если на вышеперечисленное можно ответить туманное «ну, технологии будущего,
что-нибудь да придумают», то другие проблемы упираются уже в законы физики.
Главная проблема — гравитация. Крест на идее монолитной конструкции поставил
ещё Ньютон, доказав теорему о полой сфере. Согласно ей, внутри симметричной
оболочки силы гравитации взаимно исключаются, поэтому тело находится в
невесомости.
В итоге сфера начнёт дрейфовать и может просто «наехать» на звезду, что обернётся
полной катастрофой. Конечно, конструкцию можно удерживать, скажем, с помощью
двигателей, — но представьте, сколько энергии потребуется для постоянных манёвров!
Другая проблема — температура. На поверхности сферы она может достигать сотни
градусов Цельсия — многовато для комфорта. Земля охлаждается за счёт атмосферы и
вращения, у сферы не будет ни того, ни другого. Выхода два: или тратить колоссальное
количество энергии на охлаждение, или расширять радиус конструкции.
Ещё одна сложность — материал. В 2012 году глава совета директоров американского
Института этики и новых технологий (IEET) Джордж Дворски заявил, что человечество
вполне может построить сферу в ближайшие пятьдесят лет. Он предложил взорвать
Меркурий, а полученный материал, собственно, и пустить на стройку века.
Тезисы Дворски предсказуемо подверглись критике. Вопросов масса — начиная с «как,
собственно, человечество взорвёт Меркурий» до «как вы будете передавать
полученную от Солнца энергию на Землю».
Но главное — массы Меркурия банально не хватит для строительства сферы радиусом
в 1 астрономическую единицу. По некоторым подсчётам, во всей Солнечной системе не
хватит вещества для строительства устойчивой конструкции — оболочка будет
толщиной буквально в несколько сантиметров. Какой-нибудь шальной астероид, и…
Чтобы решить эти проблемы, Дайсон предложил новые концепции. Он описал сразу
несколько мегаструктур (первоначальная идея получила название «оболочка
Дайсона»), в которых уже нет ничего откровенно невозможного или противоречащего
законам физики.
Рой, или скопление Дайсона — это система, состоящая из огромного числа
независимых друг от друга спутников, которые плотно «облепляют» звезду, двигаясь по
орбите вокруг неё. Главная сложность заключается в контроле над спутниками — ведь
нужно следить за тем, чтобы они не столкнулись, не сошли с орбиты и держали
дистанцию между собой.
Кольцо диаметром 1 а.е. — простейшая форма структуры Дайсона данных
Пузырь Дайсона очень похож на рой — с одним отличием: если рой пребывает в
непрерывном движении, то пузырь, наоборот, статичен. В концепции Пузыря звезда
окружена множеством гигантских солнечных парусов, которые остаются на месте из-за
влияния солнечного ветра. Проблема с контролем над движением исчезает, но
появляется другая — спутники должны быть крайне лёгкими и при этом большими.
Bubbleworld (дословно — мир-пузырь) — это необычная вариация космической
колонии, которая тоже построена вокруг огромной сферы, наполненной водородом
(подойдёт и газовый гигант). По её периметру располагается жизненная оболочка,
нагреваемая шаром, — с почвой, воздухом и водой.
Сеть Дайсона — протянутое от планеты к звезде огромное сплетение кабелей и
проводов с фотоэлементами, которые поглощают и передают энергию светила.
Как бы то ни было, сферу Дайсона всё ещё ищут многие исследователи по всему миру
— например, в рамках проекта SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence),
направленного на поиск инопланетных цивилизаций.
Вдохновитель
Несомненно, самое известное произведение, где видно влияние Дайсона, — роман
Ларри Нивена «Мир-кольцо». Нивен описал гигантское кольцо (радиусом в миллионы
километров), которое вращается вокруг звезды для создания гравитации и окружено
по краям тысячекилометровой стеной для удержания атмосферы. Со временем идея
мира-кольца зажила отдельной жизнью, даже затмив прародителя.
В 2015 году астрономы зафиксировали странное поведение звёзды KIC 8462852
— её светимость на протяжении различных промежутков времени (от 5 до 80
дней) падала на величину до 22%, будто бы её что-то загораживало. Одна из
гипотез объясняла феномен наличием вокруг звезды искусственного
сооружения по типу роя Дайсона. Впрочем, есть и другие версии.
Древо Дайсона
Dyson Tree — это действительно дерево, но не совсем обычное. Во-первых, оно
должно быть создано с нуля с помощью биоинженерии. Во-вторых, расти оно
будет вовсе не в лесу. Такие деревья нужно высаживать на кометы, чтобы
создать на них атмосферу, пригодную для человеческой жизни. Дайсон верит,
что внеземную жизнь сначала обнаружат не на планете или спутнике, а на
комете или астероиде. И даже поставил на это 2000$ на сайте longbets.org,
созданном для заключения бессрочных пари.

С обнаружения объектов, похожих на сферы Дайсона, начинается роман «Звезда
Пандоры» Питера Гамильтона. Сфера упоминается в «Восходе Эндимиона» Дэна
Симмонса, встречается в «Жизненном пространстве» отечественного фантаста Андрея
Ливадного. Полный список включает несколько десятков произведений!
Пожалуй, крупнейший фантаст, который касался этой темы, — Станислав Лем. Правда,
он не стал вводить её в свои книги, а прошёлся по ней катком критики. В сборнике
эссе «Сумма технологии» польский фантаст разносит сферу в пух и прах, называя её
скорее «курьёзом, а не концептом». Его критика справедлива во всём, кроме одного.
Лем пишет: «Дайсон так убеждён в неизбежности создания "околосолнечных сфер", что
предлагает начать поиск их в космосе…» Но, как мы знаем, Дайсон ни в чём не был
убеждён — он лишь предложил пищу для ума.
Сфера Дайсона хорошо прижилась в игровой индустрии. На неё можно наткнуться
в игре Freelancer. В сферу забирают главного героя игры Prey. В классической
стратегии Сида Мейера Alpha Centauri сооружение сферы считается одним из
вариантов победы. На поздних этапах её можно построить в игра
серии Space Empires. Её возводят геты из Mass Effect, побывать внутри неё можно в
одной из сюжетных веток отечественной стратегии «Звёздные волки: Гражданская
война». А в замечательной игре Euphloria (которая на ранних этапах называлась Dyson)
можно вырастить древо Дайсона. Вот в кино Дайсону не повезло — там ни сфера, ни
прочие его концепты практически не встречаются. Можно вспомнить разве что серию
«Звёздного пути» 1992 года. Это, впрочем, объяснимо — конструкцию такого масштаба
слишком сложно показать реалистично.
Лягушка в крынке
Дайсон говорил: «Бывают учёные-птицы, а бывают и учёные-лягушки. Птицы парят в
вышине и обозревают обширные пространства математики. Лягушки же копошатся в
грязи и видят только растущие поблизости цветы. Для них наслаждение —
разглядывать конкретные объекты».
В этой классификации Дайсон относит себя к лягушкам. Это можно было бы объяснить
присущей учёному скромностью, но это не совсем так. Дайсон действительно никогда
не исследовал что-то целиком — он брался лишь за отдельный, интересный для него
аспект, лягушкой скача от одной задачи к другой. И его совершенно не волновало, что
проект в целом неосуществим, он не забивал себе голову техническими
характеристиками — для него всегда на первом месте была чистая идея. Его вклад в
квантовую механику, случайные матрицы и астрофизику огромен — но он, кажется,
нигде не реализовал себя по максимуму, предпочитая открывать для себя всё новые и
новые грани нашего мира.
Он не добился славы в массах. Имя «Фримен» больше ассоциируется с другим физиком
— любителем каскадных резонансов из серии Half-Life. Дайсона же знают немногие —
ему далеко до Стивена Хокинга или Нила Деграсса Тайсона, он почти не упоминается в
СМИ. Если забить «Dyson» в поиск, вас встретит реклама пылесосов.
Своё самое известное «изобретение» — сферу — он никогда не считал предметом для
гордости, подчёркивая, что это не его идея. Для многих других учёных это было бы
даже унизительно — чтобы о тебе знали лишь по околофантастическому концепту,
который даже придумал не ты!
Но идеи Фримена Дайсона вдохновляли и вдохновляют многих фантастов, художников,
разработчиков игр. Его концепции заставляют людей задуматься о чём-то великом и
далёком. Неосуществимом. А значит, всё идёт как надо.
https://www.mirf.ru/

**************
3.Построить сферу Дайсона — полдела. Но как
долго она просуществует без своих
создателей?
Представьте себе цивилизацию, достигшую вершины своего развития. Она обуздала энергию
своей звезды, освоила свою систему и теперь смотрит в бездну космоса, желая оставить след,
который переживёт не только её саму, но и целые эпохи. Какой монумент мог бы стать таким
вечным посланием? Пожалуй, самый грандиозный из всех возможных — мегаструктура,
окутывающая родную звезду, видимая за тысячи световых лет.
Идея «сферы Дайсона» уже более полувека будоражит умы учёных и фантастов. Это не просто
источник почти безграничной энергии, но и идеальная «техносигнатура» — недвусмысленный
знак присутствия разума. Однако недавнее исследование проливает холодный свет на эту мечту.
Оказывается, даже самые величественные творения обречены на распад, причём в сроки,
которые по космическим меркам иначе как мгновением и не назовёшь.
Что такое рой Дайсона и зачем он нужен?
Для начала стоит уточнить, о чём идёт речь. Классическая сфера Дайсона — цельная, твёрдая
оболочка вокруг звезды — физически невозможна. Гравитационные силы и внутренние
напряжения разорвали бы её на куски. Поэтому учёные говорят о более реалистичном
варианте — рое Дайсона. Это не сплошная сфера, а огромное количество независимых объектов,
находящихся на орбите: спутников, станций, солнечных коллекторов, которые вместе образуют
гигантский «кокон» вокруг светила.
Зачем вообще строить нечто подобное? Мотивация, по сути, двойная.
1. Энергетический голод. Любая развивающаяся цивилизация требует всё больше энергии.
Когда ресурсы родной планеты исчерпаны, логичным шагом становится использование
всей мощи своей звезды. Рой Дайсона позволяет уловить колоссальную долю её излучения,
переводя цивилизацию на II тип по шкале Кардашёва — шкале, измеряющей развитие по
количеству потребляемой энергии.
2. Весточка в вечность. Рой может служить маяком. Его отдельные элементы, проходя по диску
звезды, создавали бы уникальные и явно искусственные изменения её блеска. Это был бы
сигнал, который невозможно спутать с природными явлениями. Сигнал, который мог бы
рассказать о своих создателях даже спустя миллионы лет после их исчезновения.
Но так ли это на самом деле? Сможет ли этот памятник выдержать испытание временем?
Эскиз предполагаемой геометрии оболочки мегароя. Оболочка содержит пояса, один из которых изображен
синим цветом. Внутри каждого пояса элементы вращаются по орбите, возможно, слегка смещенные от центра
пояса из-за случайных отклонений скорости (черная пунктирная линия). Обратите внимание, что пояса не
заполняют всю оболочку роя, большая часть которой может быть пустой.
Небесная механика против вечности
И вот тут-то и начинается самое интересное. В своей работе Брайан Лаки из проекта
Breakthrough Listen задался простым вопросом: что произойдёт с роем Дайсона, если его перестать обслуживать?
Ответ оказался неутешительным: он самоуничтожится.
Проблема в гравитации. Рой Дайсона — это не единое тело, а мириады объектов на разных, пусть
и близких, орбитах. На каждый из них действуют силы: световое давление звезды, её
гравитационное поле (которое не является идеальной сферой) и, что самое губительное,
притяжение других планет и астероидов в системе.
Эти крошечные, но постоянные воздействия медленно, но верно растаскивают стройные орбиты
элементов роя. Начинаются столкновения. Сначала редкие, затем всё чаще. Каждое столкновение
порождает облако обломков, которые, в свою очередь, становятся новыми снарядами.
Запускается цепная реакция, до боли напоминающая то, что мы на Земле называем синдромом
Кесслера — лавинообразный процесс, превращающий околоземную орбиту в смертоносное
облако космического мусора.
Эскиз серии копланарных поясов, нагревающихся с произвольными скоростями. На панели (а) пояс представляет
собой единую орбиту, на которой элементы расположены в упорядоченном виде. Очень небольшие случайные
скорости (не более нескольких метров в секунду) вызывают небольшие отклонения в орбитах элементов, хотя
они настолько малы, что пояс по-прежнему остается «острым», более узким, чем сами элементы (б). Случайные
скорости приводят к десинхронизации фаз, что ведет к столкновениям, хотя они слишком медленные, чтобы
повредить элементы (голубые всплески). Время столкновения быстро уменьшается в этом режиме, пока пояс не
становится таким же широким, как и сами элементы, и не становится «размытым» (c). Время столкновения
минимально, хотя удары все еще слишком малы, чтобы причинить ущерб. На панели (d) пояса все еще
недостаточно широки, чтобы пересекаться, но относительные скорости внутри поясов стали достаточно высокими,
чтобы катастрофически повредить элементы (желтые взрывы), и они происходят гораздо чаще, чем предполагает
простое время столкновения, из-за высокой плотности внутри поясов. Дальнейшее нагревание приводит к
снижению плотности и уменьшению частоты столкновений, пока пояса не начинают пересекаться (e). Наконец,
пояса становятся настолько широкими, что каждый пояс перекрывает несколько других, и столкновения
происходят также между объектами в разных поясах (f), после чего рой становится в основном хаотичным.
Считаем годы до апокалипсиса
Лаки провёл расчёты, и их результаты поражают. Для роя вокруг звезды, подобной нашему
Солнцу, расположенного на расстоянии земной орбиты, среднее время до первого столкновения
составляет около миллиона лет. Звучит неплохо. Но до каскадного разрушения, которое
измельчит всю грандиозную конструкцию в пыль, пройдёт всего 41 000 лет.
Это удивительно мало. В масштабах галактики, где эпохи измеряются миллиардами лет, сорок
тысяч лет — это лишь краткий миг. Шансы обнаружить такой заброшенный «памятник»
исчезающе малы.
Интересно, что срок жизни роя сильно зависит от типа звезды:
Вокруг красного гиганта (в 25 раз больше Солнца) рой мог бы просуществовать более 5
миллиардов лет благодаря огромному пространству.
А вот у маленького красного карлика минимальный рой был бы уничтожен всего за четыре
месяца.
Получается, что рой Дайсона — это не вечный монумент, а структура, требующая постоянного,
активного и невероятно сложного технического обслуживания.
Рой включает в себя круглые пояса (один пример показан синим цветом), охватывающие весь диапазон наклонений,
но большая полуось постепенно увеличивается (или уменьшается) по мере роста.
Цена бессмертия: пустая галактика?
Что же делать цивилизации, которая всё-таки хочет построить нечто долговечное? Ответ,
который вытекает из расчётов Лаки, звучит жутко. Главный враг роя — гравитационные
возмущения от планет. Например, наш Юпитер разрушил бы рой на орбите Земли всего за
несколько сотен тысяч лет.
Решение? Убрать планеты.
Высокоразвитая цивилизация II типа, стремящаяся к стабильности своего энергетического
источника, могла бы разобрать на стройматериалы все планеты и астероиды в своей системе.
Это не только дало бы им ресурсы для строительства, но и обеспечило бы гравитационную
тишину, продлевая жизнь роя на миллионы лет.
А если пойти дальше? Цивилизация III типа, замахнувшаяся на энергию всей галактики, могла бы
провернуть этот трюк в галактическом масштабе. Систематически «зачищая» звёздные системы
от планет, она оставила бы после себя стерильную, безжизненную галактику. И когда её
собственный галактический рой однажды всё же распадётся, возродиться жизни в этом уголке
Вселенной будет уже негде.
Характерные времена возмущения в Солнечной системе для объекта, вращающегося по орбите с разными
полуосями. Затенение указывает на механизмы, которые могут усиливать эксцентриситет, в дополнение к
прецессии. Показаны времена квадрупольных возмущений от Венеры (серый), Юпитера (розовый), Сатурна
(золотой), Урана (зеленый) и Нептуна (бирюзовый), а также времена октупольных возмущений от Юпитера (темно-
розовый). Кроме того, показаны временные масштабы общей релятивистской прецессии и возмущений от
сплющенности Солнца. Наихудшие временные масштабы для эффекта Ярковского заштрихованы синим цветом
для свойств материалов, подходящих для тонких пластин из твердого металла (более темный цвет) и камня
(более светлый цвет). Время, необходимое для пролета звезд, чтобы увеличить эксцентриситеты в окрестностях
Солнца.

Выводы для нас
Исследование Лаки — это не просто любопытное упражнение в теоретической астрофизике. Оно
даёт нам важный фильтр для поиска внеземной жизни (SETI). Оно говорит нам: не стоит искать
заброшенные руины мегаструктур. Если мы когда-нибудь увидим нечто похожее на рой Дайсона,
это будет означать одно из двух: либо мы застали его в очень короткий промежуток между
созданием и распадом, либо… его создатели всё ещё там. Они живы, активны и прямо сейчас
поддерживают свою невероятную машину в рабочем состоянии.
И это, пожалуй, меняет всё. Грандиозные мечты о вечных памятниках разбиваются о неумолимые
законы небесной механики. Даже самые могущественные цивилизации, способные двигать
миры, оказываются всего лишь временными гостями в театре космоса, чьи самые смелые
творения в конечном счёте обречены стать лишь звёздной пылью.
https://www.ixbt.com/

**************
5.Сфера Дайсона
Сфе;ра Да;йсона — гипотетический астроинженерный проект. Впервые предложен американским физиком Фрименом Дайсоном в 1960 году[1].
Представляет собой гипотетическую конструкцию, предназначенную для максимального использования энергии звезды. Идея сферы Дайсона заключается в
создании сферической оболочки вокруг звезды, которая захватывала и перенаправляла бы всю излучаемую энергию, что позволит получить неограниченный
источник энергии и решить тем самым, одну из ключевых проблем энергетики на планете — дефицит энергетических ресурсов[2].
Наиболее вероятным вариантом её реализации на практике является введение в обращение орбитальных конструкций или искусственных спутников. Они
могут быть представлены в виде орбитального кольца или сферической оболочки, обеспечивая колоссальную площадь для улавливания солнечного излучения.
Для сооружения сферы Дайсона, к примеру, вокруг Солнца необходимо вещество массой порядка массы Юпитера[3].
Другие статьи на эту тему
Критика
Сфера Дайсона должна быть приведена во вращение вокруг центральной оси, чтобы центробежная сила уравновесила силу притяжения центрального
светила. Однако, так как центробежная сила достигает максимума на экваторе и равна нулю на полюсах вращающегося тела, на полюсах сферы Дайсона ничто
не уравновешивает силы притяжения центрального светила. В результате чего сфера будет неизбежно разрушена.
Станислав Лем в «Сумме технологии»[4] показал, что сооружение сферы для решения проблем жизненного пространства квадриллионов разумных существ
бессмысленно с точки зрения логики и социологии, так как на алтарь «свободы неограниченного размножения» (которая непонятно почему должна остаться
неприкосновенной, вместо её ограничения) нужно возложить множество других свобод (например, свободу передвижений, выбора профессии и т. п.), что в
итоге привело бы к краху культурных ценностей и было бы извращением идеи прогресса, который предполагает их увеличение, а не уменьшение. Также Лем
скептически настроен по отношению к возможности существования монокультуры с населением порядка нескольких квадриллионов[5]. Автор считал сферу
Дайсона одним из наиболее поразительных примеров ортоэволюционной экстраполяции развития технологии (то есть относящейся к гипотезам, по которым
будущее — лишь приумноженное настоящее[6]).
Иосиф Шкловский указал[7], что в сравнении со 100 % использованием энергии излучения центральной звезды, для максимального использования
энергетических ресурсов планетной системы, предположительно более эффективным способом получения энергии могло бы быть использование водорода
из газового гиганта в термоядерном синтезе. В Солнечной системе из Юпитера таким способом возможно было бы добыть около 1049 эрг или 1042 Дж, что
сопоставимо с энергией взрыва сверхновой звезды. Если ежесекундно освобождать энергию 4·1033 эрг или 4·1026 Дж (что равняется мощности солнечного
излучения, что также является пределом для сферы Дайсона, что также является энергетическим уровнем цивилизации II типа по шкале Кардашёва), то запаса
энергии Юпитера хватило бы почти на 300 млн лет. Этот срок, вероятно, превосходит длительность «шкалы времени» любой развивающейся цивилизации[7].
Для предупреждения угрозы саморазрушения сферы, идея изменения её конструкции была развита в нескольких вариантах:
Все такие варианты уже нельзя называть «сферой», но такое общее название сохраняется исторически.
Сфера Дайсона — вариант с поверхностями постоянного абсолютного значения вектора ускорения свободного падения (модель показана с сечением).
Жёсткое кольцо относительно небольшой ширины (порядка процентов диаметра) — см. Кольцо Нивена.•
Жёсткое широкое экваториальное кольцо, разомкнутое вблизи полюсов и изогнутое по поверхности постоянного абсолютного значения вектора
ускорения свободного падения, так что вес пробного тела одинаков в любой точке на внутренней стороне Сферы. Такая поверхность напоминает по
форме игрушку-волчок с центральным утолщением. Большее притяжение звезды вблизи экватора компенсируется центробежной силой за счёт большей
линейной скорости вращения в неинерциальной системе отсчёта; в высоких широтах в связи с уменьшением гравитационного воздействия звезды
требуются меньшие центробежная сила и радиус сечения плоскостью, перпендикулярной к оси вращения. Данная поверхность не является
эквипотенциальной для гравитационного поля (складывающегося из гравитационного поля звезды и поля центробежной силы) в собственной
вращающейся системе отсчёта конструкции, поэтому сила тяжести направлена не по нормали к поверхности. Однако внутренняя сторона Сферы может
быть сконструирована в виде концентрических террас, а не гладкой, так чтобы локальное отклонение силы тяжести от нормали к поверхности террасы не
превышало заданного значения.
•
Раковина Покровского — модификация, предложенная советским учёным Г. И. Покровским, представляющая собой совокупность колец.•
Структура Крисвелла — развитие идеи Сферы Дайсона, но с фрактальной поверхностью для максимизации площади, воспринимающей излучение звезды
поверхности.
•
Энергетическое поле — создание вокруг звезды энергетического поля, искривляющего движение фотонов и собирающее их в один пучок. Поле может
быть и не энергетическим, а созданным на основе ещё не изученных людьми физических законов, но главная идея в том, что вокруг звезды не надо
вообще возводить какой либо конструкции, энергия будет собираться с помощью поля.
•
Попытки поиска
Поиск сфер Дайсона — перспективное направление программы SETI. Сооружение подобных масштабов может быть обнаружено существующими
астрономическими средствами по его инфракрасному излучению с нетипичным спектральным распределением (таким образом, сфера Дайсона
является всенаправленным мощным излучателем). Для этого планируется использовать телескоп SIRTF.
•
В 2015 году несколько астрономов опубликовали результаты исследований изменений светимости звезды KIC 8462852 (звезда Табби) созвездия Лебедя
по данным космического телескопа Kepler в рамках программы поиска экзопланет. Аномальные мерцания этой звезды некоторые исследователи
пытались объяснить попыткой строительства сферы Дайсона или другого астроинженерного сооружения. Однако впоследствии было показано, что
наблюдаемые изменения светимости звезды могут быть объяснены затемнением от объектов естественного происхождения[8].


Примечания
1. ; Freemann J. Dyson. Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation (англ.) // Science : journal. — 1960. — Vol. 131. — P. 1667—1668. —
doi:10.1126/science.131.3414.1667 .
2. ; Невероятная сфера Дайсона . The Universe. Space. Tech (14 мая 2023). Дата обращения: 13 ноября 2023.
3. ; Caleb A. Scharf. Revisiting the Dyson Sphere Freeman Dyson’s original 1960 paper makes for fun reading (англ.). Scientific American (28 ноября 2018). Дата
обращения: 13 ноября 2023.
4. ; Станислав Лем. Сумма технологии. Примечания (VI). — 2-е изд., 1967.
5. ; Вероятно, Лем имел в виду несколько квинтиллионов (1018), так как он пишет: «Поскольку внутренняя поверхность такой сферы, обращённая к Солнцу,
примерно в миллиард раз больше поверхности Земли, на ней могло бы соответственно разместиться в миллиард раз больше людей, чем это возможно на
Земле.», а также «рост численности живущих до миллиардов миллиардов».
6. ; Станислав Лем. Сумма технологии. Предисловие к первому изданию (1963).
7. ; 1 2 Шкловский И. С. Вселенная, жизнь, разум. 4-е изд., доп. — М.: Наука, 1976. — С. 293, 300 (гл. 25).
8. ; Wright, Jason T.; Jasniewicz, G.; Chemin, L.; Zurbach, C.; Brouillet, N.; Panuzzo, P.; Sartoretti, P.; Katz, D.; Le Campion, J.-F.; Marchal, O.; Hestroffer, D.; Th;venin, F.;
Crifo, F.; Udry, S.; Cropper, M.; Seabroke, G.; Viala, Y.; Benson, K.; Blomme, R.; Jean-Antoine, A.; Huckle, H.; Smith, M.; Baker, S. G.; Damerdji, Y.; Dolding, C.; Fr;mat,
Y.; Gosset, E.; Guerrier, A.; Guy, L. P.; Haigron, R. A Reassessment of Families of Solutions to the Puzzle of Boyajian's Star (англ.) // Research Notes of the AAS :
journal. — 2018. — Vol. 2, no. 1. — P. 16. — doi:10.3847/2515-5172/aaa83e . — Bibcode: 2018RNAAS…2…16W . — arXiv:1809.00693.
Литература
Freemann J. Dyson. Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation (англ.) // Science : journal. — 1960. — Vol. 131, no. 3414. — P. 1667—1668. —
doi:10.1126/science.131.3414.1667 . — Bibcode: 1960Sci…131.1667D . — PMID 17780673.
•
Шкловский И. С. Вселенная, Жизнь, Разум. — 6-е изд. дополненное. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. — 320 с.•
Лем, Станислав. Сумма технологии = Summa Technologiae / пер. с польск. А. Г. Громовой, Д. И. Иорданского, Р. И. Нудельмана, Б. Н. Пановкина, Л. Р.
Плинера, Р. А. Трофимова, Ю. А. Ярошевского; вступ. ст. акад. В. В. Парина; ред. и послесл. Б. В. Бирюкова и Ф. В. Широкова. — М. : Мир, 1968. — 608 с.
https://ru.ruwiki.ru/

**********
Материалы из Сети подготовил Вл.Назаров
Нефтеюганск
28 июля 2026 года.

ИЗ ГИГА ЧАТА
Вы представили очень подробный и глубокий материал, который затрагивает как историю научной мысли, так и современные астрофизические исследования. Давайте структурируем информацию из вашего текста по ключевым темам.

1. Что такое сфера Дайсона и для чего она нужна?

Сфера Дайсона — это гипотетическая мегаструктура, предложенная физиком Фрименом Дайсоном в 1960 году. Её основная цель — перехват значительной части (или всей) энергии центральной звезды для нужд сверхразвитой цивилизации (цивилизации II типа по шкале Кардашёва).

Ключевые цели:

- Энергия: Обеспечение практически неисчерпаемого источника энергии, что является необходимым шагом для цивилизации, вышедшей за пределы энергетических потребностей одной планеты.
- Жизнепространство: Создание огромной обитаемой поверхности, способной вместить триллионы живых существ.

Важно понимать, что "сфера" в данном контексте — это не сплошная оболочка, а скорее рой (swarm) или кольцо из независимых спутников-коллекторов на орбите вокруг звезды. Сплошная конструкция была бы гравитационно нестабильной и столкнулась бы с неразрешимыми инженерными проблемами.

2. Исторические предшественники идеи

Как вы верно заметили, концепция сбора космической энергии не нова. Идея Дайсона имеет глубокие корни в науке и фантастике:

- Джон Десмонд Бернал (1929): В эссе «Мир, Плоть и Дьявол» описал сферические космические колонии, которые, будучи построенными в большом количестве, могли бы улавливать энергию Солнца.
- Олаф Стэпледон (1937): В романе «Создатель Звёзд» описал скопления искусственных планет и конструкций вокруг звёзд, что, по собственному признанию Дайсона, и вдохновило его.
- Константин Циолковский: Наш соотечественник действительно предлагал идею «эфирных городов» — обитаемых колоний в форме конусов или пирамид с растениями и жителями на стенках, обращённых к Солнцу. Хотя это не сфера в чистом виде, идея масштабного освоения космоса и использования солнечной энергии абсолютно созвучна концепции Дайсона.

3. Проблемы строительства сферы Дайсона

Ваш текст справедливо указывает на колоссальные трудности:

- Материал: Для создания даже лёгкой конструкции потребуются ресурсы планетарного масштаба. Масса всех планет земной группы Солнечной системы недостаточна для постройки сплошной сферы радиусом в 1 астрономическую единицу (расстояние от Земли до Солнца). Наиболее реалистичный сценарий — разборка Меркурия или других астероидов.
- Инженерия и стабильность: Управление орбитами триллионов отдельных элементов роя, чтобы избежать столкновений, — задача невероятной сложности. Сплошная сфера была бы механически нестабильна.
- Термодинамика: Конструкция будет перегреваться. Она должна либо находиться очень далеко от звезды, либо иметь сложнейшую систему охлаждения. С другой стороны, именно инфракрасное излучение нагретой сферы является её главным поисковым признаком для земных телескопов.

4. Современные научные поиски (семинар Dyson Minds 2025)

Упоминаемый вами семинар в MIT отражает современный подход к этой идее. Учёные уже не просто фантазируют, а ищут конкретные способы обнаружения следов таких цивилизаций.

- Расширение концепции: Исследователи рассматривают возможность построения аналогов сферы Дайсона не только вокруг звёзд, но и вокруг сверхмассивных чёрных дыр, которые являются ещё более мощными источниками энергии через аккреционные диски и джеты.
- Практический метод поиска: Ключевая рекомендация семинара — анализ архивных данных инфракрасных телескопов (WISE, James Webb) в поиске аномальных источников тепла. Любая достаточно развитая цивилизация, строящая сферу Дайсона, неизбежно будет излучать огромное количество отработанного тепла в инфракрасном диапазоне. Это самый надёжный косвенный признак (техносигнатура) такой деятельности.