Finora, i fisici avevano tralasciato un posto ovvio in cui cercare le strutture costruite attorno alle stelle da civiltà avanzate per catturarne l’energia.
di The Physics arXiv Blog
Nel 1960, il fisico Freeman Dyson pubblicò un insolito documento su Science intitolato “Search for Artificial Stellar Sources of Infra-red Radiation”. Al suo interno era descritta una ipotetica struttura con la quale incapsulare interamente una stella al fine di catturarne l’energia. Da allora, questa struttura sarebbe stata conosciuta come la sfera di Dyson.
L’idea di base è che le civiltà tecnologiche necessitino di fonti sempre maggiori di energia. Una volta esaurita interamente l’energia del pianeta natia, la successiva ed ovvia fonte di energia è il sole. Una civiltà simile realizzerebbe quindi un guscio attorno alla stella per catturare l’energia prodotta da essa.
Ovviamente, una sfera simile dovrebbe anche irradiare l’energia assorbita, e questo produrrebbe una speciale marcatura nella parte infrarossi dello spettro luminoso. Una simile fonte di radiazione a infrarossi sarebbe completamente diversa da qualunque fonte naturale e fornirebbe un sistema unico per identificare una simile civiltà avanzata.
Siccome le stelle simili al Sole vengono considerate i luoghi più ovvi in cui cercare civiltà avanzate, la maggior parte degli studi condotti sulle sfere di Dyson si è concentrata sulle proprietà che questi sistemi dovrebbero avere per essere realizzate entro lo spazio abitabile ad una distanza di all’incirca una unità astronomica. Questi studi hanno però rivelato dei limiti ben conosciuti. Sfere simili tendono ad essere instabili e richiedere un enorme volume di materiale per essere realizzate. L’aspetto più problematico è che qualunque cosa o chiunque si trovasse sulla superficie di queste sfere sarebbe sottoposto a bassi livelli di gravità, un problema difficile da risolvere con la fisica conosciuta.
Recentemente, Ibrahim Semiz e Salim Ogur della Bogazici University, in Turchia, hanno definito una classe interamente nuova di sfera di Dyson. Invece di pensare ad una sfera attorno ad una stella simile al nostro Sole, Semiz e Ogur hanno considerato una sfera costruita attorno ad una nana bianca. Una sfera simile eviterebbe alcuni dei problemi più gravi e, secondo i fisici, avrebbe buone ragioni per essere più comuni di quelle pensate originariamente da Dyson.
Semiz ed Ogur cominciano col parlare del ciclo di vita della maggior parte delle stella. Le stelle trascorrono la maggior parte della loro vita in un particolare stadio che è conosciuto come la sequenza principale. Invecchiando, però, si ingrossano e la temperatura della loro atmosfera esteriore si abbassa man mano che diventano giganti rosse.
Alla fine, questi giganti rossi esplodono lasciandosi dietro un buco nero, una stella di neutroni o una nana bianca. Tutte le stelle con una massa inferiore a quattro volte quella del Sole è destinata all’opzione finale. Con il passare del tempo, quindi, una considerevole frazione delle stelle nell’universo dovrebbe diventare una nana bianca.
Secondo Semiz ed Ogur, una qualunque civiltà che dovesse evolversi durante la sequenza principale e sopravvivere agli stadi del gigante rosso e della supernova avrebbero buone probabilità di scoprire un modo per creare una sfera di Dyson attorno alla nana bianca sopravvissuta. Per questo motivo, i fisici suggeriscono che queste stelle abbiano maggiori probabilità di ospitare una struttura simile.
Oltretutto, una nana bianca può accomodare meglio una sfera di Dyson. Semiz ed Ogur precisano come la zona abitabile attorno ad una nana bianca sia più vicina alla stella, per cui una simile sfera sarebbe più piccola. Sulla base dei loro calcoli, una sfera dello spessore di un metro costruita nella zona abitabile attorno a una nana bianca richiederebbe intorno a 10^23 chilogrammi di materia, poco meno della massa della nostra Luna.
Data la dimensione inferiore della sfera, la gravità provata sulla sua superficie sarebbe più forte, paragonabile quasi a quella della Terra. Queste sfere di Dyson sarebbero quindi una casa ideale per civiltà tecnologicamente avanzate anche solo lontanamente simili alla nostra.
Esiste uno svantaggio apparente, però. Siccome le nane bianche emettono meno energia rispetto alle stelle simili al Sole, una sfera di Dyson sarebbe molto meno luminosa, e questo renderebbe più arduo il loro rilevamento. Pertanto, ammesso che una civiltà residente nella Via Lattea abbia raggiunto un simile stadio di sviluppo, riuscire a individuarla sarà più complicato.
Questo studio è una interessante estensione di diverse analisi già ultimate sulle sfere di Dyson. Pur aiutando a mappare un potenziale futuro per l’umanità, non abbiamo particolarmente fretta. In futuro, il Sole crescerà fino a diventare un gigante rosso ed esploderà infine per lasciarsi dietro una nana bianca. Ci vorranno però quasi cinque miliardi di anni prima che ciò accada, per cui abbiamo tempo per escogitare un piano di sopravvivenza.
Per approfondimenti potete consultare la fonte: Dyson Spheres around White Dwarfs.
