В последние десятилетия концепции гигантских искусственных сооружений, способных собирать энергию целой звезды, находятся в центре внимания как научной фантастики, так и серьезной теоретической астрофизики. Новое исследование Колина МакИннеса из Университета Глазго расширяет эти идеи, предлагая математические модели, которые демонстрируют: гипотетические структуры — так называемые звездные движки и пузыри Дайсона (Stellar engines & Dyson bubbles) — могут быть гравитационно устойчивыми при соблюдении определенных инженерных условий.
Звездные движки — массивные отражающие диски, которые могли бы использовать давление излучения звезды для получения импульса, сдвигая целую систему в пространстве, будто огромный космический корабль. Пузырь (или рой) Дайсона — это не сплошная жесткая сфера, о которой писал изобретатель, а облако множества компактных отражателей, которые потенциально способны окружить звезду, захватывая ее излучение и преобразуя его в полезную для цивилизации энергию.
Инженерная реализация и косвенная устойчивость
Одна из ключевых проблем подобных конструкций — их долговременная устойчивость без постоянного активного управления. МакИннес подошел к этой задаче как физик, рассматривая такие мегаструктуры не как множество абстрактных точек, а как объекты с распределением массы под воздействием гравитации и давления излучения звезды.
Модель показывает, что равномерное распределение массы, как у обычной тарелки, не обеспечивает стабильность для звездного движка. Однако, если большая часть массы приходится на внешний обод — подобно тамбурину — такая конструкция может остаться устойчивой без постоянной корректировки за астрономический период времени (говоря простыми словами, пока существенно не изменятся параметры излучения звезды-хозяйки — то есть миллиарды лет). Вряд ли высокоразвитая цивилизация начнет сооружать энергетическую мегаструктуру у «дышащей на ладан» звезды.
Что касается пузырей Дайсона, то если облако отражателей достаточно плотное, но не настолько массивное, чтобы его собственная гравитация доминировала или была сравнима со звездной, частицы могут самопроизвольно перераспределяться, формируя устойчивую конфигурацию. Это называется пассивной устойчивостью и считается более реалистичным сценарием для существования таких структур в космических масштабах.
Значение для поисков внеземных цивилизаций
Результаты работы МакИннеса опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и дают теоретическую основу для понимания того, какие признаки могут сопровождать устойчивые мегаструктуры вокруг звезд. Усиление инфракрасного излучения, необычные световые кривые звезд или другие аномалии в спектрах могут указывать на присутствие рукотворных конструкций — то, что в астробиологии называют техносигнатурами.
Поиск подобных техносигнатур уже ведется: в рамках проекта «Гефест» астрономы анализировали данные от миссий Gaia, 2MASS и WISE, чтобы найти кандидатов на неполные звезды со сферами Дайсона — и уже выявили несколько потенциальных объектов, не объяснимых известными астрономическими закономерностями.
История концепции: идея структуры, окружающей звезду для сбора энергии, впервые подробно описана в 1960-х годах физиком Фрименом Дайсоном и стала фундаментом для поиска техносигнатур. Но в 2024 году анализ кандидатов показал, что многие из них являются мощными горячими галактиками, а не плодами развитых цивилизаций.
Даже если мегаструктуры возможны математически, их строительство требует ресурсов и технологий, далеко превосходящих современные земные возможности.
О поиске роев Дайсона в видимой Вселенной и о самом Фримене Дайсоне мы рассказали тут.
