Dyson-Kugeln um Schwarze Löcher könnten außerirdische Zivilisationen enthüllen, sagen Wissenschaftler
Dyson-Kugeln um Schwarze Löcher könnten außerirdische Zivilisationen enthüllen, sagen Wissenschaftler
Anonim

Eine der größten Fragen, die wir uns über das Universum stellen, lautet: Sind wir als technologisch fortgeschrittene Spezies allein? Dies wirft andere Fragen auf: Wenn Außerirdische existieren, wie sieht ihre Technologie aus? Und vor allem, wie können wir sie erkennen?

Antworten auf diese Fragen liefert die neue Studie – zumindest, wenn es um Technologien wie einen superstarken Energiekollektor namens Dyson-Kugel geht, der Energie aus einem Schwarzen Loch sammelt.

„In dieser Studie untersuchen wir die Energiequelle einer gut entwickelten Zivilisation vom Typ II oder III. Sie brauchen eine stärkere Energiequelle als ihre eigene Sonne“, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit.

„Die Akkretionsscheibe, Korona und relativistische Jets könnten potenzielle Kraftpakete für eine Zivilisation vom Typ II sein. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Akkretionsscheibe für ein Schwarzes Loch mit stellarer Masse selbst bei einem niedrigen Eddington-Koeffizienten hundertmal mehr Leuchtkraft erzeugen kann als a Hauptreihenstern."

Das Konzept der Dyson-Kugel wurde in den 1960er Jahren vom theoretischen Physiker Freeman Dyson als Lösung für das Problem des Energieverbrauchs populär, der die Fähigkeiten des Zivilisationsplaneten übersteigt. Die Kugel selbst ist um den Stern des Planetensystems herum gebaut - eine Megastruktur, die die Energie des Sterns von der Quelle sammelt.

In seiner Arbeit schlug Dyson vor, dass während des Einfangens und der Umwandlung von Sternenergie durch Dyson-Strukturen Infrarotstrahlung von thermischer Energie freigesetzt werden könnte, was hypothetisch das Vorhandensein dieser hypothetischen Strukturen verraten könnte. Diese Infrarotsignatur würde es uns ermöglichen, außerirdische Zivilisationen zu entdecken, wenn wir sie entdecken könnten.

Unter der Leitung des Astronomen Tiger Yu-Yang Xiao von der Qing Hua National University in Taiwan ist das Forscherteam noch einen Schritt weiter gegangen. Was wäre, wenn sich die Dyson-Kugel (oder Dyson-Ring oder Dyson-Schwarm) um ein Schwarzes Loch herum befinden würde? Wird das funktionieren und was können wir von hier auf der Erde finden?

Das einzige, wofür Schwarze Löcher bekannt sind, ist ihr starkes Gravitationsfeld, das alles, was ihnen nahe kommt, absorbiert und nicht wieder freigibt (was wir nachweisen können).

Daher fragen Sie sich wahrscheinlich, wie man von einem solchen Monster etwas lernen kann. Es stellt sich heraus, dass es in der extremen Umgebung eines Schwarzen Lochs eine Reihe von Prozessen gibt, aus denen Energie gewonnen werden kann.

In ihrer Arbeit untersucht das Team eine Reihe solcher Prozesse: eine Akkretionsscheibe aus Material, die ein Schwarzes Loch umkreist, die durch Reibung auf Millionen von Grad erhitzt wird; Hawking-Strahlung, theoretische Schwarzkörperstrahlung, die von Schwarzen Löchern emittiert wird, vorgeschlagen von Stephen Hawking.

Andere potenziell bedeutende Phänomene, die dazu beitragen könnten, sind sphärische Akkretion, eine Korona aus magnetisiertem Plasma zwischen dem inneren Rand der Akkretionsscheibe und dem Ereignishorizont und Jets, die mit relativistischen Geschwindigkeiten von den Polen aktiver Schwarzer Löcher ausgestoßen werden.

Basierend auf Modellen von Schwarzen Löchern, die 5, 20 und 4 Millionen Mal die Masse der Sonne haben (dies ist die Masse von Sagittarius A*, dem supermassiven Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße), konnten Xiao und seine Kollegen um festzustellen, dass die Sphäre von Satelliten Energie aus einigen dieser Prozesse effizient sammeln könnte.

"Die höchste Leuchtkraft kann von der Akkretionsscheibe gesammelt werden und erreicht das 100.000-fache der Leuchtkraft der Sonne, was ausreicht, um eine Zivilisation vom Typ II aufrechtzuerhalten", schreiben die Forscher.

"Wenn die Dyson-Kugel außerdem nicht nur elektromagnetische Strahlung, sondern auch andere Arten von Energie (zum Beispiel kinetische Energie) von den Jets sammelt, wird die gesamte gesammelte Energie etwa fünfmal so hoch sein."

Solche Strukturen könnten in mehreren Wellenlängen gefunden werden, fanden die Forscher heraus, wobei heißere Dyson-Kugeln im Ultravioletten und kältere im Infraroten sichtbarer waren, wie Dyson selbst vorhergesagt hatte.

Angesichts der Tatsache, dass aktive Schwarze Löcher in beiden Wellenlängenbereichen bereits viel Strahlung emittieren, ist der Nachweis eines Dyson-Überschusses möglicherweise leichter gesagt als getan.

Das Team spekuliert, dass andere Messungen, wie etwa Lichtänderungen, wenn ein Schwarzes Loch leicht von der Schwerkraft der Kugel beeinflusst wird, dazu beitragen könnten, aufzudecken, wo sich diese Strukturen verstecken könnten.

Die Studie wurde in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.

Beliebt nach Thema