И земные астрономы должны быть в состоянии заметить, если кто-то уже делает это.
Когда речь заходит об экзистенциальных угрозах человечеству, некоторые проблемы являются более актуальными, чем другие. Болезни, ядерная война, голод, астероиды: все они имеют хорошо изученную вероятность нанесения ущерба обществу в настоящее время. Эти угрозы справедливо вселяют страх в сердца и умы многих людей.
Но одна из угроз, которая находится в нижней части списка, — это ускоряющееся расширение Вселенной. Действительно, до сих пор это не считалось явной угрозой.
Сегодня это, по крайней мере, немного изменилось благодаря работе Дэна Хупера (Dan Hooper), физика частиц в Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми в Батавии, штат Иллинойс, США. Хупер указывает, что мы не можем изучать, общаться или влиять на вещи за пределами космического горизонта, что является максимальным расстоянием, которое свет может проходить к нам за время существования Вселенной.
За космическим горизонтом может быть множество вещей — звезды, галактики, даже цивилизации. Но так как свет от них никогда не может достичь нас, мы не можем связаться с ними или увидеть их.
Но космический горизонт меняется. Хупер выяснил, как это повлияет на наше соседство во Вселенной, которое астрономы называют локальной или местной группой. Это набор из около 50 близлежащих галактик, гравитационно связанной с Млечным путем, который в течение следующего триллиона лет сольются вместе, чтобы сформировать одну супергалактику.
Следовательно, местная группа будет домом человечества в обозримом будущем. В течение миллиардов лет мы могли бы даже колонизировать её, перемещаясь от одной звездной системы к другой и используя энергию каждой звезды на этом пути.
Однако ускоряющееся расширение Вселенной двигает галактики за горизонт со скоростью, которая постоянно увеличивается. В результате в течение следующих примерно 100 миллиардов лет все звёзды, находящиеся за пределами местной группы, уйдут за космический горизонт и станут не только невидимыми, но и полностью недоступными для нас.
Это проблема для развитой цивилизации, потому что она ограничивает количество новых звёзд, доступных для использования.
Таким образом, вопрос, который исследует Хупер, заключается в том, может ли продвинутая цивилизация сделать что-нибудь, чтобы смягчить последствия этого ускоряющегося расширения. И оказалось, что может!
Во-первых, немного предыстории. Еще в 1960-х годах легендарный физик Фриман Дайсон (Freeman Dyson) предположил, что передовые цивилизации попытаются собрать как можно больше энергии от своих звёзд. Он предположил, что очевидный способ сделать это — полностью окружить каждую звезду сферой, которая захватывает весь излучаемый свет. Затем эту энергию можно использовать, а отработанное тепло излучается в космос в виде субмиллиметровых волн или инфракрасного излучения.
Так называемые сферы Дайсона достигли культового статуса. Писатели-фантасты написали о них тома. Что еще более важно, астрономы искали отличительную сигнатуру радиации, которую они должны производить, но пока безуспешно.
Работа Хупера добавляет новый поворот в эту историю. Его идея заключается в том, что развитая цивилизация может построить сферу, которая испускает отработанное излучение в определенном направлении. Это излучение будет ускорять сферу — и звезду в ней — в противоположном направлении.
Со временем развитая цивилизация могла бы использовать эту технику для сбора звёзд в качестве источника энергии и тем самым удерживать их внутри космического горизонта по мере расширения Вселенной.
Важным вопросом является то, какие звёзды подойдут для этого. Хупер говорит, что большие звезды, как правило, старше и поэтому для длительного маневра непригодны, их ресурс будет исчерпан. С другой стороны, очень маленькие звезды производят меньше энергии и не могут обеспечить быстрое ускорение, чтобы остаться внутри горизонта.
Вывод Хупера заключается в том, что звёзды примерно такой же массы, как наше Солнце, лучше всего подходят для такого рода галактического транспорта. Он говорит, что концентрация звёзд таким образом увеличила бы количество энергии, доступной цивилизациям, в несколько тысяч раз. И это может удержать их вместе гораздо дольше, чем в противном случае.
Из работы Хупера следует измеримое предсказание. Если продвинутые цивилизации уже начали этот процесс сбора звёзд, то это должно быть наблюдаемо астрономами на Земле.
Такая цивилизация могла бы появиться как область радиусом до десятков мегапарсек, в которой большинство или все звёзды, которые легче двух солнечных масс, окружены сферами Дайсона.
Несомненно, астрономы с нетерпением будут искать такие следы в космосе.
Однако, работа Хупера основывается на двух предположениях. Во-первых, передовая цивилизация будет стремиться к максимальному потреблению энергии. В этом нет никакой уверенности. Возможно, такие цивилизации научатся обходиться тем, что у них есть. Земля определенно нуждается в этом.
Второе предположение состоит в том, что космологи правы, думая, что расширение Вселенной ускоряется.
Многих исследователей смущает мысль о том, что Вселенная будет расширяться вечно, и еще больше недовольна идеей о том, что это расширение ускоряется. Пожалуй, самое большое беспокойство вызывает то, что это ускорение нарушает принцип сохранения энергии — краеугольный камень современной физики.
Передовые цивилизации, скорее всего, решили эту головоломку. Таким образом, отсутствие сфер Дайсона в воображаемых группах Хупера может быть просто доказательством того, что наши космологи ошиблись.
