Hvordan en avansert sivilisasjon kunne stoppe mørk energi fra å forhindre deres fremtidige utforskning

I løpet av 1930-årene innså astronomer at universet er i en ekspansjonstilstand. På 1990-tallet innså de at hastigheten med ekspansjon akselererer, noe som ga opphav til teorien om "Dark Energy". På grunn av dette anslås det at i løpet av de neste 100 milliarder årene vil alle stjerner i den lokale gruppen - den delen av universet som inkluderer totalt 54 galakser, inkludert Melkeveien - ekspandere utover den kosmiske horisonten.

På dette tidspunktet vil disse stjernene ikke lenger være observerbare, men utilgjengelige - noe som betyr at ingen avansert sivilisasjon vil være i stand til å utnytte energien deres. Dr. Dan Hooper, en astrofysiker fra Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) og University of Chicago, tok opp dette, og utførte nylig en studie som indikerte hvordan en tilstrekkelig avansert sivilisasjon kan være i stand til å høste disse stjernene og forhindre dem i å ekspandere utover.

For studiens skyld, som nylig dukket opp på nettet under tittelen “Liv versus mørk energi: Hvordan en avansert sivilisasjon kunne motstå den akselererende utvidelsen av universet”, vurderte Dr. Dan Hooper hvordan sivilisasjoner kan være i stand til å reversere prosessen med kosmisk ekspansjon. I tillegg foreslår han måter menneskeheten kan se etter tegn på en slik sivilisasjon.

For å si det enkelt, teorien om Dark Energy er at rommet er fylt med en mystisk usynlig kraft som motvirker tyngdekraften og får universet til å ekspandere med en akselererende hastighet. Teorien stammer fra Einsteins kosmologiske konstant, et begrep han la til sin teori om generell relativitet for å forklare hvordan universet kunne forbli statisk, i stedet for å være i en tilstand av ekspansjon eller sammentrekning.

Mens Einstein ble bevist feil, takket være observasjoner som viste at universet ekspanderte, besøkte forskere konseptet for å forklare hvordan den kosmiske ekspansjonen har økt i løpet av de siste milliarder årene. Det eneste problemet med denne teorien, ifølge Dr. Hoopers studie, er at den mørke energien til slutt vil bli dominerende, og frekvensen av kosmisk ekspansjonsunivers vil øke eksponentielt.

Som et resultat vil universet utvide seg til det punktet der alle stjerner er så langt fra hverandre at intelligente arter ikke en gang kan se dem, enn si utforske dem eller utnytte energien deres. Som Dr. Hooper fortalte Space Magazine via e-post:

“Kosmologer har lært de siste 20 årene at universet vårt ekspanderer i en akselererende hastighet. Dette betyr at i løpet av de neste 100 milliarder årene vil de fleste av stjernene og galakser som vi nå kan se på himmelen, forsvinne for alltid, og falle utenfor alle områder i verdensrommet som vi kan nå, selv i prinsippet. Dette vil begrense evnen til en fremtidig avansert sivilisasjon til å samle energi, og dermed begrense et antall ting de måtte ønske å oppnå. "

I tillegg til å være sjef for teoretisk astrofysikkgruppe ved FNAL, er Dr. Hooper også førsteamanuensis ved Institutt for astronomi og astrofysikk ved University of Chicago. Som sådan er han godt bevandret når det gjelder de store spørsmålene om utenomjordisk intelligens (ETI) og hvordan kosmisk evolusjon vil påvirke intelligente arter.

For å takle hvordan avanserte sivilisasjoner ville gjøre det å bo i et slikt univers, begynner Dr. Hooper med å anta at de aktuelle sivilisasjonene ville være en type III på Kardashev-skalaen. Navnet til ære for den russiske astrofysikeren Nikolai Kardashev, ville en type III-sivilisasjon ha nådd galaktiske proporsjoner og kunne kontrollere energi i galaktisk skala. Som Hooper antydet:

”I papiret mitt foreslår jeg at den rasjonelle reaksjonen på dette problemet ville være for at sivilisasjonen raskt ekspanderte utover, fanget stjerner og fraktet dem til den sentrale sivilisasjonen, der de kunne tas i bruk. Disse stjernene kunne transporteres ved å bruke energien de produserer selv. ”

Som Dr. Hooper innrømmer, er denne konklusjonen avhengig av to forutsetninger - for det første at en høyt avansert sivilisasjon vil forsøke å maksimere sin tilgang til brukbar energi; og for det andre at vår nåværende forståelse av mørk energi og den fremtidige utvidelsen av vårt univers er tilnærmet riktig. Med dette i bakhodet forsøkte Dr. Hooper å beregne hvilke stjerner som kunne høstes ved hjelp av Dyson Spheres og andre megastrukturer.

Denne høstingen vil ifølge Dr. Hooper bestå av å bygge ukonvensjonelle Dyson Spheres som ville bruke energien de samlet inn fra stjerner for å drive dem mot sentrum av artenes sivilisasjon. Stjerner med høy masse vil sannsynligvis utvikle seg utover hovedsekvensen før de når målet for den sentrale sivilisasjonen, og stjerner med lav masse vil ikke generere nok energi (og derfor akselerasjon) til å unngå å falle utenfor horisonten.

Av disse grunner konkluderer Dr. Hooper med at stjerner med masser mellom 0,2 og 1 solmasser vil være de mest attraktive målene for høsting. Med andre ord, stjerner som er som vår sol (G-type eller gul dverg), oransje dverger (K-type), og noen M-type (rød dverg) stjerner vil alle være egnet for en type III-sivilisasjonsformål. Hooper indikerer at det vil være begrensende faktorer som må vurderes:

“Svært små stjerner produserer ofte ikke nok energi til å få dem tilbake til den sentrale sivilisasjonen. På den annen side er veldig store stjerner kortvarige og vil gå tom for kjernebrensel før de når målet. Dermed ville de beste målene for denne typen programmer være stjerner med samme størrelse (eller litt mindre) enn sola. "

Basert på antakelsen om at en slik sivilisasjon kunne reise med 1 - 10% lysets hastighet, anslår Dr. Hooper at de ville være i stand til å høste stjerner ut til en medbevegende radius på omtrent 20 til 50 Megaparsec (ca. 65,2 millioner til 163 millioner lysår). Avhengig av deres alder, 1 til 5 milliarder år, ville de kunne høste stjerner innenfor et område fra 1 til 4 Megaparsecs (3,260 til 13,046 lysår) eller opptil flere titalls Megaparsecs.

I tillegg til å gi rammer for hvordan en tilstrekkelig avansert sivilisasjon kunne overleve kosmisk akselerasjon, gir Dr. Hoopers papir også nye muligheter i jakten på utenomjordisk intelligens (SETI). Mens studien først og fremst tar for seg muligheten for at en slik mega-sivilisasjon vil dukke opp i fremtiden (kanskje vil den til og med være vår egen), erkjenner han også muligheten for at man allerede kunne eksistere.

I det siste har forskere foreslått å lete etter Dyson Spheres og andre megastrukturer i universet ved å lete etter signaturer i det infrarøde båndet eller under millimeterbåndet. Imidlertid vil megastrukturer som er bygget for å fullstendig høste energien til en stjerne, og bruke den til å transportere dem over rommet i relativistiske hastigheter, gi helt andre underskrifter.

I tillegg kan tilstedeværelsen av en slik mega-sivilisasjon skjelnes ved å se på andre galakser og områder i verdensrommet for å se om en høst- og transportprosess allerede har startet (eller er i et avansert stadium). Mens tidligere søkere etter Dyson Spheres har fokusert på å oppdage tilstedeværelsen av strukturer rundt individuelle stjerner i Melkeveien, ville denne typen søk fokusere på galakser eller grupper av galakser der de fleste av stjernene ville være omgitt av Dyson Spheres og fjernet.

"Dette gir oss et veldig annet signal å se etter," sa Dr. Hooper. "En avansert sivilisasjon som er i ferd med dette programmet vil endre fordelingen av stjerner over regioner i verdensrommet titalls millioner lysår i omfang, og vil trolig produsere andre signaler som et resultat av fremdriving av stjernene."