La sfera di Dyson


Una trappola tecnologica
per civiltà avanzate

Cos’è una sfera di Dyson? Per praticità e immediatezza riporto testualmente la definizione data dall’immancabile Wikipedia.
“Una sfera di Dyson è una ipotetica enorme struttura di rivestimento che potrebbe essere applicata attorno ad un corpo stellare allo scopo di catturarne l’energia.
È stata teorizzata dall’astronomo britannico Freeman Dyson.”

Data la definizione l’idea è indubbiamente geniale ed innovativa, delineando la nuova frontiera, una sfida per l’umanità e le sue intelligenze.
L’idea fu elaborata dallo scienziato britannico in un articolo pubblicato sulla rivista Science nel 1959 come escamotage per la “Ricerca di sorgenti stellari artificiali di radiazione infrarossa”, ipotesi finalizzata al riconoscimento di quei segnali che potrebbero l’indicazione della presenza di civiltà extraterrestri tecnologicamente avanzate; aldilà della metodica di ricerca di civiltà extrasolari, l’idea di Dyson potrebbe non essere solo una mera speculazione, anzi con l’avvento della tecnologia fotovoltaica ed ancor di più con l’avvento di quella della termoelettricità (Effetto Seebeck/Cella di Peltier), questa ipotesi seppur ancora relegata alla fantascienza, ha acquisito uno spessore e una maggiore concretezza nella fattibilità.

Ma quali e quante sono le problematiche che l’umanità dovrebbe affrontare e superare per poter realizzare una struttura di questo tipo?
Sotto l’aspetto strettamente progettuale, la cosa è relativamente semplice, in sostanza si tratta di costruire una sorta di gabbia attorno ad un corpo celeste su cui posizionare pannelli fotovoltaici adeguatamente capaci e resistenti alle condizioni dello spazio, i relativi accumulatori, trasformatori e convogliatori dell’energia verso i centri di utilizzo o distribuzione.
Facile a dirsi, difficile a farsi, con l’attuale tecnologia, ma non è solo questo lo scoglio che si presenta sulla rotta per la realizzazione del progetto, scoglio per altro tra i meno insidiosi e di più facile superamento; i materiali, questo si che è il problema pratico più grande, sarebbe impensabile ipotizzare l’impiego delle materie prime terrestri, anche perché volendo l’intera massa terrestre non sarebbe sufficiente nemmeno per la realizzazione di un infinitesima parte della struttura, quindi, l’opzione è quella di utilizzare i materiali presenti nello spazio del sistema solare.

Un altro aspetto che va considerato è quello “sociale”; va da se che il progetto dovrà essere condiviso dall’intera umanità, ma non solo, ogni singolo essere umano dovrà essere coinvolto attivamente al conseguimento del supremo obbiettivo probabilmente per un arco temporale di una decina di millenni se non molto, molto più lungo.
Sorvolando su quelli che potranno essere gli assetti sociali, culturali, ideologici, religiosi e politici che saranno necessari e funzionali alle necessità del progetto, già questo lascia intravvedere scenari oscuri e cupi, non solo in relazione a quello che è l’odierno concetto di società, ma considerando le probabili quanto inevitabili “degenerazioni”, queste potrebbero rappresentare lo scoglio su cui l’intero progetto potrebbe naufragare in modo catastrofico.

Restando ben saldi su presupposti di longevità degli intenti, del progetto e della stessa specie umana, immaginiamo che la struttura sia stata portata a compimento; bene, l’energia che verrà acquisita, supererà il fabbisogno della terra, ma anche di altre migliaia di terre, pur ipotizzando e auspicando la colonizzazione di altri pianeti presenti all’interno della sfera, nonché la stessa superficie interna, si avrebbe comunque un surplus energetico e facendo un calcolo approssimativo in difetto, in grandissimo difetto, il rapporto potrebbe essere analogo al rapporto tra superficie terrestre e superficie interna ad una sfera con un raggio di 1 AU, ossia 1 a 600 milioni.
Va fatta una precisazione o meglio una rettifica tecnica sulle dimensioni della sfera, in realtà dovrà avere un raggio triplo rispetto la sola unità astronomica perché l’orbita terrestre coinciderebbe con il raggio della sfera quindi; stesso problema si presenterebbe con un raggio doppio in quanto le forze gravitazionali, avrebbero un effetto sull’orbita di Marte, di conseguenza un raggio triplo sarebbe ideale per una duplice ragione, in primo luogo delimiterebbe la fascia abitabile del sistema solare ed in secondo, dato che la fascia principale degli asteroidi è posizionata a circa 3 UA questo potrebbe rappresentare una facilitazione per il reperimento di parte del materiale da costruzione.

Rimanendo in un’ottica positiva ed idilliaca di una realtà in cui la sfera sia stata completata e che il suo funzionamento risponda appieno alle aspettative, l’energia prodotta, come ipotizzato sarebbe così grande che inevitabilmente sorge il quesito di come utilizzare il surplus; restando attaccati al nostro modo di pensare e vedere il futuro, la risposta più semplice ed immediata sarebbe ”la usiamo per esplorare lo spazio profondo e visitare altri sistemi solari”.
Certo! Però possiamo oggi, essere sicuri che l’interesse per l’esplorazione spaziale sussista ancora dopo millenni in cui l’intera civiltà umana è stata “adattata, votata e finalizzata” alla realizzazione della sfera?

gabbia

Probabilmente No, anzi, ne sono più che convinto; come sarebbe possibile che dopo millenni in cui la cultura umana è stata dedicata alla costruzione del guscio e a questo scopo, generazioni e generazioni hanno dedicato le loro esistenze, l’umanità possa avere ancora un pallido ricordo di uno spazio esterno e il desiderio di esplorarlo?
Questo potrebbe riguardare proprio quelle generazioni che vivranno la realtà all’interno della sfera le quali probabilmente ignoreranno persino l’esistenza di un “esterno” e questo anche sulla base di ciò che oggettivamente e limitatamente si potrà osservare, perché, nella specificità dell’ambiente interno non vi sarà più il buio delle notti, ma bensì un alternarsi di luce e flebile penombra, mentre chi vivrà sulla superficie interna, un perenne giorno.
Stando a quanto detto fino ad ora, in che modo o con quale concetto si potrebbe definire in modo coinciso e sintetico la sfera di Dyson se non come la prigione che l’umanità ha riservato per se stessa?

Per concludere questa panoramica generale sull’ipotetica realizzazione della sfera di Dyson nel nostro sistema solare, vorrei aggiungere alcuni particolari di carattere tecnico; restando al presupposto della sfera chiusa, questa dovrebbe avere uno spessore ed una robustezza notevole e per notevole mi riferisco alla capacità di resistere ed assorbire i possibili, quanto probabili impatti meteorici, non solo di meteoriti e comete di grandi dimensioni, ma anche di corpi celesti dalle dimensioni planetarie che potrebbero essere perturbati nelle loro orbite, proprio dalla massa del guscio stesso.
Un’altra riflessione che mi sovviene fare, è che nei fatti, la sfera è sostanzialmente un contenitore ermetico o semi ermetico il cui scopo è quello di acquisire l’energia solare e renderla utilizzabile; detto questo però c’è da tenere presente che il sole e più in generale le stelle sono costituite da gas compresso dalla gravità e che la loro combustione è il processo di reazioni termonucleari che nella pratica permettono la fuoriuscita di questi in modo “graduale e controllato”, in modo semplicistico e elementare, si potrebbe paragonare il funzionamento di una stella a quello di un fornello a gas.
Quindi cosa succederebbe nella sfera al crescere dalla pressione e del calore al suo interno?
Nella banalità della logica, anche ipotizzando che la sfera di Dyson disponga di adeguate “aperture” per far defluire la pressione in eccesso, nell’immediatezza la sfera si trasformerà in un forno a microonde; inoltre ed in secondo luogo, la struttura risulterebbe essere una gabbia di Faraday che isola il campo elettromagnetico del sistema solare, causando un “cortocircuito” interplanetario alterando di conseguenza le normali interazioni elettromagnetiche tra pianeti e stella causando tempeste elettromagnetiche inimmaginabili che potrebbero persino disgregare la materia.

In ultimo, ma solo in ordine di esposizione, c’è il problema dell’attività solare; considerando che lo studio dell’attività solare è relativamente giovane, la quantità di dati acquisiti fino ad oggi sul nostro astro, sono rispetto l’intera sua vita, una base assolutamente risibile e infinitesimale per avere un quadro completo del suo “carattere”; da poco sono state “scoperte” le CME ossia le emissioni di massa coronale, getti di materia in forma di plasma energeticamente carico i cui effetti sul pianeta Terra possono essere disastrosi, ancor di più più oggi, che la nostra società è letteralmente dipendente dall’energia elettrica e dalle infrastrutture attorno a questa realizzate .
Quindi, quali conseguenza potrebbero avere le emissioni coronali non solo sul complesso delle infrastrutture ma sopratutto delle strutture portanti della sfera?
Non va dimenticato che nella sostanza, le espulsioni di massa coronale sono paragonabili ad esplosioni termonucleari di portata enorme; spesso le dimensioni di queste esplosioni, hanno un “raggio” pari a quello del sole stesso; quindi sotto l’aspetto dei fenomeni strettamente fisici, una espulsione di massa coronale si comporterà esattamente come un’onda che rimbalzando sulla parete interna della sfera tornerà al punto d’origine dove, accumulerebbe altra energia innescando una serie di rimbalzi progressivi e crescenti di intensità e frequenza, quindi causare ulteriori espulsioni coronali alterando inoltre il normale o naturale ciclo stellare.

Come ho detto in altre occasioni, amo le tinte forti, non solo perché permettono di enfatizzare i molteplici aspetti, ma anche perché aiutano a mettere a fuoco e puntualizzare questioni che possono rivelarsi di fondamentale importanza e solo apparentemente apparire marginali o di secondaria importanza.

Tornando alla ipotesi di Dyson circa la possibilità di individuare delle civiltà extraterrestri che abbiano realizzato qualcosa di simile, su quale tipo di stelle occorrerebbe concentrare l’attenzione per individuare le emissioni artificiali di radiazioni infrarosse?
Ipotizzando che questa presunta civiltà abbia risolto e superato i problemi relativi alla costruzione della struttura, la caratteristica essenziale e fondamentale a che questa possa essere funzionale, efficiente e abbia una longevità se non per milioni di anni, quantomeno per centinaia di migliaia di anni in avvenire, è l’estrema stabilità del ciclo vitale del loro sole.

Quindi tra i vari tipi di stelle dell’universo, almeno per quello conosciuto, quale potrebbe essere il tipo più indicato che potrebbe “presentare” queste strutture?
Tenendo presente quello che sappiamo sui diversi tipi di astro e restando nell’ambito delle forme di vita biologiche analoghe a quelle terrestri, potremmo escludere dalle possibili candidature tutte quelle stelle la cui turbolenza rappresenta, una discriminante a che sui pianeti possano crearsi le condizioni per lo sviluppo di una qualsiasi civiltà; pertanto seppure in via di ipotesi, la ricerca andrebbe focalizzata sulle stelle analoghe al nostro sole e ancor di più sulle nane rosse, questo per due ragioni, la prima e forse la più banale è che le nane rosse sono il tipo di stelle più comuni e diffuse, almeno per quanto riguarda la Via Lattea.
La seconda ragione sta proprio nelle caratteristiche della stella, questo tipo di astro risulta essere estremamente stabile durante tutto il proprio ciclo vitale, peraltro di gran lunga superiore a qualsiasi altra stella conosciuta; di fatti quanto è più piccola la stella, maggiore sarà il suo ciclo vitale, detto in altri termini, è una stella “economa” in quanto brucia lentamente al contrario di ciò che accade in tutte le altre stelle.

Stando alle ultime scoperte astronomiche (HARPS), anche le nane rosse presentano sistemi planetari, anzi sembrerebbe che nelle relative fasce abitabili molte ospitino pianeti similari per dimensione alla terra, seppure di dimensioni maggiorate, (super terre) quindi immaginando che su alcune di queste terre si sia sviluppata una civiltà, quella civiltà potrebbe aver sviluppato la tecnologia della sfera da Dyson, oltretutto, rispetto al nostro sistema solare, la sfera avrebbe dimensioni più ridotte e compatte.

Restando al concetto della sfera chiusa, sorge però una questione “logica e pratica”; come sarebbe possibile individuare la sorgente infrarossa ipotizzata da Dyson?
Si presuppone che una civiltà che è stata in grado di realizzare un guscio attorno alla propria stella, abbia raggiunto una conoscenza tecnica e scientifica tale da aver realizzato dispositivi che catturano ed utilizzino il 100% dell’energia, quindi essendo sfruttata fino all’ultima radiazione residua, l’emissione infrarossa o di altro tipo, non potrebbe sussistere, pertanto tutto ciò che è racchiuso all’interno del guscio risulterebbe “invisibile” a qualsiasi lunghezza d’onda.
Idealmente e sempre in ambito congetturale, una struttura di questo tipo potrebbe essere osservata nel caso in cui la stella in questione sia parte di una sistema binario di nane, in questo caso, occorre anche la coincidenza che la sfera di Dyson della stella A, eclissi la stella B, oppure che l’orbita della stella B, sia relativamente prossima a quella della A, in questo modo, il “valzer” dell’una svelerebbe quella dell’altra.

Riprendendo in parte quanto espresso nella panoramica, sorge però il dilemma di quali conseguenze avrebbe la sfera sul campo elettromagnetico della stella e dei pianeti, perché seppure la nana rossa sia più stabile rispetto altre tipologie di stelle, le dinamiche elettromagnetiche sono similari se non identiche a quelle del nostro sole, quindi con tutto il ventaglio di effetti prospettati precedentemente.

Una ulteriore rilievo circa la reale l’utilità di questo tipo di struttura va fatta, considerando l’elevato livello tecnologico e scientifico di questa presunta civiltà, perché realizzare questa cosa che ho definito, senza troppi fronzoli la prigione perenne e non rivolgere sforzi e risorse per obbiettivi sicuramente dagli orizzonti molto più “aperti”?
Volendo “cavillare”, si potrebbe presupporre che tale scelta sia stata dettata dalla necessità di preservare la propria civiltà da un evento catastrofico di dimensioni interstellari previsto con decine e decine di millenni di anticipo ed in un contesto tecnologico incapace di intraprendere viaggi interstellari; ed è qui che scatta la trappola della prigione perenne, proprio nel perseguire tecnologie e conoscenze per realizzare la sfera, piuttosto che concentrarsi su possibilità decisamente più ambiziose del colonizzare e trasferire la propria civiltà su altri sistemi solari.
Idealmente aggiungerei anche l’assoluta e imperscrutabile incognita che una volta realizzata la sfera, questa potrebbe rivelarsi comunque ininfluente sulla sorte del sistema solare.

Certamente le mie considerazioni sono venate da “homo-centrismo” e da un grado di presunzione nel voler entrare nelle menti di esseri, se non umani, comunque non terrestri, per di più non conoscendo nemmeno quale possa essere il livello sociale raggiunto da quella civiltà; restando comunque nel campo delle congetture, immaginiamo che questa civiltà aliena abbia raggiunto una conoscenza scientifica tale che le permetta di convertire l’energia in materia e viceversa, certamente il problema della materia per realizzare la sfera di Dyson, non sussisterebbe anche ed in ragione del fatto che una nana rossa è tale proprio perché la materia che ha dato origine alla stella e al suo sistema solare era appena sufficiente per la nascita dello specifico sole.
Sotto l’aspetto energetico, la realizzazione di questa struttura risulterebbe superflua, oltretutto anche nell’ipotesi di una catastrofe quale “scudo protettivo”, la mega armatura potrebbe essere del tutto inutile e la sua funzionalità essere del tutto aleatoria rispetto le forze e le energie in gioco nell’evento catastrofico; quindi, anche in presenza di una evento globale su scala interstellare, la scelta di realizzare una cosa di questo tipo risulterebbe una trappola tecnologica collettiva che segnerebbe comunque la fine della stessa civiltà.

Quanto esposto fino a questo momento, vuole semplicemente additare le macroscopiche problematiche non solo di realizzazione pratica di una sfera di Dyson, ma anche quelle definiamole “filosofiche” di quella civiltà che inevitabilmente si chiuderebbe in se stessa e non solo metaforicamente.
Comunque non è da escludere che proprio attorno alle nane rosse, sia possibile osservare mega strutture atte allo sfruttamento energetico della stella, certamente non intese come sfera di Dyson, ma piuttosto come pannelli, che con l’odierna nostra tecnologia, definiremmo fotovoltaici o termo-voltaici.

Proprio mentre stavo scrivendo questo intervento, il web è letteralmente impazzito per la notizia secondo cui il satellite Kepler, (KIC 8462852) avrebbe individuato uno strano ed insolito comportamento di una stella; in sintesi estrema, il telescopio orbitale avrebbe individuato una anomalia nell’emissione della luce che alcuni scienziati hanno ipotizzato essere l’effetto di una o più super strutture artificiali attorno all’astro; lo stesso fisico teorico Michio Kaku sembra essere propenso all’interpretazione che queste stranezze siano la testimonianza di una civiltà extraterrestre avanzata.
Certamente non siamo di fronte ad una sfera di Dyson, ma idealmente e restando in ambito di ipotesi, a qualcosa di più simile a una serie di “riflettori” in orbita, probabilmente posizionati nei punti di Lagrange di diversi pianeti.

A differenza dell’ipotesi che ho prospettato, la stella in questione è di classe F, quindi più grande delle nane rosse (classe M) ma comunque con un grado di stabilità similare anche se come magnitudo è simile alla classificazione del nostro sole; ovviamente se l’ipotesi della struttura artificiale dovesse essere confermata e comprovata, questo evento rappresenterebbe una svolta epocale, non solo per quanto riguarda la presenza di altre civiltà aliene, ma che queste si sarebbero evolute attorno ad astri differenti dal nostro, coinvolgendo anche la sfera “filosofica”, ossia, che il fenomeno della convergenza evolutiva, non sarebbe appannaggio del regno naturalistico, ma anche in campo intellettivo confermando che nell’universo, i percorsi evolutivi seguirebbero le stesse leggi e quindi, ipotizzare di essere l’unica specie senziente nell’universo è puramente folle e decisamente presuntuosa.

Come al solito, posto alcune fonti dell’intervento:

https://www.eso.org/public/italy/news/eso1214/
http://www.media.inaf.it/2012/03/28/alle-superterre-piacciono-le-nane-rosse/
http://www.lescienze.it/news/2015/10/23/news/struttura_aliena_stella_kepler_esocomete-2816891/


Fine stesura 7 novembre 2015

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