Международная команда астрономов во главе с Тайгером Сяо из Национального университета Цин Хуа представила исследование, теоретически предсказывающее, что высокоразвитые цивилизации способны использовать так называемые сферы Дайсона вокруг черных дыр для получения мощной энергии.
Об открытии коротко рассказывает журнал Science. В своей работе исследователи доказывают, что теоретически высокоразвитые инопланетные цивилизации, если бы они существовали, могли бы построить вокруг черных дыр мегаструктуры, называемые сферами Дайсона.
Эти теоретические структуры названы в честь физика Фримена Дайсона, который в 1960 году сформулировал идею о них. Он утверждал, что если потребности человечества в энергии продолжат расти, то рано или поздно наступит момент, когда наше энергопотребление приблизится или даже превысит общую энергию, доступную на Земле.
Для цивилизации это фактически означает гибель. Но она может спастись, если найдет альтернативные источники энергии. Дайсон предположил, что любая достаточно развитая цивилизация, которая хочет выжить, должна будет строить массивные структуры вокруг звезд и с их помощью черпать энергию прямо оттуда.
В новом исследовании астрономы взглянули на теорию Дайсона под другим углом. Они пишут, что такие сферы было бы целесообразнее строить вокруг черных дыр, поскольку их энергия гораздо мощнее звездной. Например, она может в 100 тысяч раз превышать энергию нашего Солнца. Ученые уверены, что при изучении черных дыр стоит сконцентрировать внимание на поиске сфер Дайсона, существование которых автоматически докажет и существование неких внеземных обществ.
Команда проанализировала черные дыры трех разных размеров, которые в четыре, пять и 20 миллионов раз превышают массу Солнца. Соответственно, были установлены нижний и верхний пределы черных дыр, которые образовались в результате коллапса массивных звезд. Кстати, в исследование была включена и массивная черная дыра Стрелец A*, расположенная в центре Млечного Пути.
Исследователи пишут, что черные дыры обычно считаются потребителями, а не производителями энергии. Однако известно, что их мощные гравитационные поля способны генерировать энергию с помощью нескольких теоретических процессов. К таковым относятся излучение, испускаемое скоплением газа вокруг дыры, вращающийся аккреционный диск материи, медленно падающий к горизонту событий, релятивистские струи материи и энергии, которые "выстреливают" вдоль оси вращения дыры, и излучение Хокинга - теоретически предсказанный знаменитым физиком процесс, при котором черные дыры могут терять массу, высвобождая при этом энергию.
Команда астрономов при помощи компьютерного моделирования произвела расчеты для различных сценариев и пришла к выводу, что аккреционный диск, окружающий газ и струи черных дыр могут служить постоянными источниками энергии. Причем, как показали расчеты, энергия одного только аккреционного диска черной дыры с массой, равной 20 массам Солнца, может произвести такое же количество энергии, как и сферы Дайсона, построенные вокруг 100 тысяч звезд. Словом, такая технология могла бы обеспечить любую цивилизацию практически нескончаемым мощным источником энергии.
Примечательно, что исследователи предложили и способ обнаружить потенциальные сферы Дайсона. По их мнению, на существование таких структур может указывать, например, "сигнал отработанного тепла". Ученые также предсказали, что подобные сигналы могут быть обнаружены в данных различных телескопов, включая космические телескопы Hubble и Galaxy Evolution Explorer.