มรดก 'ไดสันทรงกลม': แนวคิดโครงสร้างมนุษย์ต่างดาวของฟรีแมนไดสันจะมีชีวิตอยู่ตลอดไป

การตีความของศิลปินเกี่ยวกับทรงกลมไดสันซึ่งประกอบด้วยดาวเทียมที่สามารถรวบรวมพลังงานจากดาวฤกษ์

ฟรีแมนไดสันอาจหายไป แต่แนวคิดการล่าสัตว์ต่างดาวที่มีชื่อเสียงของเขาจะยังคงอยู่ต่อไปในอนาคต

Dyson นักฟิสิกส์ควอนตัมผู้ เสียชีวิตเมื่ออายุ 96 เมื่อวันที่ 28 กุมภาพันธ์จำได้ในการสัมภาษณ์ปี 2003 ว่าเขาพัฒนาแนวคิดของ "ไดสันทรงกลม" เป็นครั้งแรกซึ่งสามารถหักล้างการดำรงอยู่ของอารยธรรมเอเลี่ยนขั้นสูงได้อย่างไร มันผ่านบทความ 1960 ในวารสาร Science เรียกว่า "ค้นหาแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์เทียมจากรังสีอินฟราเรด."

Dyson เขียนบทความเช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์เริ่ม ค้นหาสัญญาณของความฉลาดของมนุษย์ต่างดาว ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ไดสันกล่าวชิ้นที่ระบุไว้ในปี 1960 ว่าวิทยุเป็นสื่อที่ดีในการค้นหา แต่ถ้ามนุษย์ต่างดาวยินดีที่จะสื่อสาร หากเอเลี่ยนยังคงนิ่งเงียบคุณจะต้องค้นหาความร้อนทิ้งจากอวกาศโดยใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรด

"น่าเสียดายที่ฉันเพิ่มในตอนท้ายของข้อสังเกตว่าสิ่งที่เรากำลังมองหาคือชีวมณฑลเทียม" Dyson กล่าวในการสัมภาษณ์ 45 นาทีจากปี 2003 ซึ่งเป็น ในช่อง MeaningofLife.tv ของ YouTube.

เขากำลังจินตนาการว่าวัตถุจำนวนมากที่สามารถปลอมตัวเป็นฝุ่นได้จากระยะไกลเขาเสริม แต่การเลือกคำพูดของเขาทำให้เกิดมรดกที่ไม่ได้ตั้งใจ

“ นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ได้ยึดมันไว้และจินตนาการว่าชีวมณฑลหมายถึงทรงกลม - มันจะต้องมีลูกบอลกลมโตตัวใหญ่ดังนั้นจากนั้นก็มีความคิดแปลก ๆ เหล่านี้ซึ่งจบลงที่ 'สตาร์เทรค.'"

ลูกสาวคนหนึ่งของไดสันส่งวิดีโอเทปนักฟิสิกส์ของตอน "1987: Star Trek: The Next Generation" ชื่อ "พระธาตุ" ไดสันกล่าว พล็อตดังต่อไปนี้การเรียกร้องความทุกข์ที่ได้ยินโดยเอ็นเตอร์ไพรส์ USS Enterprise แฟน ๆ ของซีรีส์อาจจำได้ว่าตอนนี้เป็นเหตุการณ์แบบไขว้กับ "Star Trek: The Series ดั้งเดิม" Montgomery "Scotty" star "Scott (รับบทโดย James Doohan)

ลูกเรือทำการแปรปรวนในอวกาศไปยังแหล่งที่มาของการเรียกและค้นพบทรงกลมไดสันอันยิ่งใหญ่ซึ่งจะแสดงให้เห็นว่าเป็นวัตถุทรงกลมที่เป็นของแข็ง - รอบดาวฤกษ์ ถ้าเราจะวางลูกกลมนี้ไว้ในระบบสุริยะของเรามันจะใหญ่มากจนมันจะขยายไปไกลถึงวงโคจรของดาวศุกร์ ตามเว็บไซต์แฟน ๆ "Star Trek" Memory Alpha. (ในตอนนี้ทรงกลมไดสันอธิบายว่ามีขนาดใหญ่เท่ากับสองในสามของเส้นผ่านศูนย์กลางวงโคจรของโลกและวงโคจรของวีนัสอยู่ไกลเกินจุดนั้น)

“ ฉันดูมัน [ตอน] และโอ้ใช่มันชัดเจนมาก [เป็นทรงกลม Dyson]; มันสนุกมากที่ได้ดูมัน แต่มันไร้สาระทั้งหมด” Dyson กล่าวในการสัมภาษณ์ เขาเสริมว่าชื่อ "Dyson sphere" เป็นชื่อเรียกผิดในขณะที่เขาได้รับแรงบันดาลใจจากนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ในยุค 1930 Olaf Stapledon ซึ่งเป็นคนแรกที่เขียนเกี่ยวกับแนวคิดในนวนิยายเรื่อง "Star Maker"

การพรรณนาเช่นหนึ่งใน "พระธาตุ" ทำให้เราได้รับความนิยมในปัจจุบันเกี่ยวกับทรงกลมไดสันซึ่งวาดภาพโครงสร้างแมมมอ ธ รอบดาวฤกษ์เพื่อจับพลังงานมากที่สุดเท่าที่จะทำได้

ลองจินตนาการถึงความประหลาดใจของทุกคนเมื่อปี 2558 นักวิทยาศาสตร์ประกาศดาวที่แสดงพฤติกรรมแปลก ๆมีความผันผวนโดยไม่มีรูปแบบที่ชัดเจน ความคิดมากมายถูกนำเสนอโดยทีมการค้นพบรวมถึงความคิดที่ว่านี่อาจเป็นไดสันทรงกลมในชีวิตจริง

ดาวนี้ (เรียกว่า KIC 8462852) เป็นวัตถุที่ไม่สามารถทำเครื่องหมายได้ มันร้อนกว่าและใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของโลกเล็กน้อยและไม่มีระยะทางที่ไกลจากเราในแง่ของจักรวาลนั่งห่างจากโลกของเราประมาณ 1,480 ปีแสงในกลุ่มดาวหงส์

นักวิจัยเลือกความผันผวนของแสงแปลก ๆ ของดาวโดยใช้ภารกิจที่ออกแบบมาเพื่อจ้องมองดวงดาวเป็นเวลาหลายปีเพื่อล่าดาวเคราะห์นอกระบบ ดาว ปรากฏในข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ของนาซ่าแสดงสลัวอย่างฉับพลันมากถึง 22% ในเวลาสองสามวันหรือหนึ่งครั้งต่อสัปดาห์ ในความเป็นจริงมันไม่ใช่นักดาราศาสตร์ที่เห็นลวดลายเป็นครั้งแรก มันเป็นนักวิทยาศาสตร์พลเมืองตรวจสอบงานของ Kepler ผ่านฝูงชน โครงการ Planet Hunters บน Zooniverse.org

ทีมวิจัยปี 2015 นำโดยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Tabetha "Tabby" Boyajian (จากนั้นที่มหาวิทยาลัยเยลและตอนนี้ที่มหาวิทยาลัยรัฐหลุยเซียน่า) ในขั้นต้นไม่สามารถอธิบายการกระจัดกระจายและความสว่างผ่านปรากฏการณ์ธรรมชาติเช่นฝุ่น

ของพวกเขา การค้นพบกระดาษในประกาศรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์ ไปไวรัส ดาวนั้นได้รับฉายา ดาราของ Tabby (และต่อมาเป็นดาวของ Boyajian) หลังจากผู้ค้นพบ; Boyajian ให้เครดิตแนวคิดของ Dyson กับเพื่อนร่วมงานคนหนึ่งของเธอและไม่ใช่ตัวเธอเองเธอบอกกับ Space.com

หนึ่งในผลลัพธ์ที่ดีที่สุดของบทความก็คือมันส่งเสริมการทำงานร่วมกันระหว่างนักดาราศาสตร์และผู้ที่ค้นหาสัญญาณของความฉลาดต่างดาวมากขึ้นเธอกล่าวในการสัมภาษณ์ “ เราทุกคนมองไปที่ท้องฟ้าเดียวกันโดยมีเป้าหมายเดียวกัน แต่เราไม่ได้เข้ากันได้ดีเราจะไม่ไปร่วมการประชุมเดียวกันและเราจะไม่อ่านบทความเดียวกัน” เธอกล่าวเสริม

ผลข้างเคียงที่มีความสุขอีกอย่างหนึ่งของการประชาสัมพันธ์คือทีมของ Boyajian มีเวลากับ Allen Telescope Array (ATA) ซึ่งเป็นเครือข่ายวิทยุ 42 รายการในแคลิฟอร์เนียตอนเหนือที่ดำเนินการโดย Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) Institute กล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่มีเวลา จำกัด สำหรับการสังเกตและเช่นนี้ทีมจำเป็นต้องเขียนข้อเสนอสำหรับวิธีที่พวกเขาวางแผนที่จะใช้เวลา ข้อเสนอเหล่านี้จะถูกตรวจสอบโดยนักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ เพื่อพิจารณาว่าใครจะได้รับกล้องโทรทรรศน์ในช่วงเวลาที่กำหนดไว้

Boyajian และเพื่อนร่วมงานเขียนข้อเสนอหนึ่งหน้าซึ่งตอนแรกถูกปฏิเสธ แต่จากนั้นพวกเขาก็ได้รับคำเชิญให้ใช้ ATA อย่างไรก็ตาม "เพราะเป็นการประชาสัมพันธ์ที่ดี" เธอกล่าว เวลากล้องโทรทรรศน์โบนัสช่วยให้ทีมงานของ Boyajian หยุดพัก ในปี 2560 ดาวนั้นจางและสว่างขึ้นหลายครั้งในขณะที่กล้องโทรทรรศน์เล็งไปที่มันเนื่องจากทีมของเธอได้พูดคุยกันในกระดาษที่ตีพิมพ์ในปี 2018 ใน จดหมายวารสารทางฟิสิกส์.

“ นี่น่าตื่นเต้นจริงๆเพราะเราสามารถดูสิ่งนี้ในเวลาจริงและกระตุ้นการสังเกตอื่น ๆ ให้ศึกษาสิ่งที่เกิดขึ้นต่อหน้าดาว” Boyajian เล่า สิ่งนี้ส่งผลให้เธอเสริมด้วย "ข้อมูลทั้งหมดของเรือ" ขณะที่ทีมสำรวจความส่องสว่างของดาวฤกษ์ในแสงสีต่างๆ

นั่นคือเมื่อทีมค้นพบว่าแสงสีฟ้าถูกปิดกั้นมากกว่าแสงสีแดงซึ่งบ่งชี้ว่าการอุดตันไม่สามารถเป็นวัตถุที่แข็งเหมือนทรงกลม Dyson Sci-Fi ที่สมบูรณ์แบบ Boyajian กล่าว “ คุณจะจินตนาการว่าถ้าคุณมีวัตถุของแข็งอยู่ข้างหน้าของแหล่งกำเนิดแสงมันจะบล็อกมันทั้งหมดเท่า ๆ กัน” เธออธิบาย

ภายในปี 2562 นักดาราศาสตร์บางคนได้รับการสนับสนุนคำอธิบายเช่น ฝูงดาวหางหรือก้อนเมฆฝุ่น สำหรับพฤติกรรมแปลก ๆ ของดาวดวงนี้ แต่ Boyajian ยังคงรักษาความดีงามของดาวไว้ (อันที่จริงเธอกำลังทำงานเกี่ยวกับเอกสารใหม่บางฉบับเกี่ยวกับ KIC 8462852)

“ เรายังไม่ได้ระบุคำอธิบายที่เป็นธรรมชาติไว้” เธอกล่าว "โดยทั่วไปเมื่อคุณมีฝุ่นล้อมรอบดาวฤกษ์คุณก็มีส่วนเกินอินฟราเรดเช่นกัน (หมายถึง) มันเรืองแสงในอินฟราเรดในช่วงความยาวคลื่นที่ยาวนานขึ้นเราไม่เห็นเลย

"นอกเหนือจากการสำรวจเหล่านี้" เธอกล่าวต่อ "เรามีปัญหาที่แปลกประหลาดมากเกี่ยวกับดาวดวงนี้ซึ่งไม่เพียง แต่จะมีความสว่างลดลงในระยะสั้น แต่ยังมีความแปรปรวนในระยะยาวเช่นนี้อีกด้วย หนึ่งศตวรรษ [ก่อนหน้า] ดาวนี้สว่างกว่า 20% ในทุกวันนี้มันเพิ่งโยนประแจในทุกสิ่ง "

บางคนยึดติดกับสมมุติฐานของไดสันทรงกลม Boyajian กล่าวว่าใช้แนวคิดว่าบางทีการก่อสร้างกำลังเปลี่ยนรูปแบบของแสงเมื่อเวลาผ่านไป เธอเสริมว่าจนกว่าทีมจะสามารถหาดาวดวงอื่นเช่นนี้เพื่อทำการศึกษาเปรียบเทียบ KIC 8462852 อาจยังคงเป็นปริศนา

"ธรรมชาติมีความคิดสร้างสรรค์มากกว่าที่เราเป็นอยู่มาก" เธอกล่าวแนะนำว่าบางทีดาวเทียม Transop Exoplanet Survey Satellite (TESS) ของนาซ่าอาจรับสัญญาณในหนึ่งในโซนของท้องฟ้าที่ศึกษาตราบเท่าที่สัญญาณเกิดขึ้นภายใน ระยะเวลา 300 วัน สำหรับการเปรียบเทียบเคปเลอร์จ้องไปที่ท้องฟ้าเดียวกันเป็นเวลาสี่ปีรวมถึงช่วงเวลาสองปีเมื่อ KIC 8462852 อยู่เฉยๆระหว่างที่แสงสลัวกะทันหัน

TESS หมุนระหว่างพื้นที่ต่าง ๆ ของท้องฟ้าทุก 27 วันและสลับมุมมองของซีกโลกใต้จากเหนือจรดทิศเหนือ (หรือกลับกัน) ประมาณปีละครั้ง ส่วนหนึ่งของมุมมองของมันซ้อนทับกันระหว่างลำดับการหมุนทำให้มีพื้นที่ขนาดเล็กที่สามารถศึกษาได้เป็นเวลาหลายเดือนในแต่ละครั้ง

ความเป็นไปได้ที่น้อยลงของสัญญาณ "aha" อาจมาจาก ภารกิจ Gaia ของยุโรปซึ่งกำลังตรวจสอบดาวฤกษ์นับพันล้านดวงเพื่อดูคุณสมบัติรวมถึงการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงความส่องสว่าง Boyajian กล่าว เนื่องจาก Gaia เคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องระหว่างส่วนต่าง ๆ ของท้องฟ้ามันไม่สามารถทำการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง - หมายความว่าถ้ามันสังเกตเห็นสิ่งที่น่าสนใจการสังเกตใด ๆ ก็จะสั้นและภารกิจอื่น ๆ ก็จำเป็นสำหรับการติดตาม

ท่ามกลางความตื่นเต้นในระดับนานาชาติเกี่ยวกับการค้นหาของเธอ Boyajian ได้รับข้อเสนอจากคนรู้จักของ Dyson เพื่อให้เธอติดต่อกับนักฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียงเมื่อ Dyson อายุได้ประมาณ 91 ปี เธอเขียนอีเมลถึง Dyson อธิบายการทำงานของเธอสั้น ๆ และนักวิทยาศาสตร์พยายามอธิบายพฤติกรรมของ KIC 8462852 เพื่อความสุขของเธอ Dyson ตอบเพียง 15 นาทีต่อมาด้วยความยินดี

"นี่เป็นสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ในสวนสัตว์ชั้นสูงและมันจะกลายเป็นสิ่งที่สำคัญ" อ่านอีเมลของไดสันถึง Boyajian เขาเปรียบเทียบสิ่งที่ทีมของเธอค้นพบ รังสีแกมม่าระเบิด ในปี 1960 โดยดาวเทียม Vela ของสหรัฐอเมริกาซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับการทดสอบนิวเคลียร์เป็นหลัก

ไดสันเขียนในอีเมลฉบับนั้นว่าหนึ่งในสมาชิกของทีมที่อยู่เบื้องหลังการค้นพบการปะทุรังสีแกมม่าเชื่อมั่นในตัวเขาเกี่ยวกับการค้นพบและกล่าวว่านักวิจัย "ลังเลที่จะเผยแพร่การค้นพบ" เพราะ "การระเบิดดังกล่าว (ในเวลาเพียงไม่กี่วินาทีการระเบิดของรังสีแกมม่าสามารถผลิตพลังงานได้มากเท่าที่ดวงอาทิตย์จะผลิตในช่วงอายุ 10 พันล้านปี)

ไดสันสนับสนุนให้นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าพวกเขามีอะไรมาบ้างด้วยความเชื่อว่าเมื่อเวลาผ่านไปคำอธิบายบางอย่างก็จะเกิดขึ้น ดังนั้นสิ่งพิมพ์จึงก้าวไปข้างหน้าก่อให้เกิดคำอธิบายการแข่งขันที่หลากหลายมานานหลายทศวรรษ รุ่นต่อมาในปีพ. ศ. 2534 หอสังเกตการณ์รังสีแกมมาคอมป์ตันของนาซ่าเปิดตัวและค้นพบวันละหนึ่งครั้งโดยเฉลี่ยซึ่งเกิดจากทั่วทั้งท้องฟ้า

คอมป์ตันค้นพบว่าการระเบิดมาในสองรสชาติ - อายุการใช้งานยาวนานขึ้นและอายุการใช้งานสั้นลง - และจนถึงปี 2005 ที่แหล่งที่มาของทั้งสองถูกตรึง การระเบิดที่ยาวนานมาจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวาที่ทรงพลังมากซึ่งรู้จักกันในชื่อไฮเปอร์โนวา การระเบิดระยะสั้นเกิดขึ้นเมื่อซากดาวที่เหลือสองดวง (เรียกว่าดาวนิวตรอน) ชนกันและก่อตัวเป็นหลุมดำหรือหลุมดำกลืนดาวนิวตรอน

"มันเป็นแค่อีเมลที่น่ารัก" Boyajian พูดถึงคำพูดของ Dyson ทฤษฎีของเขายังคงเกี่ยวข้องกับดาราศาสตร์เธอกล่าวเสริมขณะที่นักวิทยาศาสตร์ต่อสู้กับคำถามต่อเนื่อง ทำไมเรายังไม่พบเอเลี่ยนอัจฉริยะกำหนดขนาดของเอกภพของเราและการค้นหาโดยเฉพาะของ Earthlings

แม้ว่าเราจะพบหลายสิบแล้วก็เป็นร้อยแล้วก็เป็นดาวเคราะห์นับพันที่อยู่ทุกหนทุกแห่งไม่มีสัญญาณของชีวิตที่ชาญฉลาดที่มีโทรโข่งส่งเสียงกรี๊ดใส่เรา "เราอยู่ที่นี่" Boyajian กล่าว

• Fermi Paradox: มนุษย์ต่างดาวทั้งหมดอยู่ที่ไหน?
• 10 ดาวเคราะห์นอกระบบที่สามารถดำรงชีวิตของมนุษย์ต่างดาว
• Warp drive & transporters: เทคโนโลยี 'Star Trek' ทำงานอย่างไร (infographic)