安野102025： 冥王星ほどの大きさの隕石が地球に向かっています。土星の軌道を横切る前に、一群の探査機がそれを阻止する。アラスカの宇宙安全センターでは、軍人がレーザーを作動させている。太陽系は突然の閃光を経験し、隕石は何も残らなかった。星全体のエネルギーを制御し、活用できる社会、タイプ 2 文明の未来へようこそ。
2番目のレベルに到達するには カルダシェフスケール人類は地球上のエネルギー源だけでなく、太陽から直接エネルギーを抽出する方法を学ばなければなりません。私たちが話しているのは普通の太陽電池パネルではなく、太陽の周りの巨大な構造物全体です。 ダイソン球。 SF？もちろんです。今のところ。しかし、もしかしたら、次の千年の間にそれが私たちの手の届く技術的目標になるかもしれないのです。
ダイソン球の夢
A タイプ2文明 これは単に現代社会の進化ではなく、エネルギーを活用する能力の大きな飛躍です。これは風力発電所の効率を改善したり、原子力発電所を増設したりすることではなく、太陽のエネルギー出力をすべて捕らえることです。この驚くべき偉業を可能にする設計は、最初に プリンストン大学教授フリーマン・ダイソン 1960インチ
現代的な言葉で言えば、ダイソン球は文字通り恒星とその最も近い惑星の周囲にある巨大な殻です。
このような球体は星のエネルギーをすべて集めて電気に変換し、熱の一部を赤外線として放出します。この巨大構造物の半径は3天文単位、つまり地球から太陽までの距離に達し、物質の厚さは約XNUMXメートルです。
このような巨大な構造物に何が起こるのでしょうか?実のところ、ほぼすべてです。 ダイソン球を建造しようとした場合に直面する最初の明らかな問題は、資源です。実際のところ、約 1,5 × 10^24 トンの材料が必要になります。比較のために言うと、これは太陽系最大の惑星の質量である。 ジュピター。したがって、ダイソン球を建設するには、人類は到達可能なすべての小惑星を処理し、いくつかの岩石惑星を解体して必要な材料を入手する必要があります。 そして、それはほんの始まりにすぎません。
巨大以上の挑戦
建造に必要な材料が十分でなかったら、構造自体が完全な球体でなければなりません。そうでないと、太陽の重力によってアルミホイルのボールのようにくしゃくしゃになってしまいます。球体の素材も非常に耐久性のあるものでなければなりません。結局のところ、 シリコンカーバイド グラフェンよりも信頼性が高いと考えられている、より先進的な材料は、この目的には適していません。
しかし、たとえこの巨大構造物を建設できたとしても、それは依然として非常に不安定なものとなるでしょう。問題は、ダイソン球内の星が完全に中心に位置していなければならないということであり、例えば、隕石が外部から構造物に衝突して位置がわずかに変わると、球は太陽に向かって動き始め、崩壊してしまう。
これは、そのような巨大構造物を建設することは不可能であることを意味しますか?そうでもないです。
現実には、人類は単に誤解しているだけである フリーマンダイソン. その球体は固体構造ではなく、恒星の周りに群れを形成する小さな衛星の集合体です。 これらは太陽放射を捉え、そのエネルギーを無線伝送によって地球または他の受信機に送信します。
このため、「ダイソン・スウォーム” はすでにより現実的に聞こえます。もちろん、送信を可能にする技術も必要になります ワイヤレスエネルギーしかし、このような構造では固体球よりもはるかに少ない材料しか必要としません。さらに、群れの安定性も大幅に向上します。
球体を超えて：「ダイソン」の代替品
Dyson という接頭辞が球体や群れにのみ当てはまると考えているなら、それは間違いです。また、 ダイソンバブル回転はしないが恒星の周りを浮遊しているように見える太陽帆を備えた衛星システム。もう一つの選択肢は ダイソンシェル人が生きることができる一種の球体。そして、 パクロスシェル o ニーヴンの指輪ダイソン球の代替品となる可能性がある。
しかし、人類がどちらの選択肢を選んだとしても、私たちは問題に直面することになるだろう。単一のリングや衛星システムを構築するだけでも、人類は地球上にある資源よりもはるかに多くの資源を必要とするでしょう。だから他に選択肢はない 他の場所で材料を探すよりも。 いくつかの小惑星を破壊しても私たちのシステムに害はありませんが、惑星については同じことが言えません。
もし私たちが 材料を得るために金星や火星を解体するたとえば、地球の軌道を変えてしまう危険性があるのです。さらに、本格的なダイソン球を建設すれば、地球の軌道外の惑星には太陽光が届かなくなる。その場合、火星の植民地化や冥王星の探査は間違いなく忘れてはなりません。さらに、最初の 太陽フレア 太陽の周りのあらゆる巨大構造物を部分的に無力化できる可能性がある。
タイプ2文明、無限のエネルギーへの挑戦
私があなたにとって難しいことをしているのを承知しています。しかし、真実は、私たちはそのようなものから程遠いところにいるということです。そして、たとえそこに到達したとしても、多くの付随的な問題を抱えることになるのです。まず最初に：私たちのスター 毎秒約 4 × 10^26 ジュールのエネルギーを生成します。 ダイソン球やダイソン群が その量の10％しか遮断できなかった、それは依然として無限のエネルギーの海となるでしょう。
たった1秒でこの巨大構造物は これは人類が現在一日に消費するエネルギーの40兆倍に相当します。 何らかの方法で伝達され、蓄積されるべきエネルギー。
最も効果的な方法は 太陽光を反物質に変換し、 (今日でも、反物質をどのように保管するかさえわかっていません)。仮説的にはいくつかの方法があります。 1つ目は 磁場トラップを構築する 反物質が物質と接触するのを防ぎます。 2つ目は 極寒の環境に保管してください。
しかし、大量の不安定な反物質に関しては、これらの倉庫はどれも 100% 信頼できるものではありません。そして、もし間違えれば、核爆発よりもはるかにひどい爆発が起こる危険がある。結局、反物質と物質が接触すると、それらは互いに消滅し、膨大な量のエネルギーが放出されます。
結論: 2025 年の人間の観点から見ると、ダイソン球では、設計から製造、その後のエネルギー貯蔵まで、文字通りあらゆる段階で何が起こってもおかしくありません。
タイプ2文明の日常生活
人類がタイプ 2 文明になると、物理学をより深く理解し、無限のエネルギー源を構築できるようになると仮定しましょう。私たちの問題はそこで終わるのでしょうか?期待しましょう。しかし、このタイプ 2 文明はどこで大量のエネルギーを費やすのでしょうか?たとえば、太陽系のすべての惑星、衛星、その他の天体の発達において。
人類はカイパーベルトで鉱物を採掘したり、木星で水素を採取したり、フォボスでアボカドを栽培したりできるようになるでしょう。さらに、高度な水耕栽培技術により、火星とその衛星を巨大な自動化農場に変えることができるかもしれません。
新しい材料としては、 グラフェン, エアロゲル そして、今日のプラスチックよりも普及するものが他に何になるかは誰にも分かりません。彼らの助けにより、人類は放射線、極端な温度、太陽風からよりよく保護される先進的な宇宙服を開発できるようになります。さらに、これらの材料は医療にも使用できる可能性があります。これらの材料で骨格を強化できるようになるため、人類は骨折や骨の問題を永遠に忘れることになるだろう。
それを超えて、 遺伝子編集 それは非常に一般的になるでしょう。私たちは肌の色や身長を変えることができるようになります。最も興味深いのは、このタイプ 2 の文明には、私たちが慣れ親しんでいるコンピューター、スマートフォン、および同様のガジェットがほとんど存在しないということです。それらは、例えば次のような新しい技術さえも可能にする生物学的植物に置き換えられるだろう。 ブレインコンピューターインターフェース。
（相対的な）安全性
人類がタイプ 2 文明になると、巨大小惑星などの宇宙の脅威はもはや私たちの懸念事項ではなくなります。実際、地球から我々に向かって飛んでくる隕石は オールトの雲 あるいは恒星間空間からやってくるものは、新たな資源の潜在的な供給源となるでしょう。しかし、もしその物体が地球に直接の脅威となるなら、人類はすでにそれを数秒で破壊できる効果的な兵器を持っていることになる。
私はそれを、直径約 160 km で地球を周回する球形の衛星、いわゆる「デス・スター」のようなものとして想像しています。内部には反物質のタンクが備えられており、地球が危険な小惑星の接近を感知すると、「デス・スター」は反物質のビームを発射して小惑星を破壊する。
宇宙物体を破壊するには、物体を固定している重力よりもわずかに大きい力を加えるだけで十分です。これが起こるためには、発射される反物質の質量が隕石の質量の約200億分の27に等しくなければなりません。例えば、何度も地球に極めて接近した小惑星アポフィスの質量は約5,4億kgです。それを破壊するにはXNUMXkg未満の反物質が必要です。
超技術の存在リスク
疑問に思うのは、このようなデス・スターの助けがあれば、どんな脅威も破壊できるのだろうか…あるいは互いを破壊することができるのだろうか？ところで、タイプ 2 の文明は、現代の文明とは大きく異なるとしても、依然として国家に分かれているのでしょうか?誰にも分からない。もしかしたら、また別の機会に想像してみるかもしれない。
さらに、人類にとって最大の危険は内部からではなく外部からやってくるだろう。たとえば、おそらくかなり敵対的な、別の地球外文明の代表者から。
もし彼らが到着したら 太陽系内では、おそらくすでにカルダシェフスケールの次のレベルである第3レベルに到達していることになる。このとき、恒星間旅行の機会が開かれます。そのような文明はもはや自らの星からだけではなく、銀河全体の源からエネルギーを抽出することになります。そしてもしそれが攻撃的なものになった場合、私たちの「デス・スター」は津波に立ち向かう水鉄砲を持った子供のように見えるだろう。 隠れた方が良い。
タイプ2文明の本当の問題：銀河の不可視性
タイプ 2 文明の最初の任務の XNUMX つは、その存在を明らかにしないことであることは明らかです。そして、それはほぼ不可能であり、それはすべてダイソン球のせいです。事実、太陽の周りのどんな巨大構造物も、それが球体であれ、群れであれ、泡であれ、リングであれ、集められたエネルギーの一部を赤外線として放射します。そして、この放射線によって、私たちは地球外文明から非常に目立つ存在となるのです。
私たちの科学者たちはすでに赤外線放射の発生源を調査しており、宇宙におけるタイプ 2 文明の痕跡を見つけようとしています。 2015で, ジェイソン·ライト ペンシルバニア大学の G-HATプロジェクト内, 赤外線領域で100.000万個の銀河を調べたが、高度な文明の痕跡は一つも発見されなかった。 これは、これらすべての銀河に知的生命体が存在しないことを意味するのでしょうか?おそらくそうではなく、逆に、彼らは存在するが、何らかの理由でエイリアンの研究者から隠れているのです。
ほこりに尋ねる
もしその塵が高度な文明の証拠だったらどうなるでしょうか?その場合、 ブライアン・ラッキカリフォルニア大学の研究者は、先進文明は今でも一つの星、あるいは銀河全体のエネルギーを簡単に抽出できると信じている。そしてダイソンスウォームの代わりとなるのが スマートダスト「スマートダスト」は、それを実現するのに役立っています。
ラッキー氏によれば、それは ナノボット 私たちが話していた巨大構造物のように、星や星雲、その他の源の周囲でエネルギーを集める自己複製型のもの。このような塵は集中化されず、銀河のさまざまな場所にあるコロニーにエネルギーを供給できるため、ダイソン球よりもはるかに効率的に機能します。そして、これは、恒星間旅行が発見され、遠くの恒星系に「充電ポイント」が必要なときに特に役立ちます。
宇宙からの脱出：恒星エンジン
たとえ人類がタイプ 2 文明の段階でインテリジェント ダストを開発できたとしても、それが気づかれないようにすることはほとんどないでしょう。そしてもし敵対的な文明からの船団が地球に向かって移動してきたら、私たちにできることはただ一つ、逃げることだけだ。 しかし、私たちは太陽系全体を連れて行かなければなりません。
ダイソン球は、将来私たちが建設できる唯一の巨大構造物ではありません。私たちにとってもう一つの貴重な発明は スターエンジン。その助けにより、太陽とすべての惑星を所定の軌道に沿って動かすことができます。しかし、どうすれば星全体を動かせるのでしょうか?実際にはいくつかの選択肢があります。
最初は シュカドフエンジン開発者であるソ連の技術者にちなんで名付けられた。 レオニード・シュカドフ。このような恒星エンジンは可能な限り単純で、太陽の周りを回る巨大な鏡、一種の太陽帆で構成されています。 この巨大構造物は静的であるべきであるつまり、星の周りを回転するのではなく、1 か所にぶら下がっています。そのため、太陽放射は非対称となり、帆の反対側で強くなります。このようにして推力が生じ、太陽が帆の方向に移動することになります。同時に、太陽系の惑星やその他の物体も恒星とともに動くことになります。
無限に向かって：私たちの宇宙の運命
シュカドフスラスタを使えば、攻撃的な隣国から逃れることができるでしょうか?帆自体が太陽エネルギーのちょうど半分を反射すると、約 128 × 10^16 ニュートンの推進力が発生します。それは印象的ですが、私たちにとっては役に立ちません。 申し訳ありませんが、悪い知らせです。 事実、このような推進力があれば、太陽系は 約20万年で毎秒300メートルの速度になります。そしてこの間に私たちが移動する距離はわずかXNUMX光年です。 わずか 20 億年後には、私たちの速度は 1 km/s に増加し、この間に私たちは天の川銀河の約 3 分の 34.000、つまり XNUMX 光年を移動することになります。このままでは人類はどこにも逃げられないようだ。
幸いなことに、シュカドフドライブが唯一の選択肢ではありません。天文学者 マシュー・カプラン イリノイ大学の研究者は、太陽プラズマを利用して太陽を特定の方向に押し進めることを提案した。あ カプランスラスター それは実際 恒星の横に設置され、毎秒約 1.000 kg のプラズマを使用する巨大なジェットエンジン。 そういう内容の SF 映画を観ました。中国の映画だったと思います。 構造全体は常に太陽に向かって移動し、太陽の反対側からはプラズマのビームを、もう一方の側からは酸素同位体のジェットを放出します。このようにして、エンジンは文字通り太陽を自身の前に押し出すことになります。
そして、この方法はシュカドフの帆よりもはるかに効率的です。カプランのスラスターは太陽 わずか200万年で秒速5キロメートルに達する。つまり、1万年で30光年以上の距離を移動できるようになるのです。 これは、130.000万年後に太陽系に最も近い恒星であるプロキシマ・ケンタウリを通過することを意味します。
しかし、私たちはさらに速く動くことができました。 アレクサンダー・スヴォロノス イェール大学の研究者は、シュカドフとカプランのスラスターを一つの巨大構造物に統合することを提案した。 スヴォロノスのスタータグ。 ご覧のとおり、私たちは誰が最大の嘘をつくことができるかを競う科学者たちの真の戦いを目撃しているのです。
スヴォロノス氏は、シュカドフ氏の帆の代わりに太陽光発電エンジンを搭載することを提案している。したがって、それは文字通り星を引っ張るタグボートとして機能することになります。理論的には、スヴォロノスの星のタグ 太陽の速度を光速の最大27%まで加速することが可能になる。これはちょうど秒速880.000キロメートルを超える速度です。 しかし、この速度に達するには、エンジンは大量の燃料を消費する必要があり、太陽は褐色矮星に変わってしまうだろう。 つまり、人類はタイプ 3 文明の船から脱出できるが、その代償はいくらになるだろうか?
タイプ 2 文明: 「銅原」オプション
いずれにせよ、この恐ろしい現実から逃れるには、文字通り姿を消すという選択肢がまだ残っています。デビッド・カッパーフィールドのトリックのように。ダイソン球やダイソンスウォームに代わるスマートダストについてお話ししたのを覚えていますか?ナノエレクトロニクスを含むこれらの小さな塵粒子はそれぞれ他の粒子と接続してネットワークを形成する可能性があります。科学者 セス・ショスタク SETI研究所と王立天文学者の マーティン・リース 彼らは、高度な文明はそのようなネットワークに意識をアップロードできると信じている。もし人類が成功すれば、私たちは天の川銀河のあらゆる場所に同時に存在することになり、私たちの銀河は文字通り生命を吹き込まれることになるでしょう。
あなたは自分自身を宇宙の塵の小さな粒に包んでもいいと思いますか?私はあなたにこの疑問を残します、そしてあなたは答えを見つけるためにずっと時間が必要です。
