miniatyr| En visualisering av en hypotetisk Dysonsvärm som omger en stjärna. En Dysonsfär är en hypotetisk megastruktur som omsluter en stjärna och fångar upp en stor andel av dess energi. Konceptet är ett tankeexperiment som försöker föreställa sig hur en rymdfarande civilisation skulle uppfylla sina energibehov när dessa blir större än vad hemplanetens resurser kan tillhandahålla. Eftersom bara en liten bråkdel av en stjärnas energiutsläpp når ytan på en planet i omloppsbana, skulle konstruktionen av strukturer runt en stjärna göra det möjligt för en civilisation att skörda mycket mer energi.

Den tidigaste moderna skildringen av en sådan struktur återfinns i Olaf Stapledons science fiction-roman Star Maker från 1937. Samma koncept användes senare av fysikern Freeman Dyson i hans artikel från 1960, "Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation". Dyson spekulerade i att sådana strukturer skulle vara den logiska konsekvensen av de eskalerande energibehoven hos en teknologisk civilisation och skulle vara en nödvändighet för dess långsiktiga överlevnad.

Sedan Dysons artikel har många varianter som involverar en artificiell struktur eller en serie strukturer för att omsluta en stjärna föreslagits inom spekulativ ingenjörskonst eller beskrivits i science fiction, ofta under namnet "Dysonsfären".

Skildringar av Dysonsfärer har ofta ett fast skal av materia som omsluter en stjärna, något som Dyson själv ansåg var omöjligt. Sfären han föreställde sig bestod av en lös samling eller svärm av objekt som färdades i banor runt stjärnan som har blivit känt som en Dysonsvärm.

Ursprung miniatyr| Freeman Dyson, som utforskade konceptet ur ett vetenskapligt perspektiv. Inspirerad av Olaf Stapledons science fiction-roman Star Maker från 1937, var fysikern och matematikern Freeman Dyson den förste som formaliserade konceptet med det som blev känt som Dysonsfären i sin artikel i tidskriften Science från 1960, "Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation". Dyson teoretiserade att i takt med att energibehovet för en avancerad teknologisk civilisation ökade, skulle den så småningom behöva börja utvinna energin från sin lokala stjärna i stor skala. Han spekulerade i att detta kunde göras via strukturer som kretsar kring stjärnan, utformade för att fånga upp stjärnans energi. Han menade att eftersom strukturen skulle resultera i en omfattande omvandling av stjärnans energi till fjärrinfraröd strålning, skulle en jordbaserad sökning efter källor till infraröd strålning kunna identifiera stjärnor som hyser en teknologisk civilisation.

Dyson beskrev inte hur ett sådant system skulle kunna konstrueras, utan hänvisade helt enkelt till det i artikeln som ett "skal" eller "biosfär". Han förtydligade senare att han inte hade en massiv skalliknande struktur i åtanke och sa: "Ett skal eller en ring som omger en stjärna är mekaniskt omöjligt. Den form av 'biosfär' som jag föreställde mig består av en lös samling eller svärm av objekt som färdas i oberoende banor runt stjärnan." Ett sådant koncept har ofta kallats en "Dyson-svärm". 2013 sa Dyson att han hade kommit att ångra att konceptet hade fått sitt namn efter honom. I en intervju med Robert Wright 2003 hänvisade Dyson till sin artikel om sökandet efter Dysons sfärer som "ett litet skämt" och kommenterade att "man blir bara känd för de saker man inte tycker är allvarliga", och förklarade senare att "Och skämtet är förstås att himlen krylar med infraröda källor som ser precis ut som en typ II-civilisation skulle kunna se ut, så det finns absolut ingen anledning att tro att de är artificiella ... från vårt avstånd skulle de se likadana ut". I en senare intervju med studenter från University of Edinburgh år 2018 hänvisade han dock till Dysonsfärens premiss som "korrekt och okontroversiell". I andra intervjuer, medan han beklagade objektets namngivning, kommenterade Dyson att "idén var bra", och hänvisade till sitt bidrag till en artikel om att demontera planeter som ett sätt att konstruera en.

Sökande efter megastrukturer Dyson-liknande energisamlare runt en avlägsen stjärna skulle absorbera och återutstråla energi från stjärnan. Våglängderna för sådan återutstrålad energi kan vara atypiska för stjärnans spektraltyp, på grund av närvaron av tunga element som inte förekommer naturligt i stjärnan. Om andelen sådana atypiska våglängder skulle vara signifikant, skulle en främmande megastruktur kunna detekteras på interstellära avstånd. Detta skulle kunna tyda på närvaron av vad som har kallats en typII Kardashev-civilisationen.

SETI har letat efter sådana infraröda spektra från solanaloger, liksom Fermilab. Fermilab identifierade 17 potentiella "tvetydiga" kandidater, varav fyra år 2006 kallades "intressanta men fortfarande tveksamma". Senare sökningar resulterade också i flera kandidater, vilka alla fortfarande är obekräftade.

Den 14 oktober 2015 upptäckte Planet Hunters forskare ovanliga ljusfluktuationer hos stjärnan KIC 8462852, vilket väckte spekulationer i pressen om att en Dysonsfär kan ha upptäckts. Efterföljande analys visade dock att resultaten överensstämde med förekomsten av damm. År 2024 spekulerades det i pressen om att potentiella tecken på interstellära Dysonsfärer hade upptäckts. De sju intressanta objekten, alla belägna inom tusen ljusår från jorden, var röda dvärgar, en klass av stjärnor som är mindre och mindre ljusstarka än solen. Författarna till resultaten var dock noga med att inte göra några överdrivna påståenden. Trots detta uppmärksammades historien av många medier. Mindre fantastiska förklaringar inkluderade en antydan om att det detekterade infraröda ljuset orsakades av avlägsna galaxer som var dolda av stoft.

Genomförbarhet och vetenskapliga spekulationer Även om Dysonsfärer i form av en svärm är teoretiskt möjliga, är det för närvarande långt bortom mänsklighetens tekniska förmåga att bygga en stabil megastruktur runt solen. Antalet maskiner som krävs för att erhålla, överföra och underhålla en komplett Dysonsfär överstiger dagens industriella kapacitet. Dysonsfärer har lett till spekulationer om genomförbarheten av en klass av föreslagna stjärnmotorer, hypotetiska megastrukturer vars syfte är att utvinna användbar energi från en stjärna, ibland för specifika ändamål. Till exempel har Matrioshka-hjärnor föreslagits att använda energi som utvinns av Dysonsfärer för beräkning, medan Shkadov-motorer skulle använda energin för drivkraft. Några föreslagna stjärnmotorkonstruktioner är baserade på Dysonsfären. Futuristen George Dvorsky har förespråkat användningen av självreplikerande robotar för att övervinna begränsningarna i mänsklighetens tekniska kapacitet. Vissa har föreslagit att Dysonsfärens livsmiljöer skulle kunna byggas runt vita dvärgar eller pulsarer.

År 2022 föreslogs att en Dysonsvärm runt solen kunde skjutas upp från antingen Merkurius eller Mars. För att överföra energin tillbaka föreslogs trådlös fjärrfältsöverföring av energi, en teknik som ännu inte är helt utvecklad.

Dysonsfären i skönlitteratur och populärkultur En föregångare till konceptet med Dysonsfärer presenterades i romanen Star Maker från 1937 av Olaf Stapledon, där han beskrev "varje solsystem ... omgivet av en tråd av ljusfällor, som fokuserade den undflyende solenergin för intelligent användning". Dyson fick sin inspiration från denna bok och föreslog att "Stapledonsfär" skulle vara ett mer passande namn för konceptet. Fiktiva Dysonsfärer är vanligtvis solida strukturer som bildar ett kontinuerligt skal runt stjärnan i fråga, även om Dyson själv ansåg att den möjligheten var mekaniskt omöjlig. De används ibland som den typ av berättargrepp som kallas för "Big Dumb Object".

Dysonsfärer förekommer som inslag i bakgrunden i många skönlitterära verk, inklusive romanen The Wanderer av Fritz Leiber från 1964 där utomjordingar omsluter flera stjärnor på detta sätt. Dysonsfärer avbildas i bokserien Saga of Cuckoo av Frederik Pohl och Jack Williamson från 1975–1983, och en av dem fungerar som miljö för Bob Shaws roman Orbitsville från 1975 och dess uppföljare. I avsnittet "Relics" från TV-serien Star Trek: The Next Generation från 1992, var fångad i en övergiven Dysonsfär. I en intervju 2011 sa Dyson att han tyckte om av avsnittet, även om han ansåg att sfären som avbildades var "nonsens". Michael Jan Friedman, som skrev romanversionen, observerade att Dysonsfären i själva TV-avsnittet i praktiken var en MacGuffin, utan "något om det" i handlingen, och bestämde sig för att ge mer innehåll i sin romanversion.

Andra exempel på science fiction-berättelser inkluderar Tony Rothmans The World Is Round, Somtow Sucharitkuls Inquestor-serie, Timothy Zahns Spinneret, James Whites Federation World, Stephen Baxters The Time Ships och Peter F. Hamiltons Pandoras stjärna. Variationer på Dysonsfären inkluderar ett enda cirkulärt band i Larry Nivens roman Ringworld från 1970, en halvsfär i romanen Bowl of Heaven från 2012 av Gregory Benford och Niven, och kapslade Dysonsfärer, även känd som en Matrioshka-hjärna, i Colin Kapps Cageworld serie från 1980-talet och Brian Stablefords Asgard-trilogi från 1979–1990.

Stableford observerade att Dysonsfärer vanligtvis behandlas som MacGuffins eller förpassas till bakgrunden i berättelser, och citerar exempel som Fritz Leibers The Wanderer och Linda Nagatas Deception Well. Berättelser där konceptet utforskas tenderar att använda varianter som Larry Nivens Ringworld. Han identifierade två skäl till detta. För det första gör den stora skalan av en Dysonsfär det svårt att ta itu med den inom ramen för de flesta berättelsers begränsningar; Friedman sa att han hade undvikit problemet i sin romanversion av "Relics" eftersom boken bara var fyrahundra sidor lång och han hade knappt fyra veckor på sig att skriva den. För det andra, särskilt inom hård science fiction, presenterar Dysonsfärer tekniska utmaningar som komplicerar deras användning i berättande. En sådan svårighet uppstår från skalsatsen: inom ett sfäriskt skal är gravitationskrafterna i jämvikt, så ytterligare mekanismer som rotation krävs för att ge effektiv gravitation vid den inre ytan. Detta i sin tur medför ytterligare komplikationer, inklusive en gravitationsgradient som minskar till noll vid polerna. Författare har tagit itu med dessa problem genom olika modifieringar av konceptet, inklusive Stablefords Cageworld-nesting, Dan Aldersons dubbelsfäridé och Nivens reducerade ringvärldsdesign.

Se även Rymdhiss Tabbys stjärna

Referenser

Noter

Vidare läsning

Externa länkar Dyson sphere FAQ FermiLab: IRAS-based whole sky upper limit on Dyson spheres med en bilaga om Dysonsfärteknik

Kategori:Tankeexperiment Kategori:Rymdkolonisering Kategori:Science fiction-teman Kategori:Vetenskapsteori Kategori:Hypotetiska astronomiska objekt Kategori:Vetenskapshistoria Kategori:Sidor med ogranskade översättningar