A Zöld Csillag

A Dyson gömb

A Dyson-gömb annak az elmélete, hogy értelmes lények olyan gömböt építenek egy csillag köré, ami annak minden kisugárzott energiáját felfogja, így hatalmas mennyiségű energiára tesznek szert.  Wikipédia

A Dyson-gömb gondolatát 1960-ban alkotta meg Freeman Dyson amerikai fizikus és matematikus. Úgy tűnik, hogy rugalmas és kreatív gondolkodású tudós volt, aki érdeklődött az idegen civilizációk iránt, sőt fantasztikus és újszerű ötleteket is tulajdonított nekik. Komolyan vette a központi csillagot burkoló gömb ötletét, azaz a saját ötletét, tehát szellemileg messze fölötte állt az idegen világokat mindmáig tagadó, visszamaradott szkeptikus társaságok tagjainál.

Hogy mire is volt jó ez az ötlet? Ezt a mai csillagászok és tudósok is taglalják. Íme egy modern összefoglaló:

        1 - Akik a szülőbolygójuk készleteiből nyerik az                   energiát. (Fiatal civilizációk)

       2 -Akik a csillaguk (vagy más csillagok) energiáját              ejtik csapdába. (pár millió éves civilizációk)

       3 -Akik már egy egész csillagvárost képesek igájuk             alá hajtani. (akár 100 millió éves civilizációk)

            (Idézet a Képtelenség.hu oldalról)

Minek is a fejlett idegeneknek a rengeteg energia? A témán töprengő sci-fi lelkű csillagászok elfogadták a mai közgazdászok egyszerűsített extrapolációját, arról,hogy milyen is lesz az eljövendő világgazdaság szerkezete. A megjósolt jövőhöz egyre gyorsabb fejlődés kell, egyre magasabb szintű termelés, valamint növekvő fogyasztás kapcsolódik hozzá. Az egyre nagyobb fogyasztáshoz pedig egyre több energiára lesz szükség – gondolják ők, de nagyot tévednek. A jövőt nem a túlzott fogyasztás és nem az elvadult termelési ütem fogja jellemezni, hanem az értelmes önszabályozás, a kifinomult magas szintű technológia és az energiafogyasztás visszaállása egy természetközeli szintre. Nem mellesleg az idegenek bizonyára már megtalálták az energia előállításának  kézenfekvő módozatait. Egy bolygó lakosságának elegendő lesz a mi energia-felhasználásunk töredéke is. A központi csillag energiáira egyáltalán nem lesz szükségük.

Megvalósítható-e technikailag a Dyson-gömb? Először azt vegyük figyelembe, hogy igen sok anyag kell egy ilyen gömb kialakításához. Az ábra szerinti gömbhéj sugara 1,5*10¹¹méter, azaz 150 millió kilométer. A felvett falvastagság kétségbeejtően takarékos, 3 méter, amivel biztosan nem lehet egy ilyen óriási gömböt létrehozni, ámde most számoljunk ezzel. A gömb felszíne 4/3 R²p, ami a mi esetünkben 9,4*10²² négyzetméter. Ezt meg kell szorozni a falvastagsággal és a Föld sűrűségével. Ekkor 1,5*10²⁶ kilogrammot kapunk. Ez 260 darab földtömeget jelent, hiszen a Föld tömege, mint ismeretes 6*10²⁴ kilogramm. Talán ennyi Föld nincs is a belátható környéken. Legalább ekkora gond lenne ennyi bolygót egybehordani, szétmorzsolni, majd óriási gömbhéj formájában összeragasztani.

Egyben marad-e a gömbhéj? Egész biztosan nem marad egyben! Egy keskeny szalag együtt maradna ugyan, ha ennek biztosítanánk a 30 km/s sebességet, azaz a Föld pályasebességét. A teljes gömbfelülettel az a baj, hogy a pólus felé haladva egyre kisebb kerületi sebesség adódik, hiszen a gömbhéj egyetlen szilárd testként forog. A kisebb sebesség kisebb centrifugális erőt ad, kevésbé tart ellen a központi csillag vonzásának, ráadásul nem is a csillag ellen dogozik a teljes erő, hanem csak a forgási síkkal párhuzamos komponense. A gömbnek  a teteje tehát beomlik, ezért a gömb az említett gyűrű kivételével rázuhan a csillagra. A gyermeki sci-fi szintjén él az a Dyson-gömb hívő, aki a gömb összezuhanását nem látja előre. A csillagászok és a matematikusok az összezuhanás katasztrófáját előre láthatnák, de sokan vannak közülük, akik kényelem szeretetből, vagy matek utálatból a fentieket nem gondolják végig. (Sajnos igen, a matematikusok sem szeretnek számolni, lehetőleg kerülik azt. Leginkább új tudományos elveket szeretnek feltalálni, de az meg ritka, mint a fehér holló.)

     A Szaturnusz gyűrűinek vizsgálatára a  Angol Királyi Akadémia pályázatot írt ki, amelyet végül is egy skót kisfiú, James Clark Maxwell nyert meg. Szép dolgozatot írt meg okosat is, és sok angol akadémikus és csillagász előtt megnyerte a pályázatot (1859 Adams-díj). Állítása az volt, hogy a Szaturnusz gyűrűje nem lehet egyetlen szilárd darabból.

Nézzük meg, hogy miért! Vegyünk egy körbemenő keskeny csíkot a széles Szaturnusz-gyűrű közepén. Ennek a csíknak megfelelő keringési sebességet választva a centrifugális erő éppen kiegyensúlyozza a bolygó gravitációs vonzerejét.

     Most menjünk néhány tízezer kilométerrel beljebb, és ott is válasszunk ki egy keskeny gyűrűt. Ha szilárd testről van szó, akkor ennél a forgási sebesség és a centrifugális erő kisebb lesz, mégpedig a lecsökkent sugár arányában. Ugyanakkor nagyobb lesz a gravitációs vonzás, hiszen közelebb van a központi bolygóhoz. Egyszerű számítással megkaphatnánk, hogy egységnyi tömegre mekkora lesz a többlet-vonzóerő. Bármilyen erős acélból legyen is a gyűrű, a többlet-erő olyan nagy lesz, hogy szétszakítja a gyűrűt. A gondolatmenetet kifele folytatva azt kapjuk, hogy a külső sáv készül kifelé repülni és az acélanyag itt is elszakad. Ugyanis ezen külső sávban a centrifugális erő megnő, miközben a gravitációs vonzás lecsökken.

     Egyetlen megoldás lehetséges a problémára, még pedig az, hogy a gyűrűk anyaga eleve apró darabokból áll, melyek egymástól függetlenül mozoghatnak, illetve az éppen szükséges sebességgel keringenek. Valójában a gyűrűt finom por, apróbb-nagyobb jégkristályok és kavicsok alkotják. A kis Maxwell is erre a megoldásra jutott, és ezzel a teóriával nyert. A gyűrű és ezzel együtt a Dyson-gömb nem lehet egyetlen összefüggő anyagból, mert  akkor darabokra szakad. Ez olyan egyszerű és érdekes végeredmény, hogy tanítani kellene az iskolákban. Mi anno nem tanultuk, bár volt csillagászati fejezet az általános iskolai fizika könyvünkben. Egyszerűen nem jutottunk el odáig. Ugyanígy történt ez a középiskolában is, és félek, hogy manapság is így történik.

Tudunk-e valamilyen trükkel segíteni a gömbön? Tegyünk a belsejébe rengeteg levegőt, pont annyit, hogy annak nyomása a pólusnál 1 földi atmoszféra (1 bar) legyen. Ez négyzetméterenként 100000 newton erőt jelent. (Már előre félek, hogy ez nem lesz elég.) A 3 méter vastag és 1 négyzetméter keresztmetszetű földoszlopot a központi csillag 4,5 milló newton erővel vonzaná az F=mMG/R² képlet szerint. Ugyanakkor a 100000 newton  nyomás az egyenlítő belsején túl sok, mert ott megbontaná az egyensúlyt. Két helyen válna be az ötlet, mégpedig kicsivel az egyenlítői sík fölött és alatt. Ki is tudnánk számolni a távolságot - ámde ezt gondosan elkerüljük. Van még egy nagy baj a behelyezett levegővel. Bármilyen sok is az, a középen lévő csillag azt folytonosan nyelné, és végül az összeset elnyelné.

        A földönkívüliek nyilván egy ottani Vénusz bolygón laknának saját Vénusz légkörrel és a földi körülményekkel egyenlő napsugárzással. Mivel a külső gömb belseje is sugározna rájuk, ezért lejjebb kellene venniük a központi csillag sugárzási teljesítményét. Ha meggondoljuk, mindez nem egyszerű feladat, sőt végtelenül nem egyszerű. Ez maga a lehetetlen!

Miért etetnek bennünket a tudósok sci-fi színvonalú szamárságokkal? F. Dyson azért, mert nagy tudós, valamint  amerikai, tehát teheti. Ámde jó néhány csillagász és matematikus is magáévá tette az elgondolást és most őszintén hiszi. Nem számolnak utána ösztönös tekintély tiszteletből, kényelem szeretetből. Tényleg léteznek olyan kutató csoportok, melyek infravörös távcsővel vagy automatikus megfigyelő rendszerrel keresik a Dyson-gömböket, és őszintén remélik a sikert. Ezekre a kutatási projektekre talán még központi pénzeket is kapnak.

Valamire mégis csak jó Dyson ötlete? Egy izgalmas valóságot mímelő sci-fit talált ki, amivel számottevően növeli az érdeklődést a csillagászat és a földönkívüliek lehetséges létezésének kérdése iránt. Ám nem kellene a sci-fit belekeverni a csillagászatba, mert az egyébként is roppantul izgalmas témakör. Bizonyára sok intelligens csillagász jött rá a fent felsorolt hibákra, de nem szólalt meg. Részben azért, mert az un. tudományos közösség véleményével szembemenni nem ajánlott. Másrészt azért, mert ez az ötlet mégis csak szolgálatára van az emberiség nyitottabb gondolkodásának.

Kelt:2021. Aug. 10.

Tassi Tamás

Gépészmérnök

Hobby fizikus

www. aparadox.hupont.hu

kulcsszavak: kozmosz, Dyson-gömb, Maxwell,  földönkívüliek,                                       szkeptikusok

         A három alapvető kölcsönhatás  lásd itt!

Az ingyenes honlapkészítés azt jelenti, hogy Ön készíti el a honlapját! Ingyen adjunk: Ingyen Honlap!

ÁSZF | Adatvédelmi Nyilatkozat