Сфера Дайсона

Оболочка Дайсона (англ. Dyson shell), вариант сферы Дайсона, с радиусом в 1 астрономическую единицу

Сфера Дайсона — гипотетический астроинженерный проект Фримена Дайсона, представляющий собой относительно тонкую сферическую оболочку большого радиуса (порядка радиуса планетных орбит) со звездой в центре. Предполагается, что развитая цивилизация может использовать подобное сооружение для полной утилизации энергии центральной звезды и/или для решения проблемы жизненного пространства.

Согласно теоретическим расчётам, для сооружения сферы Дайсона необходимо вещество с массой порядка массы Юпитера.

Поиск Сфер Дайсона — перспективное направление программы SETI. Сооружение подобных масштабов может быть обнаружено существующими средствами по его инфракрасному излучению с нетипичным спектральным распределением (таким образом, Сфера Дайсона является всенаправленным мощным излучателем). Для этих целей планируется использовать телескоп SIRTF.

К настоящему времени человечеству неизвестны способы практической реализации сферы Дайсона.

Критика и модификации

Сфера Дайсона должна быть приведена во вращение вокруг центральной оси, чтобы центробежная сила уравновесила силу притяжения центрального светила. Однако, так как центробежная сила достигает максимума на экваторе, и равна 0 на полюсах вращающегося тела, то на полюсах сферы Дайсона ничто не уравновешивает силы притяжения центрального светила. В результате сфера будет неизбежно разрушена.

Для предупреждения данной угрозы, идея сферы Дайсона была развита в нескольких вариантах:

• Жесткое кольцо относительно небольшой ширины (порядка процентов диаметра) — см. Кольцо Нивена.
• Жесткое широкое экваториальное кольцо, разомкнутое вблизи полюсов и изогнутое по поверхности постоянного абсолютного значения вектора ускорения свободного падения, так что вес пробного тела одинаков в любой точке на внутренней стороне Сферы. Такая поверхность напоминает по форме игрушку-волчок с центральным утолщением. Большее притяжение звезды вблизи экватора компенсируется центробежной силой за счёт большей линейной скорости вращения в неинерциальной системе отсчёта; в высоких широтах в связи с уменьшением гравитационного воздействия звезды требуются меньшие центробежная сила и радиус сечения плоскостью, перпендикулярной к оси вращения. Данная поверхность не является эквипотенциальной для гравитационного поля (складывающегося из гравитационного поля звезды и поля центробежной силы) в собственной вращающейся системе отсчёта конструкции, поэтому сила тяжести направлена не по нормали к поверхности. Однако внутренняя сторона Сферы может быть сконструирована в виде концентрических террас, а не гладкой, так чтобы локальное отклонение силы тяжести от нормали к поверхности террасы не превышало заданного значения.
• Раковина Покровского — модификация, предложенная советским ученым Г. И. Покровским, представляющая собой совокупность колец.
• Структура Крисвелла — развитие идеи Сферы Дайсона, но с фрактальной поверхностью для максимизации площади, воспринимающей излучение звезды поверхности.

Все такие варианты уже нельзя называть «сферой», но такое общее название сохраняется исторически.

Сфера Дайсона — вариант с поверхностями постоянного абсолютного значения вектора ускорения свободного падения (модель показана с сечением)

Сферы Дайсона в художественных произведениях

• По признанию самого Фримена Дайсона, идею сферы он впервые обнаружил в фантастическом романе Олафа Стэплдона «Создатель звёзд».
• Мир-Кольцо из одноимённого романа Ларри Нивена представляет собой своеобразный компромисс между сферой Дайсона и обычной планетой. При этом идея об использовании сферы Дайсона высказывается в последней книге серии — «Дети Кольца».
• Борьба землян с инопланетной цивилизацией, использующей Сферу Дайсона, описана в романах Роджера Макбрайда Аллена «Кольцо Харона» и «Разбитая Сфера».
• Действие трилогии «Орбитсвилль» Боба Шоу происходит в сфере Дайсона, построенной неизвестной древней цивилизацией.
• Упоминается в цикле романов Дэна Симмонса «Песни Гипериона».
• Также подробное описание сферы Дайсона встречается в произведениях Андрея Ливадного, серия книг «История Галактики».
• Упоминание о сфере Дайсона встречается в одном из эпизодов саги «Звездный путь: Следующее поколение» в эпизоде 6-го сезона «Древность».
• Первые этапы построения сферы Дайсона описаны в трилогии «Золотой век» Джона Райта
• Действие повести «Консервный нож» Василия Головачева происходит в звездной системе, заключенной в Сферу Дайсона, и касается реализации и использования этого гипотетического сооружения. А также в произведении «Черный человек»
• В книге Михаила Ахманова «Странник, пришедший издалека» Сфера Дайсона является ключевой целью работы цивилизации Сархов и носит название «Великий план Сархата»
• В клипе «Неизбежность» группы «Complex Numbers» сфера Дайсона используется в качестве местообитания потомков современного человека
• В серии романов Николая Басова «Мир Вечного Полдня» действие происходит в сфере Дайсона, куда перенесён город с Земли.
• Конечный пункт романа Роберта Силверберга «Через миллиард лет» — сфера Дайсона, построенная расой инопланетян-негуманоидов, исследовавших галактику задолго до рождения человечества.
• Также сфера Дайсона упоминается в повести «Кто там?» Бориса Штерна. Сфера рассматривается как способ изоляции космической аномалии.
• В романе «Шелкопряд» писателя Тимоти Зана для постройки Сферы цивилизация использовала целую планетную систему, производя металлический материал.
• В книге Ульяма Форсчена «Реванш Императора». Там встречается как Кольцо Нивена, так и сфера Дайсона.
• В трилогии Д. Брина «Возвышение» структуры Крисвелла вокруг угасающих звёзд служат перенаселёнными обиталищами для цивилизаций, уже прошедших этап межзвёздных путешествий.
• В одной из повестей Дж. Лорда «Сияющий полдень Уренира» (серия «Ричард Блейд»). Сфера построена расой, достигшей вершин развития технологии и социума; отдельные её области используются как «заповедники» для других рас, в том числе инопланетных.
• В серии книг Эльтерруса Иара «Безумие Бардов»
• Упоминается как место жизни некоторых представителей земной расы в романе М. Суэнвика «Вакуумные цветы».
• Кольцо Нивена упоминается в романе Гарри Гаррисона «Звездные похождения галактических рейнджеров»

Сферы Дайсона в компьютерных играх

• В игре «Freelancer» сферу Дайсона использует инопланетная раса, именуемая странники (по другим версиям перевода — кочевники, номады (англ. nomad — кочевник)).
• В играх серии «Space Empires» кольца и сферы вокруг звёзд могут строить все расы на высоком уровне развития.
• В игре «Homeworld» и «Homeworld 2» на фоне некоторых локаций наблюдаются обломки циклопических колец, явно превосходящих размеры планет земного типа. Вероятно, в прошлом эти кольца образовывали некий туннель.
• В игре Звёздные волки 2: Гражданская война главный герой вместе с командой в ходе поисков артефактов Предтеч оказывается внутри сферы Дайсона.
• Во вселенной Warhammer 40,000 одно из божеств расы Некрон после поглощения многих других К'тан заперся в сфере Дайсона.
• В любительском аддоне Xtended к игре X3 Reunion сферу использует раса древних (сонены) и игрок участвует в миссиях с ней
• Во вселенной Halo Ушедшие используют сферы Дайсона как базы для своих армий. Например, в стратегии Halo Wars в подобной сфере был спрятан космофлот.
• В игре Mass Effect 2 Легион упоминает, что геты строят сферу Дайсона (строительство ведется 264 года), чтобы загрузить туда свои программы и стать единым целым.
• В игре Космические рейнджеры 2 существует несколько колец и сфер вокруг планет. Также один из доминаторов (Террон, являвшийся планетой) может стать сферой Дайсона.
• В игре Mass Effect 3 в системе Тиккун, в ходе войны за возвращение своей родной планеты, кварианцы значительно повредили сферу Дайсона, построенную гетами.

См. также

• Диск Алдерсона
• Мир-Кольцо
• Экуменополис

Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.