写真：NASAの広視野赤外線サーベイエクスプローラー（ WISE ）調査の一部。赤外線スペクトルで見ることができます。
1960年、数学者、物理学者、そして多くの点で優れた専門家であったフリーマンダイソンは、十分な時間が生き延びれば、宇宙のすべての文明が遅かれ早かれ故郷の惑星のすべてのエネルギーを使い果たすと予測しました。 ダイソンは、この出来事が文明の進化に対する主要な障害の一つであると主張し、それを克服する唯一の方法がある：太陽エネルギーの巨大なコレクター、言い換えれば、大規模な太陽発電所である「ネイティブ」スターの周りのシェルを構築すること。 そこで天文学者は、この理論上の超構造を「ダイソンオーブ」と呼ぶことにしました。 ダイソンの思考は思考実験に過ぎないように見えるかもしれませんが、彼の仮説が真実であることが判明した場合、驚くべき結果をもたらす可能性があります。エイリアンの高度な文明を見つけたい場合は、ダイソン球の存在の兆候を見てください
先月、ペンシルベニア州立大学のジェイソン・リグス率いる天文学者のトリオが、天の川だけでなく数百万の銀河に影響を与える研究であるダイソンオーブの2年間の探索を開始しました。 彼らのプロジェクトは最近、人類が直面する「大きな疑問」に答えようとする研究を求める慈善団体であるTemlpeton Foundationから大きな賞を授与されました。「人の目的および/または現実の究極の理解に関連する質問」 「。
それで、ライトと彼のチームはどのようにダイソンオーブを見つけるつもりですか？ 「球体」について考えると、その構造全体を自動的に想像しますが、ライトは、彼のチームはシェル全体を探すつもりはないと言いました。 「たとえ太陽系に十分な質量があり、中実の球体を作ることができたとしても、そのような構造は機械的に不可能です」とライトは言いました。 「ほとんどの場合、太陽エネルギーのコレクターの移動クラスター（群れ）のように見えます。」
未来の幻想的なエイリアンテクノロジーについてのこのような大胆な仮定は、少し非科学的に見えるかもしれませんが、地球外文明の探索は、常に同様で、あまりにも素朴で、おそらく少し風変わりなアイデアに依存しています。 SETIプロジェクト（地球外知能の検索-地球外知能の検索）を思い出すだけで十分です。このプロジェクトでは、宇宙の電波信号の存在の兆候として星空を絶えず追跡することで、地球外文明の存在の確認を見つけることができます。 現在、人々はそのような無線信号に必要なエネルギー量に近づいておらず、SETIが息を止めて「聞いた」。 今年の初め、天文学者のロバート・グレイは、私たちから数光年でそれを捕らえるのに必要な力で、無線信号を全方向に連続的に放送できるビーコンにエネルギーを供給するために、大型の大電力発電所を同時に運転します。 SETIは、発展した文明が他の人とのコミュニケーションに非常に感謝しているので、そのような深刻なエネルギー消費を正当化することさえできると賭けています。 彼はまた、そのような文明が電波を使用して通信し、私たちが観察している周波数を正確に使用することを望んでいます。 私たちにとって、地球外知能の検索は、遠い惑星に住んでいる何かの検索ではなく、予測可能な方法で技術を開発し使用する文明の検索です。
SETIと比較して、ダイソンスフィアを対象とした検索は、高度なエイリアン文明の目標に対する期待が控えめです。 実際、彼の仮定のほとんどは、初等生物学に直接基づいていました。 プロジェクトマネージャーのライトが私に説明したように、「人生は、定義上、エネルギーを使用し、次にエネルギーを熱として再放射します」。 文明が多ければ多いほど、より多くのエネルギーを消費し、より多くの熱を放射します。 生命も（定義により）再現され、エネルギー需要が指数関数的に増大する可能性を提供します。 そして、それが止められないなら、この成長は最終的に惑星で利用可能なエネルギーによって制限されます。 これは成長する文明に選択の余地を残さず、他の惑星、そして最終的には星からエネルギーを引き出すことになるでしょう。
例として地球を取ります。 オリバー・モートンは、彼の美しい比Asで次のように述べています。毎日約120,000テラワットのエネルギーが地球に送られています。 これは私たちの産業文明で使用されているものの10,000倍です。 これは非常に大量のエネルギーですが、私たちの文明も非常に若く、急速に成長していることを覚えておく必要があります。 わずか30年で、エネルギー消費を2倍にしました。 この傾向が続くなら、400年後に太陽が私たちの惑星に与えるのと同じくらいのエネルギーを使います。 そして、恐らくこれが、ダイソンスフィアの建設を計画する時期になるでしょう。
特に、おそらく数十億年前に産業革命とエネルギー需要の不可逆的な増加が始まったことを考えると、発展したエイリアン文明は指数関数的にエネルギー集約的であると仮定するのは合理的です。 Spheres of Dysonは、私たちの宇宙の広大さの中で最も古く、最も成功した現象の1つかもしれません。
ダイソンオーブの「群れ」の可能な構造の匿名の概念。 （ウィキメディアコモンズ）
ダイソン球体の考え方は、文明の発展に関する別の理論「カルダシェフスケール」とも交差しています。 1964年、ソビエトの天文学者であるロシア科学アカデミーのニコライカルダシェフは、時間の経過に伴う文明のエネルギー源の増加に基づいて科学技術進歩の理論を構築しようとしました。 Kardashev Scaleによれば、タイプI文明は惑星で利用可能なすべてのエネルギーを使用し、タイプIIは最も近い星のすべてのエネルギーを使用し、タイプIIIは銀河のすべてのエネルギーを引き継ぎます。 ダイソンスフィアの検索は、本質的に、タイプII文明の検索です。 そして、それはエネルギーを生成する文明の能力にのみ基づいているため、これはSETIに対するもう一つの議論の余地のない利点になります。それはあなたが私たちと通信することに必ずしも興味がないような異星人の心を見つけることを可能にします。
したがって、ダイソン球が実際にどこかに存在する場合、赤外線望遠鏡を使用して気付くことができる特別な種類の熱トレースを放出することを「約束」します。 太陽エネルギーは、コンピューターが内部の電気の流れにより熱くなるのと同じように、ダイソンオーブを加熱します。 熱は、スペクトルの中間赤外線領域の光の形で、球から大量に放出されます。
ダイソン球体を構築した文明は、検出を回避するために多くの対策を講じる必要があります：放射熱を何らかの方法で取り除くか、球体を冷却する過剰な熱を生成する巨大なラジエーターを作成する宇宙のマイクロ波背景で失われる可能性があります-ビッグバンからのかすかな残光です。 ライトはまた、後者のオプションの実装により、球体が100倍も大きくなることを指摘しました。 「文明が球体を隠したいなら、道を見つけるだろうが、それはこの文明の実装がほとんど関心を持たない大規模な意図的な工学的変更を必要とするだろう。」
James Wrightプロジェクトは、オープンスペースでDyson Sphereを見つける最初の試みではありません。 1980年、Fermilabの研究者は、初めての赤外線空調査であるIRAS（赤外線天文衛星-赤外線軌道観測所）からのデータで球体の痕跡を検索しました。 彼らは球体の役割の候補をいくつか見つけましたが、詳細な調査の結果、光を吸収し、赤外線スペクトルで再放射された後、巨大な星または宇宙塵のいずれかであることが判明しました。
ただし、Wrightのチームは、Fermilabの専門家が夢見ることしかできなかった情報にアクセスできます。 彼らは、NASAが提供するWISE（Wide-field Infrared Survey Explorer）（その祖先IRASよりも数百倍感度が高い）を含む3つの異なる宇宙の赤外線スキャンを研究します。 彼らは、私たちの銀河でダイソン球を検索するだけでなく、すぐに過剰な熱廃棄物を持つ銀河全体を検索します-銀河は、一度に多くの星を含むことができ、技術的な超構造で覆われています。
ライトと彼のチームが予想される天文現象の範囲を超えるものを見つけた場合、世界中の天文学者と望遠鏡が関与する深い研究の長いプロセスが始まります。 彼はまた、初期データが何であれ、急いで結論を出すことはないと述べた。 「人類がエイリアン文明の活動に似た不可解な現象に遭遇するたびに、それは徐々に明らかになります。これは本当に興味深い現象ですが、地球外の知性とは関係ありません」と彼は言いました。 実際、ニコライ・カルダシェフは、銀河規模でエネルギーを集めるタイプIII文明の役割に本当に適した候補を見つけたと信じていました。 しかし、詳細な研究の結果、発見されたオブジェクトはクエーサーの前例のない美しさに他ならないことが判明しました。
クエーサー
会話の終わりに向けて、ダイソンスフィアとカルダシェフスケールに、より高度な文明がどのように見えるかを説明する競合する理論モデルがあるかどうかをライトに尋ねました。 「私は、主要な科学文献に発表されている他の理論を知りません。しかし、それらが存在することは完全に可能です。」 宇宙生物学では、サイエンスとサイエンスフィクションの間の非常に幽霊のようなライン。 「このトピックに関する最高の考えや議論は、安価な表紙の素晴らしい小説にしばしば見られます」とライトは言いました。 「しかし、棚にある本のかなりの半分が空想科学小説である場合、本格的な科学研究の提案を書くのは少し奇妙だと断言できます。」