En ny analyse antyder at enorme konstruksjoner bygget av utenomjordiske sivilisasjoner for å høste energi fra stjerner eller til og med endre stjerners baner, kan være fysisk mulige. Dersom slike prosjekter lar seg gjennomføre, kan de i tillegg holde seg stabile i svært lange tidsrom – i beste fall i eoner – så lenge de utformes på riktig måte.
Slike gigantkonstruksjoner kan også gi fra seg særegne teknologiske spor, såkalte teknosignaturer. Det kan i teorien gjøre det mulig for astronomer å lete etter sivilisasjoner som har overlevd lenge nok til å nærme seg de øvre nivåene på Kardasjev-skalaen, som rangerer sivilisasjoner etter hvor mye energi de klarer å utnytte.
Bakgrunnen er en studie av ingeniørforskeren Colin McInnes ved University of Glasgow. Han har tidligere modellert hvor realistisk det er med ekstremt store romprosjekter, blant annet idéer som går ut på å påvirke planetbaner. I den nye studien skisserer han en forenklet plan for hvordan såkalte stjernemotorer og Dyson-bobler kan konstrueres slik at de blir passivt stabile – altså uten kontinuerlig aktiv styring for å unngå at de gradvis mister kontroll og faller inn i stjernen.
Stjernemotor: kan flytte en stjerne med strålingstrykk
Stjernemotorer er et velkjent konsept i både forskning og science fiction. Tanken er å bruke enorme reflekterende strukturer som er koblet til en stjerne via tyngdekraften. Strålingstrykket fra stjernen kan da, i prinsippet, gi en netto kraft som over tid endrer stjernens bevegelse – og dermed kan flytte et helt solsystem gjennom rommet, for eksempel bort fra en framtidig kosmisk katastrofe.
I sin enkleste form beskrives en stjernemotor ofte som en flat skive. McInnes finner imidlertid at en variant der en ring bærer mesteparten av massen, kan gi bedre stabilitet. Han sammenligner det med en konstruksjon som minner mer om en tamburin enn en middagstallerken.
Dyson-boble: en sky av reflektorer rundt stjernen
En Dyson-boble er et annet hypotetisk megastruktur-konsept. I stedet for én sammenhengende struktur handler det om en svært tett sverm av reflektorer som omgir stjernen og fanger opp en stor andel av lyset. Målet er å skaffe langt mer energi enn det som normalt er tilgjengelig på en planet.
Poenget er at en sivilisasjon som lever lenge nok, før eller siden vil møte begrensninger i ressurser og tid. Også i vårt eget solsystem ligger det en langsiktig påminnelse: Solen vil gradvis bli lysere og til slutt gjøre jorden ubeboelig. I et slikt perspektiv kan det bli nødvendig med enorme mengder energi for å terraformere andre verdener, endre baner til himmellegemer eller drive reiser mellom stjerner.
Stabilitet er nøkkelen
Et sentralt spørsmål er om slike megastrukturer kan være stabile uten konstant aktiv kontroll. For å undersøke dette utviklet McInnes beregninger der konstruksjonene behandles som tredimensjonale objekter med form og utstrekning, ikke bare som punktmasser.
Resultatene antyder at stjernemotorer med jevnt fordelt masse i utgangspunktet alltid er ustabile. Likevel kan de oppnå passiv stabilitet dersom de bygges med en ring som inneholder mesteparten av massen, mens resten utgjør en reflekterende flate.
Dyson-bobler kan på sin side også være iboende ustabile dersom de er statiske. Men en Dyson-boble kan i teorien bli passivt stabil dersom den består av et svært stort antall reflektorer med lav masse, som sammen danner en sky som er tynn, men likevel tett nok til at egen tyngdekraft og kreftene fra stjernen kan komme i balanse.
– En stjernemotor kan i prinsippet stabiliseres med en ringkonfigurasjon, mens en Dyson-boble i prinsippet kan stabiliseres dersom et enormt antall reflektorer plasseres ut i en tett sky, skriver McInnes i studien.
Kan etterlate seg spor i rommet
Dersom slike konstruksjoner kan være stabile over svært lang tid, åpner det også for et annet scenario: at megastrukturer kan overleve sine skapere. Universet er gammelt og uforutsigbart, og det er ikke utenkelig at en sivilisasjon kan forsvinne, mens byggverkene fortsetter å eksistere som relikvier – uten vedlikehold.
Selv om idéene er spekulative, bygger beregningene på kjente fysiske lover. Dermed kan de gi hint om hva man eventuelt bør lete etter i jakten på tegn til utenomjordisk teknologi.
Mulige teknosignaturer: mer infrarød stråling enn forventet
McInnes peker på at megastrukturer rundt stjerner kan skape et overskudd av infrarød stråling. Det vil si at stjernen kan sende ut mer infrarødt lys enn det man skulle forvente ut fra stjernens kjente egenskaper, fordi energi fanges opp og omformes. Konstruksjonene kan også gi andre uvanlige endringer i stjernens spektrale «fingeravtrykk».
– Selv om slike prosjekter åpenbart er spekulative, kan forståelse av banedynamikken til ultrastore strukturer, og særlig betingelsene for passiv stabilitet, gi innsikt i egenskapene til mulige teknosignaturer i SETI-studier, konkluderer McInnes.
Studien er publisert i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
