Ar putea conceptul Sferelor Dyson să explice materia lipsă din Univers?

Faimosul Paradox al lui Fermi sau, mai bine spus, Întrebarea lui Fermi, face referire la una dintre cele mai mari dileme recente ale omenirii. El vorbește despre vastitatea Universului, a probabilității ca viața să apară pe o mulțime de planete și relativa rapiditate cu care viața inteligentă se poate extinde în spațiu. Asta pe de o parte. Apoi, despre lipsa oricăror dovezi în ceea ce privește existența vieții inteligente.

Astfel spus, dacă Universul e atât de mare și viața se poate extinde rapid, de ce, în afară de Terra, nu găsim urme ale vieții inteligente?

Până acolo însă, oamenii de știință de pe Terra trebuie să răspundă unei alte întrebări cheie, una care nu și-a găsit răspuns până acum, cea a lipsei unei părți importante a materiei care ar trebui, cel puțin teoretic, să fie acolo, în Univers. Și asta pentru că, da, o parte seminificativă a materiei ordinare, sau materie barionică, lipsește de acolo de unde ar trebui să fie.

Astfel, plecând de la o idee recent expusă de o echipă internațională de astronomi în revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, anume că șapte stele (dintr-o bază de date ce conține milioane de observații efectuat de telescoapele spațiale Gaia, 2MASS și WISE) prezintă anomalii care ar putea fi explicate prin prezența Sferelor Dyson, s-a ajuns la o altă ipoteză interesantă.

Anume că materia lipsă din Universul vizibil ar putea fi explicată tocmai printr-o astfel de tehnologie extrem de avansată. Să explicăm însă pe rând.

Ce este o Sferă Dyson?

Conceptul de Sferă Dyson a apărut, chiar dacă într-o formă mai mult literară decât științifică, în anul 1937, grație unui autor britanic, Olaf Stapledon, în romanul SF intitulat „Creatorul de stele”. Ani mai târziu, în 1960, matematicianul anglo-american Freeman Dyson relua ipoteza și o expunea sub o formă mult mai elaborată într-un studiu publicat în revista Science.

Ulterior, în 1966, Dyson revenea asupra conceptului care îi purta deja numele și îl rafina în revista Perspectives in Modern Physics. Freeman Dyson vorbea inițial despre o sferă uriașă, una care cuprinde o întreagă stea și care este capabilă să exploateze 100% energia emisă de aceasta.

În varianta revizuită, matematicianul spunea că, mai degrabă decât o sferă compactă, proiect imposibil din punctul său de vedere, mai degrabă ar fi vorba de miliarde de sfere de mici dimensiuni, care să capteze energia stelei. Energie care era distribuită către propriile ecosisteme, iar ulterior către alte surse.

În acest fel, susținea Dyson, o civilizație ultra avansată ar putea exploata la maximum energia unei stele. Asta în loc ca energia să se disipeze în spațiul cosmic. Iar raportat la nevoia umanității de energie, o astfel de tehnologie ar fi oferit o cantitate de anergie de trilioane de ori mai mare decât cea pe care omenirea o consumă zilnic.

Implicațiile unei astfel de tehnologii futuriste sunt uriașe. Iar ideea a aprins imaginația multora. Este adevărat că, de la expunerea ideii în 1960, și până recent, Sferele Dyson au existat cel mult pe tărâmul filosofiei sau al SF-ului.

Steaua WTF și alte anomalii celeste

Partea care a adus sferele Dyson din nou în atenție a venit în anul 2015. Atunci, datele oferite de telescopul spațial Kepler indicau existența unei stele atipice botezate fie KIC 8462852, fie steaua Boyajian, fie steaua lui Tabby (ambele denumiri inspirate de numele astronomului care făcuse descoperirea, Tabetha S. Boyajian).

O altă denumire a stelei a fost WTF, un acronim care vine de la expresia britanică Where’s The Flux. Sau, dacă preferați, de la ceva mai prozaica expresie What the fuck, privită ca o exclamație uimită, nu ca un reproș.

Și asta pentru că steaua prezintă fluctuații ale luminozității care nu pot fi explicate prin simpla orbită a uneia sau a mai multor planete. Deci, WTF? Iar de aici și până la ideea existenței unei Sfere Dyson, una incompletă, este adevărat, nu a mai fost decât un pas.

Anul acesta, astronomi din Suedia, SUA, Marea Britanie și India au semnalat nu mai puțin de șapte stele care prezintă aceleași anomalii de luminozitate. Pe scurt, specialiștii nu pot identifica elemente care să le contamineze semnătura infraroșie. Dar astfel de contaminări există.

Cum era de anticipat, toate cele șapte au devenit posibile candidate pentru o semnătură a unei Sfere Dyson. Evident, asta nu reprezintă o dovadă sine qua non a existenței sferelor tehnologice.

Pot fi o mulțime de alte cauze și, având în vedere cât cunoaștem despre Universul vizibil, este foarte posibil ca o altă explicație să fie cea adevărată. În fond, orice afirmație extraordinară are nevoie de dovezi extraordinare.

Ce este materia lipsă?

Ca să fim mai exacți, oamenii de știință nu au reușit până în prezent să identifice două tipuri de materie. Cea mai faimoasă dintre toate, materia întunecată, există la nivel ipotetic și se fac eforturi uriașe pentru a-i dovedi existența. Altfel, în absența ei, ne-ar fi foarte greu să explicăm comportamentul gravitațional al galaxiilor. Dar, până acum, nici urmă de ea.

A doua este materia ordinară sau barionică. Ideea este că oamenii de știință au putut calcula, și au făcut-o, cam câtă materie de acest gen a existat imediat după Big Bang, Vorbim despre hidrogen, heliu și alte elemente. Ulterior, s-a putut extrapola și calcula cantitatea de materie care ar trebui să existe în Univers în prezent. Problema este că ea nu este acolo. Cel puțin nu toată. Practic, nu avem decât 2/3 din ceea ce ar trebuie să fie. În cazul de față, despre această materie lipsă discutăm.

Este adevărat, o explicație ar exista pentru lipsa ei, însă nu este încă general aceptată. Ipoteza a fost lansată în anul 2019, sub forma unui studiu publicat în Astrophysical Journal de către o echipă internațională de astronomi. Autorii studiului susțineau că materia lipsă se regăsește în așa numitele filamente de materie gazoasă care s-au răspândit în spațiu după Big Bang. Astăzi le putem observa în jurul galaxiilor sau sub forma filamentelor care unesc unele galaxii.

Și atunci, de ce nu oferă asta o rezolvare la dilema materiei lipsă? Pentru simplul fapt că, și cu adăugarea acestor filamente în ecuație, tot rămâne o parte importantă de materie care nu este de găsit.

Pot oferi Sferele Dyson o explicație pentru lipsa materiei?

În primul rând, cum ar putea ele oferi o explicație pentru materia lipsă din Univers? Ei bine, plecând de la ideea originală a lui Dyson, unele stele ar putea fi acoperite complet de o astfel de sferă. Implicit, semnătura lor nu ar mai ajunge la noi. Și astfel am putea explica de ce nu reușim să vedem circa o treime din ceea ce ar trebui să fie dincolo de noi. Simplu, nu?

Acum, oricât de interesantă ar fi o astfel de idee, și oricât de dezamăgiți ar fi fanii SF de rezultatul unei analize serioase, Sferele Dyson nu pot oferi totuși o explicație la misterul materiei lipsă.

Cel puțin din punct de vedere tehnologic, ideea unei sfere complete, așa cum spunea și Dyson, este aproape imposibilă. Însă, chiar și dacă ar exista, sublinia astrofizicianul american Ethan R. Siegel, de la Colegiul Lewis&Clark din Portland, Oregon, citat de DailyGalaxy, semnătura stelei ar fi vizibilă în spectrul infraroșu. Iar asta ar face-o detectabilă de către telescoapele noastre, a se vedea cazul telescopului James Webb. Asta odată.

Pe de altă parte, o astfel de sferă ar necesita o cantitate uriașă de materie pentru a fi construită. Chiar și astfel, o structură atât de mare ar fi foarte subțire comparativ cu suprafața pe care o ocupă (suficientă pentru a cuprinde circa 250 de milioane de planete de tipul Terrei). Iar asta se traduce printr-o structură instabilă din punct de vedere gravitațional. Ceea ce ar face-o complet impracticabilă.

Nu în cele din urmă, dacă o civilizație ar fi atât de avansată încât să exploateze materia dintr-o stea, cel mai probabil nici nu ar mai avea nevoie de o Sferă Dyson.

Astfel, ajungem la ipoteza sferelor incomplete sau a roiurilor de sfere care înconjoară, la nivel ipotetic, o stea. Iar de aici lucrurile sunt simple. Atâta vreme cât steaua nu este acoperită complet, ea poate fi observată cu ajutorul tehnologiei actuale. Chiar și dacă ar fi acoperită, așa cum subliniam, și tot i-am vedea semnătura în spectrul infraroșu.

În concluzie, ne întoarcem la fraza de început. Dacă Sferele Dyson ar exista în realitate, ele nu ar explica misterul materiei lipsă. Ar explica în schimb, Paradoxul lui Fermi. Sau, ca să o luăm altfel, chiar și dacă telescoapele noastre au ratat niște semnale din spațiu, tot am fi văzut de multă vreme creatorii super avansați ai unor astfel de structuri.