خلال ثلاثينيات القرن الماضي ، أدرك علماء الفلك أن الكون في حالة توسع. بحلول التسعينيات ، أدركوا أن المعدل الذي يتم فيه التوسع يتسارع ، مما أدى إلى ظهور نظرية 'الطاقة المظلمة'. لهذا السبب ، تشير التقديرات إلى أنه في المائة مليار سنة القادمة ، ستتوسع جميع النجوم داخل المجموعة المحلية - الجزء من الكون الذي يضم إجمالي 54 مجرة ، بما في ذلك مجرة درب التبانة - إلى ما وراء الأفق الكوني.
في هذه المرحلة ، لن تكون هذه النجوم قابلة للرصد ، ولكن يتعذر الوصول إليها - مما يعني أنه لن تكون هناك حضارة متقدمة قادرة على تسخير طاقتها. معالجة هذا ، الدكتور دان هوبر - عالم فيزياء فلكية من معمل فرمي الوطني للمسرعات (FNAL) وجامعة شيكاغو - أجريت مؤخرًا دراسة التي تشير إلى كيف يمكن لحضارة متقدمة بما فيه الكفاية أن تكون قادرة على حصاد هذه النجوم ومنعها من التوسع إلى الخارج.
من أجل دراسته التي ظهرت مؤخرًا على الإنترنت تحت عنوان ' الحياة مقابل الطاقة المظلمة: كيف يمكن لحضارة متقدمة مقاومة التوسع المتسارع للكون '، نظر الدكتور دان هوبر في كيفية تمكن الحضارات من عكس عملية التوسع الكوني. بالإضافة إلى ذلك ، يقترح طرقًا يمكن للإنسانية أن تبحث من خلالها عن علامات مثل هذه الحضارة.
ببساطة ، نظرية الطاقة المظلمة هي أن الفضاء مليء بقوة غامضة غير مرئية تتصدى للجاذبية وتتسبب في توسع الكون بمعدل متسارع. نشأت النظرية مع الثابت الكوني لأينشتاين ، وهو مصطلح أضافه إلى نظريته النسبية العامة لشرح كيف يمكن أن يظل الكون ثابتًا ، بدلاً من أن يكون في حالة توسع أو انكماش.
بينما ثبت خطأ أينشتاين ، بفضل الملاحظات التي أظهرت أن الكون يتوسع ، أعاد العلماء النظر في هذا المفهوم من أجل شرح كيفية تسريع التوسع الكوني في المليارات القليلة الماضية. المشكلة الوحيدة في هذه النظرية ، وفقًا لدراسة الدكتور هوبر ، هي أن الطاقة المظلمة ستصبح في النهاية هي المهيمنة ، وأن معدل التوسع الكوني للكون سيزداد أضعافًا مضاعفة.
نتيجة لذلك ، سيتوسع الكون إلى النقطة التي تكون فيها جميع النجوم متباعدة جدًا لدرجة أن الأنواع الذكية لن تتمكن حتى من رؤيتها ، ناهيك عن استكشافها أو تسخير طاقتها. كما قال الدكتور هوبر لـ Universe Today عبر البريد الإلكتروني:
'علم الكوسمولوجيون على مدار العشرين عامًا الماضية أن كوننا يتوسع بمعدل متسارع. هذا يعني أنه على مدار المائة مليار سنة القادمة أو نحو ذلك ، فإن معظم النجوم والمجرات التي يمكننا رؤيتها الآن في السماء ستختفي إلى الأبد ، وستتجاوز أي مناطق في الفضاء يمكننا الوصول إليها ، حتى من حيث المبدأ. سيحد هذا من قدرة الحضارة المتقدمة في المستقبل البعيد على جمع الطاقة ، وبالتالي الحد من أي عدد من الأشياء التي قد يرغبون في تحقيقها '.
رسم توضيحي يوضح نموذج لامبا للمادة المظلمة الباردة (LCDM) ، والذي يشير إلى كيف أدى تأثير الطاقة المظلمة إلى تسارع معدل التوسع الكوني. الائتمان: ويكيبيديا كومنز / أليكس ميتلمان
بالإضافة إلى كونه رئيس مجموعة الفيزياء الفلكية النظرية في FNAL ، يعمل الدكتور هوبر أيضًا أستاذًا مشاركًا في قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة شيكاغو. على هذا النحو ، فهو على دراية جيدة عندما يتعلق الأمر بالأسئلة الكبيرة للذكاء خارج الأرض (ETI) وكيف سيؤثر التطور الكوني على الأنواع الذكية.
لمعالجة كيف يمكن للحضارات المتقدمة أن تعيش في مثل هذا الكون ، يبدأ الدكتور هوبر بافتراض أن الحضارات المعنية ستكون من النوع الثالث في مقياس كارداشيف . سميت على شرف عالم الفيزياء الفلكية الروسي نيكولاي كارداشيف ، كانت الحضارة من النوع الثالث قد وصلت إلى أبعاد مجرية ويمكنها التحكم في الطاقة على نطاق المجرة. كما أشار هوبر:
'في ورقي ، أقترح أن رد الفعل العقلاني لهذه المشكلة سيكون للحضارة أن تتوسع سريعًا إلى الخارج ، وتلتقط النجوم وتنقلها إلى الحضارة المركزية ، حيث يمكن استخدامها. يمكن نقل هذه النجوم باستخدام الطاقة التي ينتجونها بأنفسهم '.
كما يعترف الدكتور هوبر ، يعتمد هذا الاستنتاج على افتراضين - أولاً ، أن حضارة متقدمة للغاية ستحاول زيادة وصولها إلى الطاقة القابلة للاستخدام ؛ وثانيًا ، أن فهمنا الحالي للطاقة المظلمة والتوسع المستقبلي لكوننا صحيح تقريبًا. مع وضع هذا في الاعتبار ، حاول الدكتور هوبر حساب النجوم التي يمكن حصادها باستخدام كرات دايسون وغيرها من الهياكل العملاقة.
سيتألف هذا الحصاد ، وفقًا للدكتور هوبر ، من بناء كرات دايسون غير تقليدية من شأنها استخدام الطاقة التي جمعوها من النجوم لدفعها نحو مركز حضارة الأنواع. من المحتمل أن تتطور النجوم عالية الكتلة إلى ما بعد التسلسل الرئيسي قبل الوصول إلى وجهة الحضارة المركزية ولن تولد النجوم منخفضة الكتلة طاقة كافية (وبالتالي التسارع) لتجنب السقوط وراء الأفق.
لهذه الأسباب ، استنتج الدكتور هوبر أن النجوم التي تتراوح كتلتها بين 0.2 و 1 كتلة شمسية ستكون أكثر الأهداف جاذبية للحصاد. بمعنى آخر ، النجوم التي تشبه شمسنا (نوع G ، أو قزم أصفر) ، والأقزام البرتقالية (نوع K) ، وبعض النجوم من النوع M (القزم الأحمر) ستكون جميعها مناسبة لأغراض الحضارة من النوع الثالث. كما يشير الدكتور هوبر ، ستكون هناك عوامل محددة يجب أخذها في الاعتبار:
غالبًا ما لا تنتج النجوم الصغيرة جدًا طاقة كافية لإعادتها إلى الحضارة المركزية. من ناحية أخرى ، النجوم الكبيرة جدًا قصيرة العمر وسوف ينفد الوقود النووي قبل أن تصل إلى وجهتها. وبالتالي فإن أفضل أهداف هذا النوع من البرامج ستكون نجومًا متشابهة في الحجم (أو أصغر قليلاً) من الشمس '.
استنادًا إلى افتراض أن مثل هذه الحضارة يمكن أن تسافر بسرعة 1-10٪ من سرعة الضوء ، يقدر الدكتور هوبر أنهم سيكونون قادرين على حصد النجوم إلى نصف قطر متحرك مشترك يتراوح بين 20 إلى 50 ميغا فرسك (حوالي 65.2 مليون إلى 163 مليون سنة ضوئية). اعتمادًا على أعمارهم ، من 1 إلى 5 مليارات سنة ، سيكونون قادرين على حصاد النجوم في نطاق من 1 إلى 4 ميجابرسك (3260 إلى 13046 سنة ضوئية) أو ما يصل إلى عدة عشرات من الميغا فرسك.
بالإضافة إلى توفير إطار عمل لكيفية تمكن حضارة متقدمة بما فيه الكفاية من النجاة من التسارع الكوني ، توفر ورقة الدكتور هوبر أيضًا إمكانيات جديدة في البحث عن ذكاء خارج الأرض (SETI). بينما تتناول دراسته في المقام الأول إمكانية ظهور مثل هذه الحضارة الضخمة في المستقبل (ربما ستكون حضارة خاصة بنا) ، فإنه يعترف أيضًا بإمكانية وجود واحدة بالفعل.
في الماضي ، اقترح العلماء البحث عن Dyson Spheres وغيرها من الهياكل العملاقة في الكون من خلال البحث عن التوقيعات في نطاقات الأشعة تحت الحمراء أو نطاقات المليمتر. ومع ذلك ، فإن الهياكل العملاقة التي تم بناؤها للحصول على طاقة النجم بالكامل ، واستخدامها لنقلها عبر الفضاء بسرعات نسبية ، ستصدر إشارات مختلفة تمامًا.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تمييز وجود مثل هذه الحضارة الضخمة من خلال النظر إلى المجرات ومناطق الفضاء الأخرى لمعرفة ما إذا كانت عملية الحصاد والنقل قد بدأت بالفعل (أو أنها في مرحلة متقدمة). في حين ركز الباحثون السابقون عن Dyson Spheres على اكتشاف وجود هياكل حول النجوم الفردية داخل مجرة درب التبانة ، فإن هذا النوع من البحث سيركز على المجرات أو مجموعات المجرات التي يُحاط فيها معظم النجوم بمجالات Dyson Spheres ويُزال.
قال الدكتور هوبر: 'يوفر لنا هذا إشارة مختلفة تمامًا للبحث عنها'. 'إن الحضارة المتقدمة التي هي في طور هذا البرنامج ستغير توزيع النجوم على مناطق في الفضاء تمتد عشرات الملايين من السنين الضوئية ، ومن المحتمل أن تنتج إشارات أخرى نتيجة الدفع النجمي.'
في النهاية ، لا توفر هذه النظرية حلاً ممكنًا لكيفية بقاء الأنواع المتقدمة على قيد الحياة من التوسع الكوني فحسب ، بل توفر أيضًا إمكانيات جديدة في البحث عن ذكاء خارج الأرض. مع أدوات الجيل التالي التي تبحث عن بُعد في الكون وبدقة أكبر ، ربما يجب أن نكون على اطلاع على النجوم فائقة السرعة التي يتم نقلها جميعًا إلى نفس المنطقة من الفضاء.
يمكن أن تكون حضارة من النوع الثالث تستعد لليوم الذي تتولى فيه الطاقة المظلمة!
قراءة متعمقة: arXiv