In de jaren dertig realiseerden astronomen zich dat het heelal in een staat van expansie verkeert. Tegen de jaren negentig realiseerden ze zich dat de snelheid waarmee het expansie versnelt, wat aanleiding gaf tot de theorie van "Dark Energy". Daarom wordt geschat dat in de komende 100 miljard jaar alle sterren binnen de Lokale Groep - het deel van het heelal dat in totaal 54 sterrenstelsels omvat, inclusief de Melkweg - zich buiten de kosmische horizon zullen uitstrekken.
Op dit punt zullen deze sterren niet langer waarneembaar zijn, maar ontoegankelijk - wat betekent dat geen enkele geavanceerde beschaving in staat zal zijn om hun energie te gebruiken. Dr. Dan Hooper - een astrofysicus van het Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) en de Universiteit van Chicago - voerde dit probleem onlangs aan om een onderzoek uit te voeren dat aangaf hoe een voldoende geavanceerde beschaving deze sterren zou kunnen oogsten en zou voorkomen dat ze naar buiten zouden uitdijen.
Ter wille van zijn studie, die onlangs online verscheen onder de titel "Leven versus donkere energie: hoe een geavanceerde beschaving de versnelde uitdijing van het heelal zou kunnen weerstaan", overwoog Dr. Dan Hooper hoe beschavingen het kosmische proces zouden kunnen omkeren uitbreiding. Daarnaast stelt hij manieren voor waarop de mensheid naar tekenen van een dergelijke beschaving zou kunnen zoeken.
Simpel gezegd, de theorie van Donkere Energie is dat de ruimte gevuld is met een mysterieuze onzichtbare kracht die de zwaartekracht tegengaat en ervoor zorgt dat het heelal met een versneld tempo uitzet. De theorie is ontstaan met Einsteins kosmologische constante, een term die hij aan zijn theorie van algemene relativiteitstheorie heeft toegevoegd om uit te leggen hoe het universum statisch zou kunnen blijven in plaats van in een staat van expansie of contractie te verkeren.
Hoewel Einstein ongelijk had gekregen, hebben wetenschappers, dankzij waarnemingen die aantoonden dat het heelal aan het uitdijen was, het concept opnieuw bekeken om uit te leggen hoe de kosmische expansie de afgelopen paar miljard jaar is versneld. Het enige probleem met deze theorie is, volgens de studie van Dr. Hooper, dat de donkere energie uiteindelijk dominant zal worden en dat de snelheid van het kosmische expansie-universum exponentieel zal toenemen.
Als gevolg hiervan zal het heelal zich uitbreiden tot het punt waar alle sterren zo ver van elkaar verwijderd zijn dat intelligente soorten ze niet eens zullen kunnen zien, laat staan verkennen of hun energie kunnen benutten. Zoals Dr. Hooper via e-mail aan Space Magazine vertelde:
“Kosmologen hebben de afgelopen 20 jaar geleerd dat ons universum zich in versneld tempo uitbreidt. Dit betekent dat in de komende 100 miljard jaar de meeste sterren en sterrenstelsels die we nu aan de hemel kunnen zien, voor altijd zullen verdwijnen en buiten alle gebieden van de ruimte vallen die we zouden kunnen bereiken, zelfs in principe. Dit zal het vermogen van een vergevorderde beschaving in de verre toekomst om energie te verzamelen beperken, en dus het aantal dingen beperken dat ze misschien zouden willen bereiken. "
Naast het hoofd van de Theoretical Astrophysics Group aan de FNAL, is Dr. Hooper ook universitair hoofddocent bij de afdeling Astronomy and Astrophysics van de University of Chicago. Als zodanig is hij goed thuis in de grote vragen van buitenaardse intelligentie (ETI) en hoe kosmische evolutie intelligente soorten zal beïnvloeden.
Om aan te pakken hoe geavanceerde beschavingen zouden leven in zo'n universum, begint Dr. Hooper met de veronderstelling dat de beschavingen in kwestie een Type III zouden zijn op de Kardashev-schaal. Vernoemd naar de Russische astrofysicus Nikolai Kardashev, zou een Type III-beschaving galactische proporties hebben bereikt en energie op galactische schaal kunnen beheersen. Zoals Hooper aangaf:
“In mijn paper suggereer ik dat de rationele reactie op dit probleem zou zijn dat de beschaving snel naar buiten zou uitbreiden, sterren zou vangen en ze naar de centrale beschaving zou transporteren, waar ze zouden kunnen worden gebruikt. Deze sterren kunnen worden vervoerd met de energie die ze zelf produceren. '
Zoals Dr. Hooper toegeeft, berust deze conclusie op twee veronderstellingen: ten eerste dat een zeer geavanceerde beschaving zal proberen haar toegang tot bruikbare energie te maximaliseren; en ten tweede dat ons huidige begrip van donkere energie en de toekomstige expansie van ons heelal ongeveer correct is. Met dit in gedachten probeerde Dr. Hooper te berekenen welke sterren konden worden geoogst met Dyson Spheres en andere megastructuren.
Deze oogst zou volgens Dr. Hooper bestaan uit het bouwen van onconventionele Dyson-bollen die de energie die ze van sterren verzamelden, zouden gebruiken om ze naar het centrum van de beschaving van de soort te stuwen. Hoge-massa sterren evolueren waarschijnlijk voorbij de hoofdreeks voordat ze de bestemming van de centrale beschaving bereiken en lage-zware sterren zouden niet genoeg energie (en dus versnelling) genereren om te voorkomen dat ze voorbij de horizon vallen.
Om deze redenen concludeert Dr. Hooper dat sterren met een massa tussen 0,2 en 1 zonsmassa de aantrekkelijkste doelen zullen zijn om te oogsten. Met andere woorden, sterren die lijken op onze zon (G-type of gele dwerg), oranje dwergen (K-type) en sommige M-type (rode dwerg) sterren zouden allemaal geschikt zijn voor doeleinden van een type III-beschaving. Hooper geeft aan dat er beperkende factoren zijn waarmee rekening moet worden gehouden:
“Heel kleine sterren produceren vaak niet genoeg energie om ze terug te brengen naar de centrale beschaving. Aan de andere kant zijn zeer grote sterren van korte duur en raken ze zonder nucleaire brandstof op hun bestemming. Dus de beste doelen van dit soort programma zijn sterren van vergelijkbare grootte (of een beetje kleiner) dan de zon. ”
Uitgaande van de aanname dat een dergelijke beschaving met 1 - 10% van de lichtsnelheid zou kunnen reizen, schat Dr. Hooper dat ze sterren zouden kunnen oogsten tot een samenbewegende straal van ongeveer 20 tot 50 Megaparsecs (ongeveer 65,2 miljoen tot 163 miljoen lichtjaar). Afhankelijk van hun leeftijd, 1 tot 5 miljard jaar, zouden ze sterren kunnen oogsten binnen een bereik van 1 tot 4 megaparsecs (3.260 tot 13.046 lichtjaar) of tot enkele tientallen megaparsecs.
Naast het bieden van een kader voor hoe een voldoende geavanceerde beschaving kosmische versnelling zou kunnen overleven, biedt het document van Dr. Hooper ook nieuwe mogelijkheden bij het zoeken naar buitenaardse intelligentie (SETI). Hoewel zijn studie voornamelijk de mogelijkheid behandelt dat een dergelijke megabeschaving in de toekomst zal ontstaan (misschien zal het zelfs de onze zijn), erkent hij ook de mogelijkheid dat er al een zou kunnen bestaan.
In het verleden hebben wetenschappers voorgesteld om naar Dyson-sferen en andere megastructuren in het heelal te zoeken door te zoeken naar handtekeningen in de infrarood- of sub-millimeterbanden. Megastructuren die zijn gebouwd om de energie van een ster volledig te oogsten en deze te gebruiken om ze met relativistische snelheden door de ruimte te transporteren, zouden echter heel andere kenmerken uitstoten.
Bovendien kan de aanwezigheid van zo'n megabeschaving worden onderscheiden door naar andere sterrenstelsels en gebieden in de ruimte te kijken om te zien of een oogst- en transportproces al is begonnen (of in een vergevorderd stadium is). Terwijl eerdere zoekers naar Dyson-bollen zich hebben gericht op het detecteren van de aanwezigheid van structuren rond individuele sterren in de Melkweg, zou dit soort onderzoek zich richten op sterrenstelsels of groepen van sterrenstelsels waarin de meeste sterren zouden worden omringd door Dyson-bollen en verwijderd.
'Dit geeft ons een heel ander signaal om naar te zoeken', zei Dr. Hooper. "Een geavanceerde beschaving die in het proces van dit programma is, zou de verdeling van sterren over gebieden van tientallen miljoenen lichtjaren in omvang veranderen en waarschijnlijk andere signalen produceren als gevolg van stellaire voortstuwing."
Uiteindelijk biedt deze theorie niet alleen een mogelijke oplossing voor hoe geavanceerde soorten kosmische expansie zouden kunnen overleven, het biedt ook nieuwe mogelijkheden bij de jacht op buitenaardse intelligentie. Met instrumenten van de volgende generatie die verder het heelal in kijken en met een grotere resolutie, moeten we misschien uitkijken naar hypervelocity-sterren die allemaal naar hetzelfde gebied van de ruimte worden getransporteerd.
Zou een Type III-beschaving kunnen zijn die zich voorbereidt op de dag dat donkere energie het overneemt!
