Potremmo un giorno catturare l'energia del sole in quantità enormi per alimentare tutto sulla Terra? © hadzi3/iStockphoto La prossima volta che farai il pieno al serbatoio della tua auto, prenditi un momento per ricordare che i combustibili fossili sono una risorsa finita. Infine, l'umanità avrà bisogno di saziare la sua fame di energia da altre fonti.
La soluzione, forse, è nelle stelle. O più precisamente, il nostro sole. Immagina di riempire il serbatoio del tuo veicolo non di benzina, ma con il sole puro. In un lontano futuro, questo potrebbe accadere grazie al concetto di a Sfera di Dyson .
Pensa a una sfera di Dyson come a un enorme, palla cattura energia costruita intorno a una stella. Cattura l'energia solare e la converte nei tipi di energia che possiamo usare per alimentare i veicoli, computer o qualsiasi altra cosa avanzata, tecnologie di aspirazione dell'energia che riusciamo a sviluppare nei prossimi due milioni di anni. Questo è, Certo, se riusciamo a sopravvivere così a lungo senza far saltare tutto.
Le sfere di Dyson sono ancora molto nella fase immaginaria di sviluppo. Ma non è difficile capire perché un giorno avremmo bisogno di qualcosa di più grande, fonti energetiche più potenti. Stiamo bruciando combustibili fossili a ritmi sempre crescenti per far funzionare tutti i tipi di gadget e beni. Fonti energetiche sostenibili, come l'energia solare ed eolica, vanno bene per integrare carbone e petrolio, ma in questo momento non possono alimentare tutte le nostre auto e smartphone.
Le fantastiche sfere di Dyson sono diventate un caposaldo dei libri di fantascienza, dei programmi TV e dei forum su Internet. I drogati di "Star Trek" discutono delle possibilità relative (o del ridicolo) di cercare di incapsulare un'intera stella con una macchina artificiale. Gli scienziati amanti dei blog mettono a nudo le idee per rendere reali queste sfere gigantesche; altri fanno a pezzi le loro aspirazioni con commenti pungenti.
Non importa cosa pensi dell'idea, una cosa è certa:quando finalmente i rubinetti si esauriranno con l'olio, e alla fine lo faranno, l'umanità dovrà ridurre il proprio consumo energetico o trovare nuove fonti di energia. Forse una sfera di Dyson è la strada.
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Freeman Dyson parlando durante la conferenza Digital Life Design a Monaco di Baviera, Germania nel 2012. ©Nadine Rupp/Getty Images Non tutte le civiltà sono uguali, almeno secondo alcune teorie. All'inizio degli anni Sessanta, un astrofisico di nome Nikolai Kardashev ha proposto l'idea che ci possano essere tre classificazioni di civiltà nell'universo.
Tipo I le civiltà hanno imparato a sfruttare tutte le fonti di energia sul loro pianeta natale. Saremmo noi. O quantomeno, un giorno potremmo essere noi. Secondo il fisico teorico Michio Kaku, potremmo arrivare a quel livello nel prossimo secolo o due.
UN Tipo II la civiltà sa come sfruttare tutta l'energia della stella nel suo sistema solare. e Tipo III civiltà, uno status che potremmo raggiungere in diversi milioni di anni, saper catturare e focalizzare l'energia di intere galassie.
Noi umani chiaramente non siamo ancora materiali di Tipo III. Primo, dobbiamo iniziare con piccoli passi, terminando il saccheggio del nostro pianeta per attingere alle sue risorse rimanenti. Poi, cercheremo di farci strada nel quartiere di tipo II più esclusivo catturando e incanalando l'immensa energia del nostro sole. Questo potrebbe essere fattibile nelle prossime migliaia di anni, se restiamo in vita così a lungo.
Nel suo libro del 1937, "Creatori di stelle, L'autore Olaf Stapledon è stato forse il primo a concepire una cosiddetta "trappola luminosa" utilizzata per estrarre l'energia del sole. Ha scritto di sistemi di cattura dell'energia così enormi da oscurare effettivamente la luce delle galassie.
Questa storia è ciò che ha acceso la mente di Freeman Dyson, matematico e fisico teorico. Ha iniziato a riflettere su quanto fosse possibile o impossibile catturare tutta l'energia di una stella per l'uso umano.
Il sole produce una quantità di energia inimmaginabile. Per dirla in un modo, genera circa 5 x 1023 cavalli. Secondo la Nasa, è energia sufficiente per sciogliere un ponte di ghiaccio (largo due miglia e spesso un miglio) che va dalla Terra al sole ... in un solo secondo [fonte:NASA]. È l'equivalente approssimativo di un trilione di bombe da 1 megatone che esplodono ogni secondo. Per dirla in modo meno spaventoso, un solo secondo di azione solare è sufficiente per alimentare il nostro mondo per mezzo milione di anni [fonte:Boston.com].
Questa è una seria quantità di potere. Ogni secondo, la Terra riceve circa 400 trilioni di trilioni (no, non è un errore di battitura) watt del potere del sole. Eppure a causa della sua distanza e direzione, la maggior parte non raggiunge il nostro pianeta. Circondare il sole con un'energia che cattura megastruttura come una sfera sarebbe un modo molto più efficiente per catturare il folle succo del sole.
Potresti costruire una sfera solida attorno al sole per catturare fino all'ultimo raggio. Così facendo, avresti 550 milioni di volte più superficie di tutto il nostro pianeta, tutti raggi che catturano per rimandare a Madre Terra sotto forma di potere grezzo.
Certo, oltre a far precipitare milioni di persone sulla Terra in un disturbo affettivo stagionale permanente, dovresti affrontare sfide gravitazionali molto reali. In breve, sarebbe davvero difficile mantenere il sole centrato all'interno della sfera, nel senso che potrebbe scontrarsi con un bordo di una sfera, causando una catastrofe così sorprendente che probabilmente otterrebbe il maggior numero di visualizzazioni su YouTube di sempre ... se qualcuno sopravvisse per caricarlo.
C'è anche l'estrema difficoltà di trovare abbastanza materie prime per costruire un guscio solido. Una tale impresa richiederebbe probabilmente più materiale di quello che potremmo trovare nel nostro intero sistema solare.
Anche se potessimo trovare abbastanza materiale solido per costruire una sfera solida per avvolgere l'intero sole, la forza di questa gigantesca sfera solare dovrebbe essere erculea. Altrimenti la sfera si romperebbe in un numero imprecisato di pezzi. In altre parole, sarebbe un altro fallimento spettacolare.
Così, tralasciamo del tutto la sfera solida irrealizzabile. Nella pagina successiva leggerai di idee che potrebbero essere più nel regno della realtà.
Le vele solari simili a quella in questa concept art potrebbero essere la chiave per sfruttare l'energia del sole. © Victor Habbick Visions/Libreria di foto scientifiche/Corbis Sarebbe impossibile per noi costruire una sfera solida attorno a una stella. Freeman Dyson lo ha ammesso. Ha proposto invece un concetto in cui abbiamo rilasciato molte macchine indipendenti per girare il sole, raccogliendo energia e trasmettendola alla Terra.
I satelliti potrebbero essere disposti in anelli ordinati. Oppure possono sfrecciare su orbite diverse come uno sciame di api che raccolgono il polline del potere. Alcuni potrebbero essere abitabili, oppure potrebbero essere utilizzati esclusivamente per la raccolta di energia.
Invece di una sfera solida o di un anello di satelliti, c'è una terza configurazione che potrebbe costituire una sfera di Dyson. In questo caso, un numero di vele solari orbiterebbe intorno al sole. Queste vele creerebbero una bolla libera intorno al sole, tenuto in posizione grazie a un equilibrio di gravità e pressione di radiazione dalla stella all'interno.
Questi satelliti in realtà si chiamerebbero stati (derivato dalle parole satellite e static) perché starebbero in un posto invece di muoversi in orbita. Come con il concetto di anello o sciame, gli stati assorbirebbero l'energia solare in uscita e poi la reindirizzerebbero sulla Terra per il nostro uso.
Indipendentemente dal progetto finale, un anello Dyson, sfera, bolla o sciame richiederanno risorse materiali ed energia su una scala senza precedenti. Non troveremo abbastanza materie prime per questo progetto sulla Terra. Quindi alcuni tipi speculativi hanno proposto un'alternativa:raccogliere i materiali da altri pianeti, come Mercurio.
Come una scomoda zona umida che si impantana in un tratto di terreno destinato a uso commerciale, potremmo semplicemente smontare Mercurio e mettere la sua superficie bruciata dal sole verso uno scopo migliore. Questa è un'idea proposta dal fisico dell'Università di Oxford Stuart Armstrong.
Mercurio è carico di materiali utili (come il ferro) ed è il pianeta più vicino al sole, quindi ha senso iniziare da lì. Una volta smontato Mercury e installati i primi anelli Dyson, il progetto prenderebbe slancio e velocità, raccogliendo sempre più energia, alimentando la produzione di collettori solari più grandi e migliori. Ed ovviamente, tutta quell'energia verrebbe utilizzata per altri scopi, come il supercalcolo (su una scala mai vista prima), tecnologie di viaggio spaziale più veloci e innumerevoli altre idee che non abbiamo nemmeno concepito.
Non avremmo bisogno di fare tutto questo con un lavoro meticoloso. I robot eseguirebbero il lavoro di estrazione e assemblaggio di nuovi pannelli solari. E il numero di robot aumenterebbe continuamente (grazie alle capacità di autoreplicazione) man mano che la scala del progetto cresceva, fino a diventare un esercito di automi che schiacciano pianeti e asteroidi per produrre sempre più collettori di energia.
L'universo è un freddo, luogo senza cuore. Una volta consumate tutte le nostre risorse energetiche terrestri, avremo un disperato bisogno di un modo per alimentare i nostri forni e frigoriferi. Il nostro sole è come una gigantesca centrale elettrica, caldo e vivificante. È la nostra migliore possibilità di perpetuare la nostra specie e di evolverci in creature più capaci.
Attualmente, anche se, una sfera Dyson di qualsiasi tipo è semplicemente al di là delle nostre possibilità. Se scegliamo di estrarre Mercurio, Per esempio, avremmo bisogno di una tecnologia robotica che al momento non esiste. Quei robot avrebbero bisogno di operare perfettamente lontano dai loro comandanti umani, lavorando da decenni per trasformare le materie prime nella tecnologia dei collettori di energia. Ciò significa estrarre i metalli preziosi dalla roccia e poi costruire in qualche modo elettronica sofisticata, il tutto senza l'aiuto umano in loco.
C'è anche la sfida di riportare l'energia raccolta sulla Terra in modo che possa alimentare il tuo televisore. Una prolunga molto lunga probabilmente non la taglierà. Le persone hanno invece suggerito di utilizzare raggi laser o microonde per questo scopo. Ma i laser perdono la loro efficienza dopo aver percorso meno di un miglio. Le microonde funzionano a distanze molto più lunghe (quasi 100 miglia, o 161 chilometri), ma non abbastanza lontano per gli scopi di una sfera di Dyson.
Sebbene al momento non sia possibile alimentare il nostro pianeta in questo modo, il concetto di sfere di Dyson potrebbe benissimo aiutarci a trovare extraterrestri che hanno superato lo stadio di tipo I. Nel 1960, Dyson immaginò che se una civiltà fosse davvero riuscita a incanalare l'energia elettromagnetica di una stella, ci sarebbe molto calore residuo spinto verso l'esterno come sottoprodotto.
Rilevare che la radiazione infrarossa in uscita può essere la chiave per rilevare altre forme di vita intelligenti dall'altra parte dell'universo, che i ricercatori stanno attualmente studiando. Hanno già trovato aree con molto calore di una stella ma senza luce, portando alcuni a pensare che gli alieni potrebbero intrappolare gran parte dell'energia.
Ciò significa che per il momento siamo semplicemente bloccati nella categoria della civiltà di tipo I. Col passare dei secoli, anche se, le nostre tecnologie possono avanzare in modo esponenziale. E se lo fanno, potremmo scoprire di essere in grado di trasformare il nostro sole in una fonte di energia che può trasformare la nostra intera razza, rendendoci tecnologicamente più abili e spaziosi di quanto avremmo mai potuto sognare.
È impossibile sapere cosa c'è in serbo per il futuro dell'umanità. Già nella nostra storia, grandi civiltà sono sorte e sono crollate. La nostra attuale incarnazione troverà la sua strada senza autodistruggersi? Ci bombarderemo di nuovo nel Medioevo? O un cambiamento climatico o un virus indomabile porranno fine alla vita come la conosciamo? Se per caso emergiamo dalla nostra forma attuale in uno stato dell'essere superiore, avremo sicuramente bisogno di più energia. E senza qualche scoperta fisica imprevista, il sole è l'unico modo in cui riusciremo ad alimentare il nostro sviluppo per migliaia o milioni di anni a venire.
