۶ تا از عجیب ترین ابرسازه های فضایی که هنوز ساخته نشده اند

پیشرفت تکنولوژیک بشر از زمان انقلاب صنعتی هم خیلی سریع به نظر می رسد و هم به اندازه کافی سریع نیست. در طول دویست سال گذشته، ما ماشین‌های شگفت‌انگیزی ساخته‌ایم، انسان‌ها را به فضا پرتاب کرده‌ایم، درمان‌هایی را برای برخی بیماری‌های قدیمی کشف کرده‌ایم، و به رایانه‌های کوچک شگفت‌انگیز که در جیب‌مان جا می‌شود معتاد شده‌ایم. اما با وجود همه این دستاوردهای آشکار، ما هنوز یک تمدن جوان هستیم.

با قضاوت بر اساس مقیاس فرضی اما تأثیرگذار کارداشف، که توانایی های تکنولوژیکی تمدن را بر اساس میزان انرژی که می تواند استفاده کند، رتبه بندی می کند، بشریت در حال حاضر یک تمدن نوع صفر است و برای رسیدن به نوع یک باید بتوانیم از تمام انرژی موجود از انرژی خورشیدی استفاده کنیم.

مقیاس کارداشف مقیاسی برای طبقه بندی تمدن های فضایی هوشمند است که در سال ۱۹۶۴ توسط ستاره شناس روسی نیکلای کارداشف معرفی شد.

کارداشف تمدن های هوشمند را به سه نوع تقسیم می کند. کارداشف معتقد بود که سطح سوم اوج یک تمدن خواهد بود و پیشرفت بیشتر غیرممکن است. پس از کارداشف، دانشمندان دیگری این نظریه را گسترش دادند و چهار دسته تمدن دیگر به آن اضافه کردند.

نوعی تمدن

تمدن تمدنی است که تمام انواع انرژی را در سیاره خود کنترل و استفاده می کند.

تمدن نوع دو

دو تمدن تمدن هایی هستند که تمام انرژی تولید شده توسط ستاره خود مانند خورشید را جذب کرده و از آن بهره برده اند.

نوع سوم تمدن

تمدن نوعی تمدن است که تمام انرژی موجود کهکشان های دور و نزدیک را مهار کرده و از آن استفاده می کند. این تمدن به فناوری ضد جاذبه دست یافته است و از کرم چاله ها برای حرکت در کهکشان استفاده می کند، اما نمی تواند کرم چاله ایجاد کند.

با این حال، هنگامی که تمدن ها به نوع دوم در مقیاس رسیدند، می توانند قدرت کل ستاره خود یا سایر ستارگان را کنترل کنند. این امکان ساخت روبناها و دستکاری ماده در مقیاس بزرگ را فراهم می کند.

در اینجا با برخی از ارتقاهایی که ممکن است پس از دستیابی به چنین قدرتی رخ دهد، آشنا می شویم.

دایسون کره

هنگامی که صحبت از ارتقاء فرضی می شود، کره دایسون یک افسانه علمی تخیلی مشهور است. این کره ساختاری است که می تواند کل یک ستاره را در بر بگیرد تا تمام انرژی آن را بگیرد. مزیت منحصر به فرد کره دایسون این است که در حالی که تنها کسری از انرژی ستاره ای مانند خورشید ما به سطح یک سیاره در حال گردش می رسد، ساختاری که به طور کامل ستاره را در بر می گیرد، اجازه می دهد تا تمام انرژی آن مهار شود.

ایده کره دایسون از اولاف استاپلدون، فیلسوف بریتانیایی و نویسنده داستان های علمی تخیلی الهام گرفته شده است. رمان Starmaker او در سال ۱۹۳۷ داستان کاوشگران فضایی را روایت می کند که با هوش فرازمینی و فناوری آنها در نقاط دوردست جهان روبرو می شوند. این ایده توسط فیزیکدان و ریاضیدان فریمن دایسون در مقاله علمی خود در سال ۱۹۶۰ با عنوان “جستجوی منابع ستاره ای مصنوعی تابش فروسرخ” رسمیت یافت.

دایسون در مقاله خود بیان می‌کند که ساختارهایی مانند کره دایسون برای تمدن‌های پیشرفته تکنولوژیکی با نیازهای انرژی فزاینده ضروری هستند.

در واقع، جستجو برای تشعشعات مادون قرمز از چنین کره ای به عنصر کلیدی جستجو برای هوش فرازمینی تبدیل شده است. برخی تحقیقات جدید حتی نشان می دهد که ما ممکن است چنین ساختارها و حیات هوشمندی که آنها را ایجاد کرده است در کهکشان راه شیری خودمان پیدا کنیم.

در حالی که نظریه‌های کره دایسون یا انواعی مانند جدول دایسون، حباب دایسون یا پوسته دایسون معمولاً بر استفاده از آنها برای تأمین انرژی مورد نیاز تمدن‌های پیشرفته تمرکز می‌کنند، گفته می‌شود که کره دایسون می‌تواند برای شبیه‌سازی انسان نیز استفاده شود. آگاهی

الکسی تورچین، یک فراانسانی، می‌گوید که کره دایسون انرژی کافی برای جمع‌آوری و بازآفرینی تمام اطلاعات مربوط به زندگی یک فرد را دارد و یک کپی دیجیتال واقعی از آن شخص ایجاد می‌کند.

جهان حلقه

مفهوم جهان حلقه ای، چرخ فون براون، یا اساساً یک ایستگاه فضایی در حال چرخش، ساخت یک ساختار فضایی چرخ شکل را توصیف می کند.

این ایده اولین بار توسط کنستانتین تسیولکوفسکی، پیشگام در زمینه کیهان شناسی مطرح شد و در میان دانشمندان و نویسندگان علمی تخیلی محبوبیت یافت. او پیش بینی می کند که از چرخش چنین ایستگاهی می توان برای ایجاد گرانش مصنوعی در فضا استفاده کرد. در تئوری، چنین ساختاری می‌تواند برای شبیه‌سازی شتاب گرانشی زمین یا سیارات دیگر ایجاد شود و به انسان‌ها یا تمدن‌های پیشرفته این امکان را می‌دهد تا برای مدت طولانی بدون نیاز به مبارزه با گرانش در فضا زندگی کنند.

نام “دنیای حلقه” برگرفته از رمان علمی تخیلی لری نیون در سال ۱۹۷۰ است.این کتاب داستان گروهی از مسافران را روایت می کند که با یک روبنای چرخی شکل که در اطراف یک ستاره ساخته شده است، روبرو می شوند. جهان حلقه دار در این کتاب یک میلیون مایل (۱.۶ میلیون کیلومتر) عرض و ۱۸۶ میلیون مایل (یا ۳۰۰ میلیون کیلومتر) قطر دارد که فضای قابل سکونت عظیمی را در سطح داخلی آن فراهم می کند.

مغز ماتریوشکا

مغز ماتریوشکا مفهومی است که بر اساس فرضیه کره دایسون ایجاد شده است. رابرت جی. آینده پژوه رابرت جی. بردبری در سال ۱۹۹۷ پیشنهاد کرد که این رایانه اساساً یک رایانه غول پیکر است که از کره های دایسون تودرتو که انرژی یک ستاره را مهار می کند، تغذیه می شود. شبیه ماتریوشکا (یک عروسک چوبی سنتی روسی که در آن مجموعه ای از عروسک های کوچکتر داخل یکدیگر قرار گرفته اند) به نظر می رسد.

ایده بردبری برای این ماشین عظیم این است که از تمام انرژی یک ستاره برای تامین نیروی محاسباتی استفاده کند که احتمالاً آن را به قوی‌ترین رایانه در جهان تبدیل می‌کند.

او در مقاله خود در مورد این موضوع می نویسد که سه راه برای ساخت مغز ماتریوشکا (MB) وجود دارد. یک راه این است که آن را به صورت پوسته ای در اطراف یک ستاره قرار دهیم، یک راه مستقل از ستاره است اگر بتوان انرژی را از ستاره ها گرفت و به آن منتقل کرد، و یکی از راه ها تولید انرژی از خود کامپیوتر است که توسط همجوشی هسته ای هدایت می شود. یا واکنش های ماده و پادماده نیرو تولید می کند.

چگونه چنین “دستگاه با ظرفیت بالا” کار می کند؟ این توضیح می دهد که چگونه قدرت ستاره در داخل پوسته توزیع می شود. یک پوسته انرژی ستاره را جمع آوری می کند و “گرمای اتلاف” اضافی را برای پردازش به پوسته بزرگتر بعدی منتقل می کند. این فرآیند تا زمانی که تمام انرژی جمع آوری شده تمام شود تکرار می شود.

به این ترتیب، این رایانه های چند کره ای تو در تو دایسون نسبت به یک کره واحد کارآمدتر هستند و گرمای کمتری را هدر می دهند.

بردبری می گوید که برای اینکه ایده بهتری از مقیاس پروژه مغز ماتریوشکا به شما بدهد، تمام سیلیکون سیاره زهره به عنوان ماده خام برای ساختن یک مورد استفاده می شود. و اگر قرار بود مغز ماتریوشکا در منظومه شمسی ما ساخته شود، پوسته آن مدارهایی از داخل عطارد به خارج از نپتون خواهد داشت.

ظرفیت چنین کامپیوتری چقدر خواهد بود؟ همانطور که بردبری می نویسد، زمانی که هنوز حدود شش میلیارد نفر روی زمین وجود داشت، اولین مغز ماتریوشکا بیش از یک میلیون برابر بیش از شش میلیارد نفر ظرفیت فکری داشت.

مغز ماتریوشکا را می توان برای شبیه سازی یا بارگذاری عالی ذهن انسان در فضای واقعیت مجازی استفاده کرد. در منظر بیشتر، اگر گونه‌ای هوشمند در جهان وجود داشته باشد، می‌تواند از آن برای حمله یا دستکاری ساختار جهان استفاده کند. همچنین، شاید بتوان از مغز ماتریوشکا برای شبیه سازی کل جهان استفاده کرد. همچنین می توان از آن برای محاسبات بزرگ استفاده کرد.

مغز مشتری

مغز مشتری شاخه دیگری از کره دایسون است، اما با یک تفاوت اساسی. این یک کامپیوتر عظیم است که برای استخراج انرژی از سیاره‌ای شبیه مشتری طراحی شده است و برخلاف مغز ماتریوشکا، مغز مشتری بسیار فشرده‌تر است و حداقل تاخیر در انتشار سیگنال را ممکن می‌سازد.

ساخت چنین روبنائی مستلزم استخراج مواد لازم مانند کربن از یک غول گازی است. یکی از راه های ممکن برای ساختن مغز مشتری، همانطور که توسط آندرس سندبرگ، عصب شناس و متخصص فراانسانی در مقاله ای در سال ۱۹۹۹ پیشنهاد شد، ایجاد کره ای به قطر ۱۸.۱۰ کیلومتر است که وزن آن تقریباً دو برابر جرم زمین است.

یک کامپیوتر می تواند از نانو الماس ساخته شود که شبکه ای از گره ها را در اطراف یک هسته انرژی تشکیل می دهد.

هر یک از این گره ها واحد پردازش یا حافظه ذخیره سازی خواهند بود. یک سپر کره را احاطه کرده است تا از تشعشعات و بازگرداندن گرما به فضا محافظت کند. انرژی این کره توسط راکتورهای هسته ای تامین می شود.

بر اساس برآوردها، مغز کامپیوتری به اندازه یک سیاره می تواند ۱۰۴۲ عملیات در ثانیه انجام دهد. این بیشتر از کل فعالیت مغز تمام افرادی است که تا به حال زندگی کرده اند.

کمپرسور ماده

ساختن یک ماده بدون کمپرسور شاید به توانایی های تمدن نوع ۳ نزدیک تر باشد، زیرا برای تخلیه مواد معدنی آن نیازمند ساخت دستگاهی در نزدیکی سیاهچاله است. این مفهوم سهم علمی کمی دارد، اما بر این فرض استوار است که ماده ای که در نهایت به یک سیاهچاله ختم می شود، در واقع در آنجا باقی می ماند، فقط به شدت فشرده شده است. بنابراین، یک کمپرسور مواد به بازگرداندن مواد به حالت اولیه کمک می کند.

چگونه این اتفاق می افتد؟ توضیحی فقط در قلمرو داستان های علمی تخیلی قابل ارائه است، اما یک احتمال این است که یک کمپرسور ماده می تواند میدان های گرانشی یک سیاهچاله را معکوس کند، گویی در حال حفاری در آن است تا ذرات ماده را استخراج کند که سپس به عناصری تبدیل شوند که می توان از آنها استفاده کرد.

رانش مضر

موتور شکادوف یک آینه انعکاسی غول پیکر است که در یک ستاره ساخته شده است. نور ستاره از سطح سازه منعکس می شود و آن را دفع می کند و یک رانش ثابت ایجاد می کند.

مهار این رانش به طور بالقوه می تواند کل منظومه های ستاره ای را به فضا سوق دهد و راه کاملاً جدیدی را برای پیمودن مسافت های وسیع در یک کهکشان فراهم کند.

این مفهوم برای اولین بار توسط فیزیکدان روسی لئونید شکادوف در مقاله ای با عنوان “امکان کنترل حرکت منظومه شمسی در کهکشان” در سال ۱۹۸۷ ارائه شد.

به این نوع روبنا، ماشین ستاره ای نیز گفته می شود که ماشینی فرضی است که می تواند منابع ستاره را به انرژی تبدیل کند.

اگرچه راه درازی برای رسیدن به چنین ابرسازه‌های منحصربه‌فردی در پیش داریم، اما الهام از چنین ساختارهایی می‌تواند به ساخت ایستگاه‌ها و پایگاه‌های فضایی بهتر در مدار زمین و ماه و مریخ کمک کند و بشریت را به کشف ناشناخته‌های جهان نزدیک‌تر کند.

منبع: ایسنا