Les civilisations avancées pourraient utiliser les sphères de Dyson pour collecter une énergie inimaginable à partir de trous noirs

Dyson Sphere

Une solution potentielle serait une Sphère Dyson – un type de méga projet d’ingénierie stellaire qui encapsule une étoile entière (ou, dans ce cas, un trou noir) dans une gaine artificielle qui capte toute l’énergie émise par l’objet en son centre. Mais même si elle était capable de capter toute l’énergie émise par le trou noir, la sphère elle-même souffrirait toujours d’une perte de chaleur. Et cette perte de chaleur nous la rendrait visible, selon une nouvelle étude publiée par une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l’Université nationale Tsing Hua de Taïwan.

De toute évidence, aucune structure de ce type n’a encore été détectée. Pourtant, l’article prouve qu’il est possible de le faire, malgré l’absence de lumière visible dépassant la surface de la sphère et la réputation d’un trou noir d’être des puits de lumière plutôt que des sources de lumière. Pour comprendre comment nous détecterions un tel système, il serait d’abord utile de comprendre ce pour quoi ce système serait conçu.

Les auteurs étudient six sources d’énergie différentes qu’une sphère potentielle de Dyson pourrait collecter autour d’un trou noir. Ce sont le rayonnement de fond cosmique micro-onde omniprésent (qui balayerait la sphère peu importe où il était placé), le rayonnement de Hawking du trou noir, son disque d’accrétion, son accrétion de Bondi, sa couronne et ses jets relativistes.

Jets de Plasma Centaurus A

Image composite de Centaurus A, montrant les jets émergeant du trou noir central de la galaxie, ainsi que le rayonnement gamma associé. Crédit : © ESO/WFI (Optique) ; MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (Submillimètre); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (Rayon X), collaboration HESS (Gamma)

Certaines de ces sources d’énergie sont beaucoup plus puissantes que d’autres, l’énergie du disque d’accrétion du trou noir étant en tête du peloton en termes de captures d’énergie potentielles. D’autres types d’énergie nécessiteraient des défis d’ingénierie complètement différents, tels que la capture de l’énergie cinétique des jets relativistes qui jaillissent des pôles du trou noir. La taille joue évidemment un rôle important dans la quantité d’énergie émise par ces trous noirs. Les auteurs se concentrent principalement sur les trous noirs de masse stellaire comme un bon point de comparaison avec d’autres sources d’énergie potentielles. À cette taille, le disque d’accrétion à lui seul fournirait des centaines de fois la production d’énergie d’une étoile de la séquence principale.

Il serait impossible de construire une sphère Dyson autour d’un objet de cette taille avec des matériaux connus actuels. Mais le type de civilisation qui serait intéressé à relever un tel défi d’ingénierie aurait très probablement des matériaux beaucoup plus solides que nous le faisons aujourd’hui. Alternativement, ils pourraient travailler avec des matériaux connus pour créer un Dyson Swarm ou Dyson Bubble, qui ne nécessite pas autant de résistance matérielle mais perd une partie de l’énergie qu’une sphère complète capterait, et ajoute plusieurs couches de complexité lors de la coordination des chemins orbitaux. et d’autres facteurs. Une telle structure devrait se trouver à l’extérieur du disque d’accrétion pour tirer pleinement parti de l’énergie émise par le trou noir.

Même une seule sphère autour d’un seul trou noir de masse stellaire suffirait à pousser n’importe quelle civilisation qui l’a créé dans le territoire de type II, lui donnant un niveau de puissance de sortie inimaginable avec la technologie actuelle. Mais même une civilisation aussi puissante ne sera probablement pas en mesure de contourner les lois de la physique. Quel que soit le niveau de puissance, une partie sera perdue en chaleur.

Pour les astronomes, la chaleur est simplement une autre forme de lumière – l’infrarouge, pour être exact. Et selon les chercheurs, la chaleur émise par une sphère de Dyson autour d’un trou noir devrait être détectable par notre récolte actuelle de télescopes, tels que le Wide Field Infrared Survey Explorer et le Sloan Digital Sky Survey, à une distance d’environ 10kpc au moins. . C’est environ 1/3 de la distance sur l’ensemble voie Lactée. Peu importe à quel point elles étaient proches, elles n’apparaîtraient pas comme des étoiles traditionnelles mais pourraient être détectables à l’aide de la méthode de vitesse radiale couramment utilisée pour trouver des exoplanètes.

Sloan Digital Sky Survey

Sloan Digital Sky Survey, l’un des télescopes qui pourraient trouver une potentielle sphère de Dyson autour d’un trou noir. Crédit : Équipe SDSS, Fermilab Visual Media Services

Bien qu’il s’agisse d’un travail théorique utile, il n’y a certainement eu aucune preuve de l’existence d’une telle structure pour le moment – ​​le paradoxe de Fermi tient toujours. Mais étant donné toutes les données que nous recueillons déjà sur ces télescopes, il pourrait être intéressant de les parcourir une fois de plus pour vérifier s’il se trouve que de la chaleur émane d’un endroit où elle ne serait pas attendue. Cela vaudrait la peine de chercher au moins ce qui pourrait être une découverte si fondamentalement révolutionnaire.

Publié à l’origine le Univers aujourd’hui.

Référence : « Une sphère Dyson autour d’un trou noir » par Tiger Yu-Yang Hsiao, Tomotsugu Goto, Tetsuya Hashimoto, Daryl Joe D. Santos, Alvina YL On, Ece Kilerci-Eser, Yi Hang Valerie Wong, Seong Jin Kim, Cossas K .-W. Wu, Simon C.-C. Ho et Ting-Yi Lu, le 29 juin 2021, Astrophysique > Phénomènes astrophysiques à haute énergie.
arXiv : 2106.15181

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