Des physiciens décrivent une nouvelle classe de Dyson Sphere

En 1960, le physicien Freeman Dyson publie un article inhabituel dans la revue La science intitulé Search for Artificial Stellar Sources of Infra-red Radiation. Il y décrit une structure hypothétique qui encapsule entièrement une étoile pour capter son énergie, connue depuis sous le nom de sphère Dyson.

L'idée de base est que toutes les civilisations technologiques nécessitent des sources d'énergie de plus en plus importantes. Une fois que l'énergie de leur planète d'origine a été entièrement épuisée, la prochaine source évidente est l'étoile mère. Ainsi, une telle civilisation est susceptible de construire une coquille autour de son étoile qui capte l'énergie qu'elle produit.

Bien sûr, une telle sphère doit également rayonner l'énergie qu'elle absorbe et cela produirait une signature particulière dans la partie infrarouge du spectre. Une telle source de rayonnement infrarouge serait totalement différente de toute autre source naturelle et fournirait ainsi un moyen unique de repérer une civilisation avancée.

Parce que les étoiles semblables au Soleil semblent les maisons les plus évidentes pour les civilisations avancées, la plupart des études sur les sphères Dyson se sont concentrées sur les propriétés que ces types de systèmes auraient lorsqu'ils seraient construits dans la zone habitable à une distance d'environ 1 unité astronomique.

Ces études ont cependant révélé des limites bien connues. De telles sphères ont tendance à être instables et nécessitent d'énormes volumes de matériaux pour être construites. Mais le plus problématique de tous, n'importe quoi ou n'importe qui à la surface de ces sphères connaîtrait de faibles niveaux de gravité, un problème qui ne pourrait pas être facilement résolu avec la physique connue.

Aujourd'hui, Ibrahim Semiz et Salim Ogur de l'Université Bogazici en Turquie, définissent une toute nouvelle classe de sphères Dyson. Au lieu de penser à une sphère autour d'une étoile semblable au Soleil, Semiz et Ogur considèrent une sphère construite autour d'une naine blanche.

Ils disent qu'une telle sphère éviterait certains des problèmes les plus graves et qu'il existe de bons arguments pour penser qu'ils pourraient être plus courants que ceux initialement imaginés par Dyson.

Semiz et Ogur commencent par discuter du cycle de vie de la plupart des étoiles. Les étoiles passent la majeure partie de leur vie à une étape de leur cycle de vie connue sous le nom de séquence principale. Cependant, à mesure qu'ils vieillissent, ils gonflent et la température de leur atmosphère extérieure se refroidit à mesure qu'ils deviennent des géantes rouges.

Enfin, ces géantes rouges explosent en laissant derrière elles un trou noir, une étoile à neutrons ou une naine blanche. Chaque étoile dont la masse est inférieure à environ quatre fois celle de notre Soleil est destinée à cette dernière option. Ainsi, au fil du temps, une fraction importante des étoiles de l'univers devrait être des naines blanches.

Semiz et Ogur soutiennent que toute civilisation qui évolue au cours de la séquence principale de son soleil et trouve ensuite un moyen de survivre aux stades de la géante rouge et de la supernova trouvera probablement également un moyen de créer une sphère Dyson autour de la naine blanche survivante. Pour cette raison, ils suggèrent que ces étoiles pourraient être plus susceptibles d'héberger une telle structure.

De plus, une naine blanche est un meilleur hôte pour une sphère Dyson. Semiz et Ogur soulignent que la zone habitable autour d'une naine blanche est plus proche de l'étoile, donc une telle sphère serait plus petite. Ils calculent qu'une sphère d'un mètre d'épaisseur construite dans la zone habitable autour d'une naine blanche nécessiterait quelque 10^23 kilogrammes de matière, juste un peu moins que la masse de notre lune.

Et parce que la sphère est plus petite, la gravité que toute personne à la surface subirait serait également plus forte, presque semblable à celle de la Terre. Cela fait de ces types de sphères Dyson des maisons idéales pour les civilisations technologiquement avancées avec au moins une ressemblance passagère avec la nôtre.

Il y a cependant un inconvénient apparent. Étant donné que les naines blanches émettent moins d'énergie que les étoiles semblables au Soleil, une sphère de Dyson autour d'une serait beaucoup moins lumineuse. Et cela rendrait la détection plus difficile. Donc, si des civilisations de la Voie lactée ont atteint ce stade, il nous sera beaucoup plus difficile de les repérer.

C'est une extension intéressante des nombreuses analyses sur les sphères Dyson qui ont déjà été réalisées. Et s'il trace un avenir potentiel pour l'humanité, au moins nous avons du temps libre. Le Soleil finira par gonfler pour former une géante rouge et finalement exploser en laissant derrière lui une naine blanche, mais nous avons environ cinq milliards d'années pour élaborer un plan de survie.

Réf : arxiv.org/abs/1503.04376 : Sphères Dyson autour des naines blanches

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