En avancerad civilisation skulle kunna motstå den accelererande expansionen av universum

När det gäller existentiella hot mot mänskligheten är vissa problem mer akuta än andra. Sjukdomar, kärnvapenkrig, svält, asteroidpåverkan: alla har en väl studerad sannolikhet att skada samhället i den nuvarande tidsåldern. Dessa hot ingjuter med rätta en viss rädsla i mångas hjärtan och sinnen.

Men ett hot som ligger nära botten av listan är den accelererande expansionen av universum. Det har faktiskt inte ansetts vara ett tydligt hot alls förrän nu.

Idag förändras det, åtminstone lite, tack vare arbetet av Dan Hooper, en partikelfysiker vid Fermi National Accelerator Laboratory i Batavia, Illinois. Hooper påpekar att vi inte kan studera, kommunicera eller påverka saker bortom den kosmiska horisonten, vilket är det maximala avståndet som ljus kan resa till oss inom universums ålder.

Det kan finnas massor av saker bortom den kosmiska horisonten – stjärnor, galaxer, till och med civilisationer. Men eftersom ljus från dem aldrig kan nå oss kan vi inte kontakta eller se dem.

Men den kosmiska horisonten förändras. Hooper har räknat ut hur detta kommer att påverka vårt grannskap i universum, som astronomer kallar den lokala gruppen. Detta är uppsättningen av cirka 50 närliggande galaxer som är gravitationsmässigt bundna till Vintergatan och som är på väg att kollidera någon gång inom de kommande biljonerna åren för att bilda en enda supergalax.

Följaktligen kommer den lokala gruppen att vara mänsklighetens hem under överskådlig framtid. Under miljarder år kan vi till och med kolonisera det, hoppa från ett stjärnsystem till ett annat och utnyttja varje sols energi längs vägen.

Den accelererande expansionen av universum skickar dock galaxer över horisonten i en takt som ökar. Som ett resultat, under de kommande cirka 100 miljarderna åren, kommer alla stjärnor som finns bortom den lokala gruppen att falla bortom den kosmiska horisonten och bli inte bara oobserverbara, utan helt otillgängliga, säger Hooper.

Det är ett problem för en avancerad civilisation eftersom det begränsar antalet nya stjärnor som är tillgängliga att utnyttja.

Så frågan som Hooper undersöker är om det finns något en avancerad civilisation kan göra för att mildra effekterna av denna accelererande expansion. Och det visar sig att det finns.

Först lite bakgrund. Redan på 1960-talet spekulerade den legendariske fysikern Freeman Dyson om att avancerade civilisationer skulle försöka samla så mycket energi från sina solar som möjligt. Han föreslog att det självklara sättet att göra detta var att helt omringa varje stjärna med en sfär som fångar allt ljus som produceras. Denna energi kan sedan utnyttjas och spillvärmen strålas ut i rymden som sub-millimetervågor eller infrarött ljus.

Så kallade Dyson-sfärer har uppnått kultstatus. Science fiction-författare har skrivit volymer om dem. Ännu viktigare, astronomer har sökt efter den distinkta strålningssignatur de måste producera, hittills utan framgång.

Hoopers verk ger en ny twist till berättelsen. Hans idé är att en avancerad civilisation skulle kunna bygga en sfär som avger avfallsstrålning i en specifik riktning. Denna strålning skulle accelerera sfären – och stjärnan den innehåller – i motsatt riktning.

Med tiden kunde en avancerad civilisation använda denna teknik för att samla stjärnor som en energikälla och därigenom hålla dem inom den kosmiska horisonten när universum expanderar.

En viktig fråga är vilken typ av stjärnor som skulle passa för denna strävan. Hooper säger att stora stjärnor tenderar att vara äldre och därför skulle få slut på juice när de manövrerades. Å andra sidan producerar mycket små stjärnor mindre energi och kan inte accelerera snabbt. Dessa stjärnor kunde inte manövreras tillräckligt snabbt för att hålla sig innanför horisonten.

Hoopers slutsats är att stjärnor med ungefär samma massa som solen skulle vara bäst lämpade för denna typ av galaktisk transport. Han säger att att koncentrera stjärnor på detta sätt skulle öka mängden energi tillgänglig för civilisationer med en faktor på flera tusen. Och det skulle kunna hålla dem igång mycket längre än vad som annars skulle vara möjligt.

Det finns en mätbar förutsägelse från Hoopers arbete. Om avancerade civilisationer redan har påbörjat denna stjärninsamlingsprocess borde den vara observerbar för astronomer. En sådan civilisation kan framstå som ett område upp till tiotals megaparsek i radie där de flesta eller alla stjärnor som är lättare än [två solmassor] är omgivna av Dyson-sfärer, avslutar han.

Utan tvekan kommer astronomer ivrigt att söka efter en sådan signatur.

Hoopers arbete bygger dock på två antaganden. Den första är att en avancerad civilisation kommer att försöka maximera sin energiförbrukning. Det är inte på något sätt säkert. Kanske kommer sådana civilisationer att lära sig hur man nöjer sig med vad de har. Jorden behöver definitivt.

Det andra antagandet är att kosmologer har rätt i att tro att universums expansion accelererar. Återigen, det här är ingen slam dunk.

Många forskare är obekväma med tanken att universum kommer att expandera för alltid, och ännu mer missnöjda med tanken att denna expansion accelererar. Det kanske största bekymret är att denna acceleration bryter mot principen om bevarande av energi – en hörnsten i modern fysik.

Det är mer sannolikt att avancerade civilisationer har löst denna gåta. Så frånvaron av Dyson-sfärer i de grupper som Hooper föreställer sig kan bara vara bevis på att våra kosmologer har fattat fel.

Ref: arxiv.org/abs/1806.05203 : Liv mot mörk energi: Hur en avancerad civilisation kunde motstå universums accelererande expansion

Dölj