1960 yılında efsanevi fizikçi Freeman Dyson "Kızılötesi Radyasyonun Yapay Yıldız Kaynaklarının Araştırılması" adlı ufuk açıcı makalesini yayınladı ve burada ana yıldızlarını çevreleyecek kadar büyük mega yapılar inşa edebilecek kadar gelişmiş dünya dışı uygarlıklar olabileceğini öne sürdü.

Ayrıca bu "Dyson Küreleri "nin orta kızılötesi dalga boylarında yaydıkları "atık ısı" temelinde tespit edilebileceğini belirtmiştir.

Bugüne kadar kızılötesi imzalar Dünya Dışı Zekâ Arayışında (SETI) uygulanabilir bir teknolojik imza olarak kabul edilmektedir.

Şimdiye kadar, Dyson Kürelerini (ve bunların varyasyonlarını) "atık ısı" imzalarıyla tespit etme çabaları boş çıktı ve bazı bilim insanlarının arama parametrelerini değiştirmeyi önermelerine yol açtı.

Yeni bir makalede, Dış Gezegenler ve Yaşanabilir Dünyalar Merkezi ve Penn State Dünya Dışı İstihbarat Merkezi'nden (PSTI) astronomi ve astrofizik Profesörü Jason T. Wright, SETI araştırmacılarının faaliyet belirtilerini arayarak aramayı geliştirmelerini öneriyor. Başka bir deyişle, Dyson Kürelerini sadece ısı imzalarından ziyade ne için kullanılabileceklerine göre aramalarını öneriyor.

Wright'ın çalışmasının anahtarı, termodinamikte güneş radyasyonunu hasat etmek için teorik verimlilik sınırını temsil eden bir kavram olan Landsberg Limiti'dir.

Dyson'ın orijinal önerisi büyük ölçüde, oksijen gazı ve organik besin üretmek için buna dayanan fotosentetik yaşam formları gibi tüm yaşamın serbest enerji gradyanlarından yararlandığı fikrine dayandığı için bu hayati önem taşımaktadır.

Ayrıca teknolojik olarak gelişmiş yaşamın bu enerjiden daha fazla miktarda yararlanmak için büyüyebileceğini savunmuştur. Ancak bu yeteneğin mutlak bir sınırı vardır: bir yıldızdan salınan toplam enerji (görünür ışık, kızılötesi, ultraviyole, vb).

Enerjinin korunması gerektiğinden, Freeman Dyson bu enerjinin bir kısmının atık ısı olarak Dyson yapısından dışarı atılması gerektiğini düşündü. Dyson'ın zamanında gelişmekte olan bir alan olan kızılötesi astronomideki ilerlemelerden yararlanan gökbilimciler, bu ısıyı arayarak gelişmiş bir uygarlık tarafından kullanılan enerjiyi teorik olarak ölçebilirlerdi.

Bugüne kadar, Kızılötesi Astronomik Uydu (IRAS), Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Kaşifi (WISE) ve AKARI dahil olmak üzere sadece üç adet tüm gökyüzü orta kızılötesi çalışması yapılmıştır.

Wright, Universe Today'e e-posta yoluyla yaptığı açıklamada, "Geleneksel olarak yıldızlardan gelen kızılötesi emisyonu, yıldız ışığından sıcak yörünge materyaline sahip olup olmadıklarını görmek için ararız" dedi.

"Eğer tipik olarak yörüngesinde malzeme bulunan türden bir yıldız değilse, o zaman malzemenin toz veya başka bir şeye benzeyip benzemediğini görmek için daha yakından bakabiliriz."

Ancak bugüne kadar yapılan tüm araştırmalar, bir Dyson Küresi'nin malzemelerinin özellikleri bilinmediği için atık ısının neye benzeyeceğine dair temel bir teori bulunmaması nedeniyle bir şekilde engellenmiştir.

Astrofizikçiler (Wright'ın kendisi de dahil olmak üzere) tarafından termal imzalarının neye benzeyebileceğine dair birkaç teorik model önerilmiştir, ancak bunlar oldukça basittir ve çok sayıda varsayıma dayanmaktadır.

Bunlar kabuğun küresel simetrisini ve yıldızdan yörüngesel uzaklığını içerirken, malzemenin tipik sıcaklıklarını, ışınımsal etkileşimlerini veya optik derinliklerini tahmin edememektedir.

Bu durum Wright'ın dikkate aldığı bir başka hayati kavramı gündeme getirmektedir ki bu da Dyson yapısının amacı ile ilgilidir (hangi "işi" yapmaktadır?) ve bu amaç doğrultusunda malzeme özellikleri hakkında çıkarımlarda bulunulabilir.

Dyson, bir yıldızın enerjisini yakalamanın böyle bir mega yapı inşa etmek için yalnızca olası bir motivasyon olduğunu kabul etti. Örneğin, bazı SETI araştırmacıları bir Dyson yapısının yıldızları hareket ettirebilecek bir yıldız motoru (bir Shkadov İtici) veya devasa bir süper bilgisayar (bir Matrioshka Beyni) olarak kullanılabileceğini öne sürmüşlerdir.

Matrioshka Beyni, tıpkı adaşı gibi, iç katmanın doğrudan güneş ışığını emdiği ve dış katmanların hesaplama verimliliğini optimize etmek için iç katmandan gelen atık ısıyı kullandığı iç içe geçmiş bir yapıya sahiptir.

Dahası, Wright böyle bir yapı inşa etmenin mühendislik zorluklarını ele almıştır. Dyson mega yapıların varlığının tek dayanağı olarak fizik yasalarına odaklanırken, Wright mühendislik pratiklerini de göz önünde bulundurmuştur.

Buradan yola çıkarak, uygarlığın bir yıldızın etrafındaki yaşanabilir hacmi kademeli olarak arttırmak için bir Kürenin bölümlerini kademeli olarak inşa etmeye motive edilebileceğini öne sürdü.

Tüm bunları akılda tutarak Wright, radyasyon termodinamiğini hesaplama makineleri olarak Dyson kürelerine ve gözlemlenebilir sonuçların ne olacağına uygulamıştır.

İç içe geçmiş kabuklar yaratmanın çok az avantajı olduğu ya da hiç olmadığı ve kütlenin en uygun kullanımının daha küçük, daha sıcak Dyson kürelerini tercih edeceği sonucuna vardı. Ayrıca, "tamamlanmış" Dyson Küreleri (bir yıldızın etrafına tamamen monte edilmiş) ile hala yapım aşamasında olanlar arasında gözlemlenebilir farklılıklar olacağını belirtmiştir.

Wright'ın açıkladığı gibi:

"Bazı yazarların Dyson kürelerinin verimliliklerini en üst düzeye çıkarmak için son derece büyük ve soğuk olması gerektiği yönündeki beklentilerinin aksine, sabit bir kütle bütçesi için optimum konfigürasyonun aslında kaçan ışığın tamamını değil ama çoğunu yakalayan çok küçük, sıcak küreler olduğunu görüyorum. [Arama parametrelerimizi 300K'nın (Dünya'dan biraz daha sıcak) çok üzerindeki sıcaklıklara genişletebiliriz, çünkü yıldız ışığının çıkarılması işi, her şeyin daha sıcak olduğu yıldıza yakın yerlerde daha etkilidir."

Bu bulgular, Dyson yapıları için gelecekte yapılacak araştırmalara bilgi sağlamaya yardımcı olabilir, ancak bu araştırmalar ne yazık ki şu anda sınırlı.

Astrofizik doktora öğrencisi Mathias Suazo (Upsalla Üniversitesi) ve Hephaistos Projesi'ndeki meslektaşlarının çalışmaları dikkate değer bir istisnadır.

Haziran ayında 2. Yıllık Penn State SETI Sempozyumu kapsamında çalışmalarını sunan Suazo, proje bilimcilerinin ESA'nın Gaia Gözlemevi, Two Micron All Sky Survey (2MASS) ve NASA'nın Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) verilerini birleştirerek mega yapıların varlığına işaret edebilecek termal imzaların araştırılmasını nasıl daralttıklarını anlattı.

Birleştirilmiş veriler, çapı ~1.000 ışık yılı olan bir hacim içinde yaklaşık 5 milyon olası adayı ortaya çıkardı. Olası doğal kaynakları eleyen sıcaklık ve parlaklık profillerine dayalı bir "en uygun" model oluşturduktan sonra, Suazo ve ekibi listeyi 20 uygun adaya indirdi.

Bu kaynaklar muhtemelen yakın gelecekte yeni nesil teleskoplar tarafından takip gözlemlerine tabi tutulacaktır. Bu arada araştırmalar devam ediyor ve mega yapılara dair kesin bir kanıt elde edilememiş olsa da bu ihtimal hâlâ geçerli.

Dyson'ın bu tür bir mühendislik için olası motivasyonları ele alırken ünlü bir şekilde söylediği gibi, "Benim kuralım, fiziksel olarak mümkün olması koşuluyla, bir milyon teknolojik toplumdan birinin kendisini yapmaya itilmiş hissetmeyeceği kadar büyük veya çılgınca bir şey yoktur."

Eğer galaksimizde sadece bir avuç gelişmiş uygarlık mega-mühendislik projelerine girişmişse, er ya da geç onların kokusunu alacağız!

 

Kaynak: https://www.sciencealert.com/