company_banner

Мегаструктуры будущего: сфера Дайсона, звёздный двигатель и «бомба из чёрной дыры»



    Некоторые футурологи и фантасты, далёкие от физиологии, любят помечтать о том, что в будущем у людей будет вооооот такой большой мозг. Но есть одна проблемка: человеческий мозг — главный потребитель энергии в организме. И при его сегодняшнем размере он уже требует ого-го сколько. Так что у наших потомков не будет большущих мозгов, они их просто не прокормят. Аналогичная проблема встаёт и перед любой цивилизацией, достигшей определённого уровня технического развития. Дальнейший прогресс требует всё больше энергии, а имеющиеся источники либо с трудом покрывают потребности, либо вообще не в состоянии дать нужное количество ватт — даже атомная энергетика, а в перспективе и термоядерная. К тому же принято считать, что всем цивилизациям свойственно расширять своё жизненное пространство, а значит и энергия им понадобится не только на домашней планете.

    Какие источники энергии могут быть у цивилизаций, стоящих на гораздо более высокой ступени развития, чем мы? Под катом — описание трёх интересных концепций: сфера Дайсона, звёздный двигатель и «бомба из чёрной дыры».

    Сфера Дайсона


    Начнём с самой известной — и самой утопичной амбициозной — концепции из этой тройки.

    Идея в том, чтобы использовать в качестве источника энергии саму звезду. К примеру, наше Солнце (жёлтый карлик) излучает 3,828⋅1026 Вт энергии. Это эквивалентно 4,74⋅1018 взрывов боеголовок по 250 Кт каждая. Овердофига.

    В 1937-м был опубликован научно-фантастический роман «Создатель звёзд» Олафа Стэплдона, из которого физик-теоретик Фримен Дайсон почерпнул и популяризировал идею мегаструктуры — сферы, полностью закрывающей звезду на расстоянии планетной орбиты, чтобы поглощать и использовать всю излучаемую энергию. Это с лихвой покрыло бы потребности мощнейшей цивилизации с многотриллионным населением.



    Впрочем, у идеи сферы Дайсона было и есть немало критиков, которые приводят справедливые аргументы в пользу технической нереализуемости и логической и социальной бессмысленности такой мегаструктуры.

    Во-первых, для создания такой структуры придётся извести на стройматериалы целую планету.

    Во-вторых, строительство сферы предполагает создание огромных производственных мощностей и средств доставки, не говоря уже об источниках энергии для этого.

    В-третьих, любая жёсткая структура (сферическая, кубическая, какая угодно) будет неизбежно разрушена многочисленными астероидами и кометами либо центростремительным ускорением — сфера Дайсона должна вращаться, чтобы компенсировать гравитационное притяжение звезды.

    В качестве альтернативы единой жёсткой мегаструктуре можно использовать рой из квадриллионов дешёвых спутников с зеркалами, отражающими солнечный свет на приёмники-коллекторы, которые будут преобразовывать его в электричество. Возможно, КПД системы будет не столь высоким, как у монолитной конструкции, но и инженерная сложность создания роя на много порядков ниже. Скажем, богатый минералами и металлами Меркурий можно превратить в источник материалов, благо низкая гравитация, очень разреженная атмосфера и близость к Солнцу делают его идеальным летающим месторождением. Сборку спутников-зеркал можно организовать в космосе, отправляя их на орбиты по мере готовности.



    Где взять энергию для таких колоссальных объёмов добычи и производства? Выход только один: использовать всю ту же энергию Солнца, благо на Меркурии её немало. Процесс добычи, переработки и производства нужно максимально автоматизировать. Первые спутники можно пускать на орбиту вокруг Меркурия, чтобы они увеличивали выработку энергии и помогали наращивать производительность.

    Даже если удастся с помощью такого роя спутников-зеркал собирать хотя бы 1 % излучаемой энергии Солнца, этого количества нам хватит не просто для того, чтобы прекратить транжирить ископаемые материалы для производства энергии, а позволит реализовать проекты, по масштабу превосходящие сам рой — к примеру, создание межзвёздного транспорта.

    Бомба из чёрной дыры


    Чёрные дыры можно по праву назвать крупнейшими аккумуляторами энергии во Вселенной. Правда, сегодня достать эту энергию невозможно, поскольку чёрная дыра не просто аккумулятор, а пылесос, поглощающий всё вокруг. И всё же существует идея создания мегасооружения, которая, в теории, позволит извлекать из чёрной дыры гигантские объёмы энергии. Нюанс в том, что из-за этого мегасооружения ЧД превращается в бомбу колоссальной мощности, которая может взорваться при ошибке.

    Некоторые чёрные дыры не статичны, а вращаются вокруг своей оси. Какие-то даже с частотой в миллионы оборотов в секунду. Современная физика гласит, что в центре любой чёрной дыры находится гравитационная сингулярность — бесконечно малая точка с нулевой поверхностью, в которой сконцентрирована вся масса объекта.



    В случае вращающейся чёрной дыры сингулярность тоже вращается — вместо точечной сингулярности мы говорим о кольцеобразной сингулярности, с нулевой толщиной и площадью поверхности.

    Гравитационное поле чёрной звезды так велико, что искажает окружающее пространство-время, а вращение создаёт дополнительные возмущения. Возникает так называемая эргосфера — эллиптическая область вокруг чёрной дыры между горизонтом событий и пределом статичности. Все объекты, попадающие внутрь эргосферы, начинают неизбежно вращаться вместе с чёрной дырой. Кроме того, внутри эргосферы уже возникают частичные искажения пространства-времени.



    С помощью вращения чёрная дыра передаёт свою кинетическую энергию всем объектам, попадающим в эргосферу. И именно на этом основана идея извлечения энергии, объём которой может на много порядков превышать объёмы, снимаемые со звезды роем спутников-зеркал.

    Динамические процессы внутри эргосферы можно представить в виде водоворота, возникающего вокруг сливного отверстия. Вращение эргосферы приводит и к вращению магнитосферы вокруг чёрной дыры. Поэтому любой объект или частица, попав в эргосферу, получат большое ускорение. И оно может быть так велико, что поможет… вылететь из эргосферы, причём с гораздо большей кинетической энергией, чем при попадании внутрь. Своеобразный эффект пращи.

    Представим, что какая-нибудь высокоразвитая цивилизация нашла быстровращающуюся чёрную дыру и построила вокруг неё сферическую оболочку из зеркал, обращённых внутрь. Оболочку сплошную, как каноническая сфера Дайсона. Благо, чёрные дыры намного меньше звёзд, так что и оболочку построить несравненно проще. Теперь открываем в ней отверстие и запускаем внутрь пучок электромагнитных волн. Эти волны получают с помощью эргосферы ускорение и вылетают наружу, отражаются от зеркала, возвращаются в эргосферу, ещё больше ускоряются, опять вылетают, отражаются, возвращаются, ускоряются, и т. д. (какая-то часть волн будет потеряна из-за падения на горизонт событий). Каждое попадание излучения в эргосферу приводит его экспоненциальному усилению. Это так называемый эффект рассеивания с помощью сверхизлучения, впервые предсказанный советским физиком Яковом Зельдовичем.

    Если в какой-то момент открыть часть оболочки вокруг чёрной звезды, то мы сразу получим мощнейший исходящий пучок энергии. Закинули внутрь порцию энергии, а обратно получили во много раз больше. Тем, кто вспомнит про незыблемый закон сохранения энергии и перпетуум мобиле, сразу ответим, что никакого чуда тут нет: усиление волн в эргосфере приводит к замедлению вращения чёрной дыры.

    Теоретически, такая мегаструктура способна стать для своих создателей практически неиссякаемым источником энергии.

    А при чём тут бомба?

    Если вовремя не выпустить энергию из оболочки, та рано или поздно взорвётся. Сверхмассивная чёрная дыра может исторгнуть из себя столько энергии, сколько выделяется при взрыве сверхновой.

    Звёздный двигатель


    Звёзды не стоят на месте, они вращаются вокруг центров своих галактик, по пути испытывая гравитационное воздействие друг друга. И хотя мы этого не замечаем, звёзды вместе со своими планетами мчатся в пустоте с гигантскими скоростями, за секунду пролетая тысячи километров.



    Путешествуя вокруг центра галактики, звёздные системы могут попадать в неприятности. Например, пролететь неподалёку от взорвавшейся сверхновой. Или пересечь зоны, наполненные астероидами. Или вообще попасть в гравитационный плен какой-нибудь крупной звезды. Впрочем, даже если астрономы смогут спрогнозировать неприятную встречу, которая произойдёт через миллион лет, то что нам делать?

    Любой здравомыслящий человек скажет: «Выкинуть чушь из головы и наслаждаться своей коротенькой жизнью». Вполне справедливо, ведь никто не знает, что будет с человечеством через миллион лет, и мы-то уж точно ничего не можем поделать с движением нашей звезды.

    Однако если мы станем гораздо более развитой цивилизацией — способной построить нечто, сравнимое со сферой Дайсона, — то наши потомки вполне могут отнестись к этому иначе. Например, захотят изменить траекторию движения Солнечной системы, чтобы направить её по более благоприятному маршруту. То есть построят звёздный двигатель, который за счёт излучаемой звездой энергии скорректирует вектор её полёта.

    Самый простой вариант — двигатель Шкадова. По сути, это параболический солнечный парус, построенный рядом с Солнцем. Парус будет отражать излучаемые звездой фотоны, создавая реактивную тягу, начнёт менять траекторию полёта. А чтобы факел не сжигал проходящие через него планеты, — например, Землю, — отражатель нужно разместить вне плоскостей их орбит. В случае с Солнечной системой это означает, что вектор движения Солнца окажется направлен так, что звезда постепенно покинет Млечный Путь.



    В теории, гравитационное притяжение должно компенсироваться давлением излучения, а значит отражатель должен быть очень лёгким, то есть тонким — микронной толщины. Параболическая форма нужна для того, чтобы собирать отражённые фотоны в направленный факел, иначе реактивной тяги будет недостаточно для изменения траектории звезды, сила тяги у такого двигателя и без того невысока. Практически гомеопатическая.



    Поэтому летом этого года профессор Мэтью Каплан предложил идею другой конструкции звёздного двигателя. Эта работа была опубликована в рецензируемом научном журнале Acta Astranautica: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094576519312457 (pdf).

    В отличие от пассивного двигателя Шкадова, двигатель Каплана является настоящим активным термоядерным двигателем гигантского размера.



    Скорость истечения реактивной струи должна составить около 1 % скорости света. А второй луч должен быть направлен в противоположную сторону, толкая само Солнце. Чем питать такой «турбонаддув»? По мнению автора, решение этой проблемы состоит из двух частей.

    Во-первых, двигатель может с помощью мощного электромагнитного поля всасывать водород и гелий, испускаемые Солнцем в виде «солнечного ветра». Однако этого объёма вещества не хватит для работы двигателя. Поэтому с помощью описанного выше роя спутников-зеркал можно фокусировать отражённый солнечный свет в точке на поверхности звезды прямо напротив двигателя, что приведёт к локальному перегреву и выбрасыванию миллиардов тонн вещества Солнца. Звезде это не навредит, она достаточно велика.

    Выброшенное вещество можно также собирать и разделять на гелий и водород, чтобы было чем питать колоссально прожорливый термоядерный звёздный двигатель. «Противолуч», который не позволяет двигателю врезаться в Солнце, представляет собой струю водорода, который выбрасывается с большой скоростью благодаря электромагнитному ускорителю.



    Для сравнения, двигатель Шкадова способен сдвинуть Солнце на 100 световых лет за 320 млн лет, а двигатель Каплана — менее чем за 2 млн лет. Это уже может увести наш дом подальше от сверхновой. При желании, таким образом можно путешествовать между звёздами, сокращая дальность перелёта на кораблях и колонизируя галактику. Или вообще переехать, скажем, в Андромеду: за 10 млн лет двигатель способен вывести Солнечную систему из нашей галактики.

    Как вы понимаете, такая мегаструктура, как звёздный двигатель — это удел цивилизаций, у которых горизонт планирования измеряется целыми эпохами. Впрочем, как и в случае с предыдущими двумя постройками.
    Mail.ru Group
    Строим Интернет

    Комментарии 146

      +8
      можно использовать рой из квадриллионов дешёвых спутников с зеркалами
      Как же меня прикалывает иллюстрация к этому пункту. Год за годом художники настойчиво продолжают рисовать некеплеровы орбиты… ;-)
        –1
        Круг — частный случай кеплеровской орбиты. Комментаторы тоже могут прикалывать, да.
          0
          Вы считаете, что квадриллионы дешёвых спутников могут двигаться по орбите вокруг произвольной точки пространства, игнорируя притяжение звезды?
            0
            А если подумать чуть подольше? Ниже люди сделали именно так.
            +3
            Круг-то да, а вот орбита не пересекающая экватор — нет. Ну по крайней мере без какого-либо источника тяги. ;-)
            image
              0

              Однако первый рисунок не содержит орбит вообще, это мгновенный снимок. Представьте, что все эти спутники находятся на полярных орбитах, которые (орбиты) идут с шагом градусов в десять по долготе, десятка по два спутников на каждой.

                –1
                Будет весьма непросто обеспечить такую синхронность, при условии, что все орбиты должны быть разной высоты. Иначе на полюсах спутники посталкиваются.
                  0

                  Или просто они пролетают через зону пересечения орбит в чуть разное время, что на таком масштабе не разглядеть. Или имеет место ситуация как на вашей правой картинке, только наклонение стремится к 90, хотя оно не равно в точности 90. Ничего сложного.

                    0
                    Таких спутников должны быть миллионы и висеть на орбите они должны будут миллионы лет. Рано или поздно они будут «сползать» с теоретических орбит и сталкиваться. Я считаю, что орбиты должны быть назначены так, чтобы оставаться устойчивыми.
                      0

                      Даже орбиты планет неустойчивы на больших промежутках времени. Если уж к спутникам подведена энергия, гораздо надёжнее тратить её часть на стабилизацию их орбит.

                        0
                        Довольно здравая мысль. Кстати, это натолкнуло меня на следующую — если вдруг какие-то спутники выйдут из строя, оставшиеся могут «сталкивать» их в какой-либо «мусорник», например в звезду.
                          0
                          Горючки многовато уйдёт. Проще и эффективнее к вышедшим из строя доставлять микроспутник с антивеществом.
                            0
                            Есть и солнечный ветер, помимо излучения.
                            Потому простого падения — можно не ждать.
                            То, что находится возле Земли, тоже движется вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с
                            (бОльшая полуось орбиты земли составляет около 150 млн км,
                            эксцентриситет земной орбиты — около 0.017, т.е. почти круг.
                            Отсюда несложно найти и скорость планеты).
            +4
            что приведёт к локальному перегреву и выбрасыванию миллиардов тонн вещества Солнца

            И нафига тогда двигатель?
              +2

              У большей части вещества скорость будет недостаточной, чтобы покинуть гравитационный колодец Солнца. То есть оно упадёт обратно, и не будет работать на изменение импульса Солнца.

              +2
              В случае вращающейся чёрной дыры сингулярность тоже вращается — вместо точечной сингулярности мы говорим о кольцеобразной сингулярности
              Т.е. этот абзац прямо противоречит предыдущему, в которой сказано «любая», да ещё и вращение упомянуто. ;-)
                +9
                каждую секунду наше Солнце (жёлтый карлик) излучает 3,828⋅1026 Вт энергии
                Заменить «Вт» на «Дж(оулей)», и фраза не будет резать глаз физикам.
                  +4
                  Да и вообще:
                  Идея в том, чтобы использовать в качестве источника энергии саму звезду.
                  .
                  А до сих пор мы что в качестве источника энергии используем?
                  Колебания эфира и флогистон?
                    +2

                    При ядерном распаде выделяется не энергия Солнца, например.

                      0
                      А чего?
                        0
                        Ядер, конечно же!
                          +1
                          Там про саму звезду было. Наверное tvr имел ввиду, что сами радиоактивные вещества тоже были синтезированы в недрах каких-то звёзд. Просто конкретно не нашего Солнца.
                            –2

                            С чего вы решили, что ваша хохма хоть капельку смешна? (Ректор экономического вуза обнаруживает в туалете пьяного студента, валяющегося в собственной блевотине, и грозно вопрошает: "Какой курс?!" — Шестьдесят четыре девяносто — мгновенно отвечает тот.
                            Лопата.)

                            +1
                            По-вашему, радиоактивные элементы синтезированы «самой звездой», то есть Солнцем (с большой буквы), конкретно вот нашим этим? Боюсь, что нет. Гипотетически — возможно, даже не его предшественником. Вот с нефтью, скорее всего, понятно, это запасенная энергия Солнца. Так что можно не умничать, а допустить, к примеру, что мысль автора не в том, что «всё из первичной энергии Большого Взрыва», а в том, чтобы брать энергию, запасенную в объекте перемещения (звезде) и выделяемую «онлайн», а не из «аккумулятора» разной степени сохранности.
                            0
                            А разность энергий связи нуклонов исходного ядра и продуктов.
                            И что далее?
                          +3
                          К примеру, наше Солнце (жёлтый карлик) излучает 3,828⋅1026 Вт энергии. Это эквивалентно 4,74⋅1018 взрывов боеголовок по 250 Кт каждая. Овердофига.


                          Теперь там сравнивается мощность с энергией. Ещё немного, и до кВт/ч дойдём (которые, как ни странно, могли иметь смысл в контексте этой статьи).
                          +2

                          Не противоречат ли эти звёздные двигатели закону сохранения импульса? Разве не будет так, что без жёсткой связи с Солнцем этот отражатель/излучатель улетит со скоростью, пропорциональной соотношению массы Солнца и его массы?

                            0
                            нет, не противоречат ни с какой стороны
                            совершенно не важно, имеет ли место жёсткая связь отражателя с Солнцем или гравитационная
                            значение имеет сила гравитационного притяжения как таковая
                            проще говоря, улетит ли отражатель или останется на орбите зависит от его массы
                            могут быть оба сценария
                              0
                              зависит от его массы

                              До тех пор, пока его масса не соизмерима с массой Солнца — практически не зависит. Да и потом не сильно.
                              Зависит скорее от создаваемой им тяги.
                                +2

                                Можете подробнее объяснить, что куда улетит? Я предполагаю, отражатель (относительно) быстро полетит от Солнца, а Солнце — медленно от отражателя.
                                Масса отражателя должна быть сравнима с массой звезды, чтобы это работало? Или в случае малой массы отражателя он все-таки потянет Солнце достаточно сильно, чтобы расстояние между ними не менялось?

                                  0
                                  Да, Солнце будет притягиватся к отражателю. А отталкивается он Солнечным ветром(в том числе и от Солнца). Тяга очень мала, миллионные доли G, там речь же о миллионах лет полета.
                                    +1
                                    Я вот с отражателем не совсем понял. Он же не может стоять на месте и будет так же вращаться вокруг Солнца, таким образом то что он отражает будет во времени равномерно распределено по всей его орбите — соответственно никто никуда не полетит?
                                      +1
                                      Почему нет? Это же парус.
                                      Берете орбиту с периодом в 10000 лет, строите на ней парус из легких материалов, расчитанный по соотношению вес/площадь на куда более близкую орбиту. Потом начинаете «вращение» паруса тормозить. Парус начинает падать на звезду. При падении у него возрастает тяга, он одновременно с падением от нее улетает. В результате на какойто из орбит он получает нулевое вращение и сила тяжести уравновешивается тягой паруса.
                                      Да, его состояние будет квази-стабильным. Но технически возможно исользуя энергию той же звезды поворачивать некоторые из его частей для регулировки тяги и положения относительно звезды.
                                      Например северную часть подгибаете, там тяга падает, эта часть падает на звезду разворачивая весь парус на север и создавая дрейф туда же.
                                      Все то же самое что и с нашими эксперементальными солнечными парусами, только в триллионы раз больше по ресурсам и размерам ну и без продвинутой электроники и предсказания тяжело его не порвать.
                                      В принципе возможно сделать парус не цельным так, что его части будут держаться притяжением друг к другу.
                                      Есть проблема с кометами и внешними телами. Их прийдется постоянно пропускать (ракрывать дыры?) или уничтожить все. Расстояние до паруса должно быть сильно больше расстояния до последней планеты, потому его размеры нереально огромны.
                              +6
                              Всё это исходит от постулата экспоненциальной экспансии человечества как у Кардашева (и соответствующего роста энергопотребления), который внезапно может оказаться не таким уж очевидным. Например оцифровка сознания и виртуализация на более совершенном искуственном железе. Такая цивизация не будет нуждатся в средствах транспорта, жилищах, индустрии питания идт (и скорее всего это единсвенный путь к бессмертию). И наблюдения что-то не выявляют сооружения типа сфер Дайсона.
                              Сверхмассивная чёрная дыра может исторгнуть из себя столько энергии, сколько выделяется при взрыве сверхновой.
                              Странное утверждение, масса сверхмассивной чёрной дыры это миллионы или миллиарды масс сверхновых.
                                +1
                                Например оцифровка сознания и виртуализация на более совершенном искуственном железе.

                                После чего захочется заиметь еще более продвинутую сферу, чем сфера Дайсона. Смотри
                                "Мозг-Матрешка"

                                  0

                                  Если не обнаружится/не будет создан механизм подавляющий желание размножаться, то от экспоненциального роста потребляемых ресурсов не уйти. Оптимизация может только дать какой-то запас по времени.


                                  И наблюдения что-то не выявляют сооружения типа сфер Дайсона.

                                  Наблюдения пока вообще не выявляют признаков наличия разумной жизни вне Земли. Так что отсутствие сфер Дайсона ничего не говорит о частоте их использования.

                                    +5
                                    Если не обнаружится/не будет создан механизм подавляющий желание размножаться, то от экспоненциального роста потребляемых ресурсов не уйти.

                                    Да вы прикалываетесь? Уже сейчас люди всё меньше размножаются из-за повышения качества жизни и её продления. Если человек сможет стать бессмертным, то это автоматически решит проблему размножения. А вы так говорите, будто это какой-то сложный проект, который человечество должен решить :D.
                                      +2

                                      В условиях достатка ресурсов/неограниченной продолжительности жизни доминирущее по численности положение естественным образом займут группы поощряющие/не контролирующие размножение. Примитивная положительная обратная связь.

                                        +1

                                        Поведение человека ни как индивидуума, ни как социальной единицы, не диктуется подобными рациональными рассуждения. Да и рассуждение так себе, если честно.

                                          0

                                          Рационализм тут как-раз не при чём. Простая арифметика. Если представители одной стабильной группы производят потомство, а представители других групп нет, то численность первой группы рано или поздно превзойдёт численность других групп.


                                          "Любая социальная/религиозная/этническая группа с увеличением благосостояния/образования распадается/теряет мотивацию увеличивать численность" — это не аксиома, это — наблюдение сделанное в современных условиях.

                                            0
                                            Это, безусловно, так; но только это само по себе не ведёт к сколько-нибудь значительному потреблению ресурсов. К росту потребления ресурсов ведёт экономический рост и усиление политического влияния. А просто большое число плохо живущих голодающих людей к значительному росту потребления ресурсов не ведёт.
                                              0
                                              это — наблюдение сделанное в современных условиях.

                                              Я слышал, что дело не в увеличении благосостояния, а в остановке его увеличения.
                                              Пока благосостояние увеличивается — люди плодятся, когда выходит на плато — перестают.
                                          –4
                                          Прожить миллионы лет с миллионолетними стариками и старухами и не встретить ни одной прекрасной незнакомки??
                                          Неее… это без меня…
                                          мое сознание к этому не готово и вряд ли при моей жизни сможет приготовится…
                                          0
                                          Уже сейчас в развитых странах проблема — падение рождаемости и старение населения. А вы «подавление желания размножаться».
                                            +2
                                            Как писал оратор выше про положительную обратную связь — эти развитые страны становятся резко уязвимыми перед лицом орд мигрантов, плодящимся в свое удовольствие. Т.е. сначала их просто становится все больше, потом они просачиваются в полицию, берут ее под свой контроль, а затем и всю страну (телеграф, водопровод итд). Однако, через несколько поколений, вкусив плоды прогресса, также скатываются в сибаритство и контрацепцию. Им на смену приходит новая волна плодовитых «дикарей» и все начинается по кругу.

                                            Грубо говоря, сейчас средний француз похож на негроараба, но и предыдущая версия была явно не изначальный романский типаж, а скорее похожа на армянина. Со временем арабы-негры тоже не рискнут заводить более 1 ребенка и им на смену придут условные «маори», ну или какая другая этническая группа
                                              0
                                              Со временем арабы-негры тоже не рискнут заводить более 1 ребенка и им на смену придут условные «маори», ну или какая другая этническая группа

                                              Об этом и речь, собственно. Когда в странах третьего мира уровень жизни поднимется примерно до уровня жизни Восточной Европы, общий прирост населения Земли сильно замедлится, если не станет отрицательным. Никакого неограниченного экспоненциального роста популяции не будет. С потреблением сложнее, но вместе со стагнацией популяции и развитием переработки со временем замедлится и потребление ресурсов.
                                                0
                                                Я склонен думать, что со временем установится некий динамический эквилибриум — страны третьего мира все так же будут вариться в котле низкого уровня жизни/высокой рождаемости и будут волнообразно поставлять мигрантов в страны первого мира, где те будут скатываться в стагнацию — в ожидании следующей волны. Исход негров в Европу стал возможен только потому, что появилась такая вот вся из себя привлекательная Европа, не было бы Европы — «лишние» негры бы банально убили друг друга в очередной войне.
                                                  +2

                                                  А может этот исход стал возможен потому, что их туда впустили, нет? Этот процесс никак не связан с рождаемостью или качеством жизни где-либо, а обусловлен сугубо политическим интересом политиков определённого толка. Он полностью искусственен.

                                            0
                                            Обнаружился уже… даже несколько… стоимость образования, стоимость здравоохранения, стоимость жилья…
                                              +1
                                              Если не обнаружится/не будет создан механизм подавляющий желание размножаться, то от экспоненциального роста потребляемых ресурсов не уйти.


                                              — чем вас не устраивает индустриальный / постиндустральный переход (любой, выносящий труд из семьи, или, как говорят коллеги из англоязычного мира, «разделяющие бизнес и семью»)? Уже сейчас он дает индекс фертильности ниже уровня воспроизводства, что делает заботой будущего не пустые мальтрузианские страшилки про «конец ресурсов», а проблему депопуляции.

                                              Чтоб два раза не вставать, — мальтрузианство не только этим ущебрбно, — оно ущебрно отрицанием прогресса, реальность показала, что все устроено иначе, чем фантазируют о реальности мальтрузианцы, — рост человечества ведет к тому, что люди придумывают новые способы преодоления ограничений, в том числе ресурсных. Рост — это не слабость человечества, а его сила. Мы, человеки, живем в мире win-win стратегий, а не «деления пирога» (т.е. не в мире zero-sum games).
                                                0
                                                не в мире zero-sum games

                                                Больше человеков — больше мозгов, больше возможностей стоять на плечах гигантов и т.п. Это понятно. Но мне не нравится подход: так было раньше, значит так и будет.


                                                Постиндустриальный переход уменьшил фертильность. Хорошо. Но почему это произошло и что будет с постинтеллектуальным переходом? Роль биологических мозгов в прогрессе будет снижаться за счёт расширения использования мозгов искусственных. Как это повлияет на социум, мотивации, и т.п.? По-моему, пока никто не может этого сказать.

                                                  +4
                                                  Постиндустриальный переход уменьшил фертильность.
                                                  — «индустриальный и далее»

                                                  Но почему это произошло

                                                  — OMG, серьезно?!?? Это реально нужно еще кому-то объяснять? Я откровенно недоумеваю, этого в школах/ ВУЗах не дают / это недостаточно распространенное в массовой культуре «общее место»?

                                                  Там же натурально все очень просто, — в традиционном обществе, — иногда еще говорят «аграрном», но это не обязательно, ремесленники в городах так же жили, главное там — «труд не вынесен из семьи», семья и бизнес не разделены, все трудятся на семейное хозяйство, в семье, семья состоит из нескольких совместно проживающих поколений (использовать «патриархальная» тут тоже не совсем верное сужение), — в таком обществе дети — это прибыль, с 2+ — 3х лет их можно помаленьку пристраивать к делу, они взращиваются «под ногами», так же получая все необходимое образование, принося при этом в процессе реальную пользу семье. Дети в таком обществе это и медицинская страховка, и пенсия, и банк.

                                                  При индустриальном производстве разделение труда выносит труд из семьи и, заодно, делает его непригодным для детей, — для достаточно эффективного труда ты слишком специализированным работником должен быть, и тратить твое детство на низкооплавиваемую примитивную работу, взамен альтернативы «максимально хорошего обучения» — банально экономически не выгодная стратегия.

                                                  И дети из прибыли становятся огромным убытком (к примеру, в РФ сейчас главным фактором перехода в бедность является рождение второго ребенка, если вы не знали, привет ЕШ).

                                                  ВСЕ.

                                                  Это не какой-то страшный «поворот в мозгах», или «эгоистичное поколение».

                                                  Это РОВНО ТЕ ЖЕ ОСНОВАНИЯ СТРАТЕГИЙ ВЫЖИВАНИЯ, что и у людей в традиционном обществе. Просто для условий традиционного общества эти основания диктуют идин индекс фертильности, как оптимальный, а в индустриальном/ постиндустриальном — другой.
                                                  ___________

                                                  Есть, конечно, еще психологический, точнее, культурный аспект, аспект трансляции уклада. В традиционном обществе трансляция Человека этого общества была очень естественно устроена, — новый человечек проходил _образование_ в режиме 24x365x(время жизни), — он, взращиваясь «под ногами» в большой многовозрастной семье, во-первых, наблюдал все виды всевозможных сочетаний возростных и ролевых взаимодействий, а, во-вторых, отыгрывал их не себе со временем.

                                                  В с равнении с ними люди индустриального общества — дети из «Повелителя Мух», — их сгоняют в места компактного размещения, дают надсмотрщика, которых им декларативно что-то втирает про «что такое хорошо, а что такое плохо» (так нормы не имплантируются, или имплантируются очень неэффективно, не говоря про колоссальную урезанность (чтоб не сказать «кастрированность») такой трансляции), а в остальное время дети предоставлены детям. Ну и да, еще вечером свиданка с папой и мамой, при том — с папой и мамой (сейчас, кстати, чаще с одной только мамой бОльшую часть времени), находящимися вне контекста деятельных взаимодействий (ну, кроме очень узкого спектра вечерних взаимодействий), т.е. тоже «ни о чем» в плане обучения/ снятия норм взаимодействие.

                                                  Тут не только никакой ценности (или хотя бы _нормальности_) воспроизведения «многодетного уклада» не возникнет, — тут не возникает импринтинга на вошкание с младенцами (это можно по эволюции игрушек, кукл, понять, — еще в 80-е были распространены куклы — младенцы, с которыми нянчились девочки (паллиатив нянькания/вошканья с младшими братьями-сестрами, к которому припрягали в традиционом обществе детей самую малость постарше тех же младенцев, ага), сейчас это _ушло_, по крайней мере из массовых практик), — напомню, в традиционном обществе ко времени заведения своих детей ты уже успевал взарстить 3-4 своих братьев/ сестер/ кузенов, при том во всех возрастах, — в индустриальном/ постиндустриальном обществе у тебя нет не только этого импринтинка и ощущения нормальности этого уклада, — у тебя натурально нет опыта взаимодействия с детьми, начиная от младенца — «как его запеленать? Что делать, когда он плачет? Как брать его на руки, как держать ему головку? Что делать при коликах? Нормально ли, что он срыгивает?», — в том числе от этого для многих молодых родителей первый ребенок становится и последним, — не все дети общества, в котором люди не имеют привычки работать (еще одно следствие выноса труда из семьи! в традиционном обществе работа «24х7» становится _нормой_, при том _сразу_) готовы не утилизировать этот, зачастую травматичный для них опыт, а тем более — повторить его.

                                                  Но этот аспект — это так, «трудности второго порядка малости». Хотя истории «мы привезли маленькую А. из роддома, она плачет, а я, мать, стою, и не знаю что с ней делать» — я вот прям лчино слышал, и да, это реально для многих проблема «ой, боже, еще раз так мучаться?!?».

                                                  Так что вот, все механизмы известны, дети при выносе труда из семьи (а он неизбежно идет за разделением труда, и высокой специализацией) просто становятся экономически невыгодны, большой и очень долгой нагрузкой.

                                                  Люди просто самый экономически выгодный вариант поведения реализуют. Как и в традиционном обществе. Просто в индустриальном/ постиндустриальном обществе он другой.

                                                  Это ни хорошо, ни плохо, это просто так устроено.
                                                  ___________________________________________

                                                  и что будет с постинтеллектуальным переходом?


                                                  — Штааа?!??
                                                    0
                                                    — Штааа?!??

                                                    1. У нас в голове есть физическая система, реализующая интеллектуальные (и не очень) функции. Следовательно возможно искусственно создать систему, реализующую часть интеллектуальных функций, нужных для конкретных практических применений.


                                                    2. В какой-то момент станет экономически выгодно использовать искусственные системы для решения большинства интеллектуальных задач (как это произошло/происходит для работ требующих большой физической силы/алгоритмизируемых задач/задач, требующих наличие специализированного интеллекта).


                                                    3. Экономика останется движущей силой развития общества/технологий.



                                                    По каким пунктам не согласны?

                                                      0
                                                      По каким пунктам не согласны?

                                                      — a) по пункту названия этого "постинтеллектуальным переходом" конечно же. «Дьявол играет нами, когда мы не мыслим точно», как сказал однажды Мераб Константинович.

                                                      b)

                                                      Экономика останется движущей силой развития общества/технологий.
                                                      — Щито?!??
                                                        0

                                                        Ммм. Поконкретнее можно, пожалуйста? Сложно догадываться, что имеется в виду.


                                                        Постинтеллектуальное общество — общество, в котором интеллектуальные возможности (кроме экстремально высоких) и техническое/естественно-научное образование теряют экономическое значение.


                                                        — Щито?!??

                                                        Э? Та самая экономика, которая заставила общество перейти к малодетным семьям. Экономика как хозяйственная деятельность общества, создающая давление в сторону удешевления существующих технологий/создания новых технологий. Что-то не так?

                                                      0
                                                      Это реально нужно еще кому-то объяснять?

                                                      Спасибо за подробные объяснения. Но это не исключает существования (частично) само-изолированных обществ. Количество aмишей, скажем, пока растёт экспоненциально. Есть какой-то универсальный механизм распада таких обществ?

                                                        +1
                                                        Конечно. Земля у них кончится и все.
                                                        Фактически это крестьянская модель, без крепостных.
                                                        На какомто этапе они заселят всю возможную площадь и войдут в конфликт с обществом, а выиграть его не могут по причине слабой энерговооруженности.
                                                        Ну и внутри у них проблемы уже сейчас.
                                              +1
                                              Начали с прокорма больших мозгов потомков, но тему не развили совсем. Мозг дорогой по энергетике орган, но в данный момент проблема прокорма не стоит. По эволюционным меркам совсем недавно, люди сняли проблему прохода мозга через тазовые кости. Если большой мозг эволюционно выгоден, больше ничего не мешает ему развиваться. Пока это не очевидно, многие великие люди имели небольшой мозг, а большой мозг сам по себе не гарантирует больших интеллектуальных способностей. Но даже если и способствует, то на мой взгляд, проблема скорости прохождения импульсов станет куда раньше, чем обеспечение энергией и соответственно отвод тепла.

                                              Из всего описанного в статье, я возлагаю определенные надежды лишь на черную дыру. У нее есть потенциал быть хорошим аккумулятором и источником энергии будущего, притом хорошо масштабируемым.
                                                –1
                                                Можно заменить мозг на виртуальную машину мозга, а в череп воткнуть антенну для связи с виртуалкой. Тогда не будет энергетических ограничений
                                                +1

                                                Какие средства связи будут у наших потомков? Потому что без сверх световых средств связи никакой экспансии не будет

                                                  –1
                                                  Имхо нужны сверхсветовые корабли например с Трубой Красникова. Как будет на самом деле неизвестно — у наших прадедов в деревне вообще не было электричества — кто же знает что будет через 100 лет, хотя в предел энергии валентных электронов мы уже уперлись (цикл «цивилизация пружин»)
                                                    +2

                                                    Так нет никаких рабочих сверхсветовых технологий, или уже научились доставать отрицательную энергию для двигателя Альбукерке?

                                                      –1
                                                      Труба Красникова не требует экзотической материи, вы бы хоть вики почитали, а нарушение принципа причинности с помощью двух таких труб — так принцип Причинности это не постулат а эмпирическое наблюдение
                                                        +2

                                                        Что? Не требует? Это то же самое искривление пространства, что и в двигателе Альбукерке. Или есть какие-то другие "гипотетические технологии"?

                                                          +4
                                                          двигателе Альбукерке

                                                          *Альбукерк — это город.
                                                          А двигатель, буде таковой построен — Алькубьерре.
                                                            0

                                                            Давайте все-таки писать правильно. Альбукерке — это город на юге США, а двигатель — Алькубьерре.

                                                              +1

                                                              Да, дурацкая замена на телефоне

                                                              –1
                                                              Ваша правда, в википедии была не вся информация — стенки для трубы создаются с помощью отрицательной энергии. Но может наш мир все же сложнее чем мы его знаем и потомки научатся летать быстрее света.
                                                          +1
                                                          (цикл «цивилизация пружин»)

                                                          Не всему из этого цикла можно верить (есть факты, опровергающие описываемую теорию, это говорит о ложности теории, но автор их игнорирует — это антинаучно по формальным критериям, проще говоря, цикл — красивая сказка, а не описание нашей реальности).

                                                            +1
                                                            А можно конкретнее?
                                                              0

                                                              Вот эта ветка со срачем дискуссии. Может быть, я аргументировал ту же мысль где-то ещё.

                                                        0

                                                        Как экран удержать на расстоянии от солнца в определенном направлении? Он не упадет на солнце?

                                                          0
                                                          Судя по схеме он и на солнце направляет реактивную струю, если я ее правильно понял
                                                            +1
                                                            Его будет держать ветер.
                                                            Смотрите. Допустим на экран действует сила притяжения А, а он отражает протоны, в результате чего на него воздействует сила Б=А*0.99. Тогда экран начнет приближатся к Солнцу, поскольку он ближе, он перекрывает больший поток частиц, сила Б растет, становится Б=1.01А, экран отодвигается.
                                                            Есть проблемы с ветром и разной активностью, но в общем случае они решаемы если экран достаточно далеко.
                                                            а направление самого экрана можно регулировать «наклоном» боковушек.

                                                            На данном этапе затея неосуществима в связи с необходимой структурной прочностью экрана, на него будут влиять приливные силы, что будет его ломать. Но можно сделать кучу маленьких экранчиков.
                                                            –7

                                                            Мда… Нам в России в деревне в каждый дом газ бы запустить, а некоторые уже Солнце на Андромеду передвинуть хотят… С мирскими делами бы управиться....

                                                              0
                                                              Вы же видели фильмы всякие там cyberpunk — трущобы там и всё вот это вот?
                                                                –2
                                                                Нам в России в деревне в каждый дом газ бы запустить
                                                                Осспади, зачем? Зачем тянуть газопроводы в каждую деревню с населением в три старушки и собаку Шарик? Если людям так хочется иметь в своём жилище вонючую, ядовитую, взрывоопасную субстанцию — пусть покупают эту мерзость в баллонах.
                                                                  +2
                                                                  А отапливать жильё прикажете газом из баллона? Или Шарик пусть валежника насобирает?
                                                                    0
                                                                    Или Шарик пусть валежника насобирает?

                                                                    Ну да, не зря же разрешили.
                                                                      0
                                                                      В деревне? Дровами, углем, печным топливом, электричеством.
                                                                        0
                                                                        Осспади, зачем? Зачем

                                                                        вам машины, если у вас дорог нету?
                                                                          0
                                                                          Отапливаться электричеством могут себе позволить разве что олигархи, а пенсии описанным вами старушкам на покупку угля на всю зиму точно не хватит (а ещё покушать и Шарика покормить).
                                                                            +4
                                                                            Ну тогда и решать надо именно эту проблему (нищета глубинки), а не как в каждый дом трубу с ядовитой гадостью засунуть.
                                                                    0
                                                                    Спасибо за критику Сферы Дайсона, от её упоминания как само собой разумеющегося источника энергии в будущем, аж бомбит.
                                                                    С ЧД интересно! Читал только про общеизвестный способ — скидывания хлама в аккреционный диск
                                                                      0
                                                                      С черной дырой надо найти И массивную, И вращающуюся или научится ускорять вращение ЧД. К тому же рядом не должно быть источников массы.

                                                                      Простая логика подсказывает, что такая дыра будет тормозится окружающими звездами еще до ее нахождения цивилизацией.

                                                                      С мозгом… Ну живут же люди с весом в 100-120кг, что на 20% больше текущего среднего. Что им мешает кормить мозг с весом на 10% больше?
                                                                        0
                                                                        Наверное тот факт что бесконечно много глюкозы передать через кровь не выйдет.
                                                                          0
                                                                          Не понял, что вы имели в виду.
                                                                          Обьем крови ведь увеличивается, как и кровоток.
                                                                            +2
                                                                            Нужно еще увеличить скорость кровотока (ну или диаметр сосудов). Плюс еще возрастает тепловыделениве в такой довольно компактной области, и это тепло надо как-то отводить.
                                                                              +3
                                                                              и это тепло надо как-то отводить.

                                                                              Радиаторы отращивать.
                                                                              Это работает — слоны не дадут соврать.
                                                                                0
                                                                                Вот я тоже про что-то такое подумал :)
                                                                                В принципе есть еще несколько вариантов, но уши — уже существующий и отработанный. Например:
                                                                                — Выносить тепло самой кровью, и сбрасывать на чем-то вроде крыльев (т.е. переносим уши на спину).
                                                                                — Увеличить площадь поверхности легких и через них с испарением воды отдавать тепло.
                                                                                — Сменить регион проживания (т.е. окружающую температуру) на более прохладный.
                                                                                  +1
                                                                                  Так у слонов и так уши — почти крылья.
                                                                                  А смену регионов мы и наблюдаем, на экваторе думать сложнее(было). Но сейчас кондиционеры.
                                                                                0
                                                                                Неплохо помнить, что от сопротивление трубы потоку вязкой жидкости обратно пропорционально четвертой(!) степени диаметра. Так что диаметр сосудов нужно очень не сильно увеличить для увеличения мозга, к примеру, вдвое.
                                                                                Другой разговор, что этого не наблюдается — наш мозг меньше, чем мозг некоторых более древних гоминид.
                                                                                  0
                                                                                  > Так что диаметр сосудов нужно очень не сильно увеличить для увеличения мозга, к примеру, вдвое.

                                                                                  Мне кажется, тут не все так просто.
                                                                                  Кровь — это не совсем «сферическая жидкость в вакууме», а сосуды — это не жесткие трубы с гладкой внутренней поверхностью. Плюс еще и гравитация. Ну и не забываем, что до тканей все это доставляется через систему капилляров, где свои правила, и отводится оттуда так же.

                                                                                  > Другой разговор, что этого не наблюдается — наш мозг меньше, чем мозг некоторых более древних гоминид.

                                                                                  Так вроде же давно уже выяснилось, что не в размере дело, а в уменииплощади поверхности и связях.
                                                                          +4

                                                                          Кстати, когда говорят об источниках энергии, то часто забывают, что все работает не на самой энергии как таковой, на градиенте энергии. К счастью, для сферы Дайсона такой градиент обеспечить очень легко — это горячее солнце с одной стороны и холодный космос с другой. Но все равно потребуется строить охладители, сравнимые по размеру с приемниками солнечного излучения. Которые будут после использования переизлучать энергию на более низкой частоте (инфракрасное излучение, как правило). На МКС радиаторы сравнимы по размеру с солнечными панелями. Это те что повернуты перпендикулярно солнцу. Перспективные системы, вроде капельных испарителей, конечно уменьшают необходимую площадь радиаторов, но кардинально проблему не решают.


                                                                          Обычно это все не проблема, но иногда нужно учитывать. К примеру, Меркурий близок к солнцу, солнечные панели эффективны. Но где градиент, куда девать тепло от них? В космосе вы можете переизлучать радиаторами в космос с другой стороны. Но на самой планете придется строить тепловые насосы на другую, темную сторону планеты, чтобы там охлаждать. Так как день на Меркурии длится 88 суток и по ночам, как на земле, часто охлаждать не получится. Или взять спутник Титан. Углеводородов как топлива, там полно. Но где градиент энергии? Его нет, так как окислители там отсутствуют. Колонистам придется их везти их с собой. А так-то окислителя обычно требуется больше, чем топлива. Поэтому ещё не факт что выгоднее.


                                                                          Поэтому искать нужно не легко доступные источники энергии, а легко доступные для использования градиенты энергии. Это касается и земной энергетики, кстати.

                                                                            +1

                                                                            На Меркурии на полюсах -93℃. Терминатор двигается со скоростью 3км/ч на экваторе (солнечные сутки Меркурия — 176 земных суток). Имеет смысл извлекать энергию сначала рядом с полюсами, а потом в районе терминатора. Не так уж всё и плохо.

                                                                              0
                                                                              Градиент энергии и тепловые насосы вы уже упомянули. Остаётся применить второе к увеличению первого, т.е. научиться концентрировать более подвижные частицы в меньшем объёме, охлаждая тем самым большую часть массы. А сконцентрированную энергию можно переизлучить в правильном направлении, получив попутно импульс, скажем, для удержания орбиты.
                                                                                +1
                                                                                Вы путаете энергию и температуру.
                                                                                  0

                                                                                  Вот смотрите, в солнечный день на экваторе на каждый квадратный метр падает 1 кВт мощности солнечной энергии (1000 Дж в секунду). Это энергия? Да, безусловно. Для полета одноместному самолёту достаточно 10-20 кВт, или энергии 10-20 кДж/сек. Значит самолёт с площадью крыла 20 м2, покрытому прозрачной пленкой с черной поверхностью внутри, собирающей всю эту тепловую энергию (есть черные материалы, поглощающие под 99% света), должен быть способен лететь от этой энергии, поступающей от солнца.


                                                                                  Но можно ли это сделать технически? Нет. Потому что реальный итоговый градиент энергии, который можно использовать для этой цели, совсем не так хорош. В данном случае это связано с КПД тепловой машины, преобразующей тепловую энергию от солнца в механическую вращения винта. Он по циклу Карно Карно зависит перепада температур, при нагреве солнцем воды до пара 100 град, КПД будет всего 1-2%. И для полета такому самолету понадобится крыло не 20 м2, а 2000 м2. Чтобы поднять КПД хотя бы до 25%, нужно температуру нагрева от солнца повышать до 1000 град или около того.


                                                                                  Как видите, неважно сколько получили энергии (хотя ее количество ограничивает верхний предел, конечно). Важно какой в итоге имеется градиент энергии до и после использования. Вся движуха в этой жизни работает именно на градиенте энергии. В случае атомной энергетики градиент энергии между тяжёлым изотопом или изомером, которые могут перейти в более лёгкую форму (или в более круглую форму в случае изомера), очень высок. Поэтому атомная и в будущем термоядерная энергетика так выгодны.


                                                                                  А то что в обычных атомах содержится невероятно огромная энергия внутриатомных связей (между кварками, например), если ее нельзя привести к какому-то градиенту энергии, то эта энергия полностью бесполезна. Независимо от ее количества в джоулях. Потому что без градиента — физических условий, где есть более высокий и более низкий уровень энергии, ее использовать невозможно.

                                                                                    0
                                                                                    Хм… А не могли бы Вы как-то более популярно разъяснить, что такое «градиент»?

                                                                                    В области физики, мой уровень образования — «общеобразовательный» чуть выше среднего.
                                                                                    После прочтения Вашего коммента, на сороковом году жизни у меня появилось сомнение, а правильно ли я понимал суть происходящего в этой жизни?
                                                                                    Спасите если можете, сорок лет псу под хвост — это жестоко, может еще не все так плохо и что-то можно исправить?

                                                                                    Это что-то на подобии «разности потенциалов»?
                                                                                    Если можно, на простых примерах, например двигатель внутреннего сгорания — где у него «градиент», от которого зависит его мощность?
                                                                                      +1
                                                                                      У ДВС в момент вспышки горение в сжатом воздухе, температура до 2300 К. На выхлопе — 900 К. Вот вам и разница.
                                                                                        0
                                                                                        Это что-то на подобии «разности потенциалов»?

                                                                                        Ну да. Скажем, поле Хиггса имеет ненулевую энергию. Но пока не сможем найти другой вид энергии, в который можно перевести эту ненулевую энергию, практически использовать ее никак не получится. Хотя она есть и измеряется в конкретном числе джоулей.


                                                                                        В двс на входе энергия химических связей в топливе, на выходе тепловая и механическая энергия. Это однонаправленный градиент энергии. Нельзя взять то количество тепла, что выделилось в результате работы двс и его механическую работу, и преобразовать их обратно в такое же количество химической энергии. На это придется затратить еще больше энергии.


                                                                                        Проще это представить как разность потенциальной энергии на разных высотах. Собственно говоря, есть такое понятие как высокопотенциальная и низкопотенциальная энергия. Электрическая энергия — высокопотенциальная. Тепловая — низкопотенциальная. Электрическая энергия легко переходит в тепловую. А обратно нет.


                                                                                        Поэтому недостаточно где-то найти источник энергии. Необходимо, чтобы ее можно было преобразовать в более низкопотенциальный вид энергии. То есть был нисходящий градиент энергии. Просто в обычной жизни под определением "источник энергии" уже подразумевается, что есть градиент, который можно использовать (другие варианты нас просто не интересовали). Но строго говоря, это не всегда так. И в необычных условиях, например среди космических источников энергии, это порой нужно учитывать. Как с Титаном, состоящим из сплошных углеводородов (топлива). Но толку от этого ноль, так как там отсутствуют окислители.

                                                                                          0
                                                                                          Это очень вольный пересказ закона о неубивании энтропии.
                                                                                          0
                                                                                          Градиент — это производная какой-то величины по какой-то длине.
                                                                                          Ну, скорость — это изменение во времени, а градиент — в пространстве. Градиентную заливку фигуры двумя цветами видели? Это градиент цвета по длине или ширине фигуры.
                                                                                          0
                                                                                          Солнчный свет, можно считать, имеет температуру 6000 градусов (температура повержности солнца). С помощью солнечных батарей его можно перевести в электричество с хорошим КПД, но, действительно не 100%. А если бы свет был бы монохромным, теоретичнского ограничения на КПД уже бы не было.
                                                                                          Электричество не предполагает «градиента энергии», что бы ее использовать (есть градиент заряда, но с помощью электромагнетизма можно обойтись и без него).
                                                                                            +1
                                                                                            Электричество не предполагает

                                                                                            Разность потенциалов на источнике питания. Можно рассматривать как градиент, но на практике — градиент не нужен, нужна только разность между двумя точками.
                                                                                          +1
                                                                                          Скорее — потенциал.
                                                                                          Работу можно получить из разницы потенциальных уровней — не суть важно чего. Температура, сила тяжести, электрическое поле.
                                                                                            0
                                                                                            температура есть мера внутренней энергии вещества
                                                                                            0
                                                                                            уменьшают необходимую площадь радиаторов

                                                                                            Никакое тело не может излучать больше, чем описанное около него АЧТ.
                                                                                            Капельный радиатор — наоборот имеет очень большую площадь излучения. Только излучает не конструкция, а голый теплоноситель, потому конструкция может быть меньше и легче.
                                                                                            +1
                                                                                            А каким образом энергия собранная сферой дайсона будет питать электрокипятильник на земле?
                                                                                              +3

                                                                                              Она просто не будет выпускать солнечную энергию наружу, и температура внутри поднимется настолько, что кипятильник больше не понадобится)


                                                                                              Ну а "стандартный" способ передачи энергии в таких проектах — лазеры/мазеры и солнечные батареи/антенны. Да и производство можно прямо на этой сфере размещать.

                                                                                              +2

                                                                                              Вот тут можно про это посмотреть:
                                                                                              https://youtu.be/v3y8AIEX_dU

                                                                                                +1
                                                                                                Поддерживаю! Kurzgesagt рулит.
                                                                                                В их видео куда понятнее рассказывается.
                                                                                                0

                                                                                                Странно, уже раз сто читал про сферу Дайсона и только сейчас подумал — такая сфера может быть каким-никаким решением для проблемы межзвездной войны в "Задаче Трех Тел". Разве что по гравитации отследят.

                                                                                                  +1

                                                                                                  Не по гравитации, а по сдвигу пика излучения — оно ведь не накапливается внутри бесконечно, а вынужденно сбрасывается. Это, кстати, одно из направлений SETI — поиск цивилизаций по сигнатурам излучения, предсказываемым для мегаструктур. То есть, реальный проект занимается этим прямо сейчас. Пока безуспешно, но подозрительные кандидаты имеются.

                                                                                                    0
                                                                                                    а вынужденно сбрасывается.

                                                                                                    Если сбрасывать направленно — можно двигать звезду.
                                                                                                      0

                                                                                                      Только сферу, но не саму звезду. Либо придется изобретать способ удержания звезды в центре сферы.

                                                                                                        0
                                                                                                        Либо придется изобретать способ удержания звезды в центре сферы.

                                                                                                        Его и так придётся изобретать, потому что сфера — неустойчива.
                                                                                                          0

                                                                                                          Это вероятно можно сделать, управляя направлением переизлученного света/звездного ветра, то есть не затрагивая звезду. А вот заставить звезду двигаться вместе с оболочкой нетривиальная задачка.

                                                                                                  +1
                                                                                                  Собственно сферы Дайсона пока не наблюдаются что-то, а должны бы.
                                                                                                  Так что если оставаться на позиции веры в многообразие разумной жизни во вселенной, то скорее всего люди пока слишком мало знают.
                                                                                                  А наши рассуждения о технологиях сверхразвитых цивилизаций, опирающиеся на доступную нам на данном уровне развития картину мира, сродни рассуждениям о потонувшем в навозе Лондоне, в газете 19-го века.
                                                                                                    –1
                                                                                                    Какие источники энергии могут быть у цивилизаций, стоящих на гораздо более высокой ступени развития, чем мы?

                                                                                                    Вестимо, это будет МНТ — модуль нулевой точки.
                                                                                                      +2
                                                                                                      «Но есть одна проблемка: человеческий мозг — главный потребитель энергии в организме.»

                                                                                                      Если бы это было правдой, то голова была бы заметно горячее остальных частей тела.
                                                                                                      В реальности мозг потребляет максимум 20 ватт, весь организм в целом от 100 вт в покое, до примерно 1000 вт при кратковременных пиковых нагрузках.
                                                                                                        +2
                                                                                                        Если бы это было правдой, то голова была бы заметно горячее остальных частей тела.

                                                                                                        Ну она и есть одна из самых тёплых частей тела.
                                                                                                        Картинки с тепловизора с тушкой человека подтверждают.
                                                                                                          0
                                                                                                          Неа, так было бы если бы небыло кровеносной системы.
                                                                                                          У человека голова специально заизолирована волосами, а поверхностями сброса в основном выступают спина и внешние стороны бедер и рук. Ну просто они лучше обдуваются и имеют большую поверхность. Поверхность головы менее 10%, при 20-30% потребления в разных режимах. Еще и волосы качественно закрывают 60+% головы.
                                                                                                          0
                                                                                                          Спасибо за описание «звездного двигателя». Теперь понятно, почему не наблюдаются сферы Дайсона — зачем строить такую конструкцию, чтобы ее уничтожила сверхновая. Лучше оставить «пространство для маневра» — и сделать наполовину сферу Дайсона, наполовину звездный двигатель. Ну а «на радаре» такое неполное блокирование света скорее будет похоже на звездную систему с множеством планет, а выхлоп двигателя на влияние близкой черной дыры.
                                                                                                            +3
                                                                                                            Но есть одна проблемка: человеческий мозг — главный потребитель энергии в организме. И при его сегодняшнем размере он уже требует ого-го сколько. Так что у наших потомков не будет большущих мозгов, они их просто не прокормят


                                                                                                            В первобытные времена — да, конечно.

                                                                                                            Но сейчас мы запросто толстеем. Уже сейчас не проблема хоть даже чистую глюкозу потреблять в немерянных количествах, если уж мозгу так нужно питания.
                                                                                                              0
                                                                                                              Как-то это все мелковато для сверхцивилизации. Предлогаю настоящий мегапроект!
                                                                                                              Вселенная расширяется, значит если взять очень длинную нить, она окажется натянутой.
                                                                                                              Если по середине нить разорвать и по немногу отпускать, будет совершаться работа. Если нить достаточно длинная и тяжелая, выделевшийся энергии будет достаточно, что бы нарастить нить вновь синтезированной. Нить станет длиннее, и энергии будет вырабатывать еще больше.
                                                                                                                +1

                                                                                                                Скорее всего будет очень и очень сложно следить за всей длинной нити. Точно так же можно сделать и в океане, ведь вода приливается по планете к луне. Можно было бы одной нитью опоясать по экватору и в нескольких точках поставить генераторы. И между этими генераторами в разные положения луны будет разное натяжение нити.


                                                                                                                Вот только в океане ниточка то заведомо порвётся. Тоже самое будет и с ниточкой в космосе. Слишком много опасностей для этой тонкой ниточки.

                                                                                                                  +1
                                                                                                                  На то они и мегапроекты, что бы быть не простыми…
                                                                                                                  0
                                                                                                                  А как обеспечить преобладание космологического отталкивания над самогравитацией нити?
                                                                                                                    +1

                                                                                                                    Самогравитацию можно не учитывать. "Ниточка" с удельной массой тонна/метр и длиной один парсек будет на своих концах будет создавать ускорение свободного падения около 9E-24 м/с^2. Скорость расширения пространства на дистанции 1 парсек около 7 см/с.

                                                                                                                      +1

                                                                                                                      Неверно посчитал. Если взять формулу отсюда, то для цилиндра радиусом 0.1м, плотностью 1000 кг/м^3 и длиной один парсек ускорение свободного падения на торце получается около 4E-8 м/с^2.

                                                                                                                      0
                                                                                                                      Большой длиной. Мы же говорим о мегапроектах, масштабы галактических скоплений нас не остановят.
                                                                                                                      +2
                                                                                                                      1) Edward R. Harrison. Mining energy in an expanding universe. Ap. J., 226:63–66, 1995.
                                                                                                                      2) Rupert Parry, Extracting energy from the expanding universe: can we avoid the heat death?, Sydney Institute for Astronomy, 2015 [pdf]

                                                                                                                      В 1 написано, что для объёкта массой с Луну привязанного нитью длиной 1 мегапарсек получается энергия «on the order of the entire present-day consumption of the human race».
                                                                                                                      В 2 есть рассчёты для нити, которая просто вытянута за пределы гравитации локальной группы галактик. Из графика 4.4 там получается сила натяжения F = 8.4E-5 k*L, откуда можно прикинуть, что для углеродных нанотрубок будет F = 8.4E7 * S [Н/м*м], т.е. 84 Ньютона для нити сечением 1 мм2.

                                                                                                                      Насколько я понимаю, просто расширения вселенной недостаточно для генерации, т.к. линейное расширение эквивалентно простому разбеганию объектов и энергию можно получить только за счёт торможения удалённых объектов до нулевой скорости относительно друг друга. А вот если расширение вселенной ускорено, то это может быть обеспечено только некоторой силой, отталкивающей удалённые объекты. Вот эту силу уже можно заставить производить энергию.
                                                                                                                        0
                                                                                                                        Спасибо, очень интересно.
                                                                                                                        Знакомый физик утверждал, что расширение Вселенной можно рассматривать как антигравитационное поле с линейным потенциалом — то есть двигаясь по замкнутым траекториями энергию из него не получить. Может быть при неравномерном расширении такое возможно.
                                                                                                                        Из равномерного расширения энергию можно получать при неограниченном удлинении нити, что полтребует постоянное потребление материала. Если бы нить была достаточно прочной и длинной, этот материал можно было бы синтезировать из вырабатываемой энергии.
                                                                                                                          0
                                                                                                                          > расширение Вселенной можно рассматривать как антигравитационное поле с линейным потенциалом
                                                                                                                          Закон Хаббла говорит, что у далёких объектов есть некоторая скорость относительно нас. Скорость, но не ускорение, т.е. не предполагается наличие некоторой силы которая расталкивает далёкие объекты, просто движение. Если «постоянная Хаббла» действительно постоянна и расширение вселенной не является ускоренным, то на длинную нить не будет действовать растягивающих сил. Нить же надо каким-то образом создать и расположить в космосе. Как вы её расположите так она и будет висеть.
                                                                                                                          Вот тут подозревают, что данные об ускоренном расширении могут быть неверны:
                                                                                                                          phys.org/news/2019-11-evidence-anisotropy-cosmic.html
                                                                                                                      +1

                                                                                                                      Недавно на ютубчике про всё это видел. Правда в нескольких разных видео:


                                                                                                                        0
                                                                                                                        Но есть одна проблемка: человеческий мозг — главный потребитель энергии в организме. И при его сегодняшнем размере он уже требует ого-го сколько. Так что у наших потомков не будет большущих мозгов, они их просто не прокормят

                                                                                                                        прокормить-то не проблема, чай, не в пещерах живём
                                                                                                                        а вот с отводом тепла будут проблемы, они и сейчас есть
                                                                                                                          +1
                                                                                                                          опять всё в кучу
                                                                                                                          пятиминутка занудства на хабре:

                                                                                                                          В-третьих, любая жёсткая структура (сферическая, кубическая, какая угодно) будет неизбежно разрушена многочисленными астероидами и кометами

                                                                                                                          эмм, я думаю, цивилизация, способная построить сферу дайсона, как-нибудь, да решит проблему астероидов и комет

                                                                                                                          Некоторые чёрные дыры не статичны, а вращаются вокруг своей оси

                                                                                                                          большинство или все AFAIK

                                                                                                                          Современная физика гласит, что в центре любой чёрной дыры находится гравитационная сингулярность — бесконечно малая точка с нулевой поверхностью, в которой сконцентрирована вся масса объекта

                                                                                                                          не совсем так — это имеющиеся уравнения дают такое решение
                                                                                                                          как оно выглядит физически — никто не знает

                                                                                                                          Представим, что какая-нибудь высокоразвитая цивилизация нашла быстровращающуюся чёрную дыру и построила вокруг неё сферическую оболочку из зеркал, обращённых внутрь <...> Теперь открываем в ней отверстие и запускаем внутрь пучок электромагнитных волн. Эти волны получают с помощью эргосферы ускорение и вылетают наружу, отражаются от зеркала, возвращаются в эргосферу, ещё больше ускоряются, опять вылетают, отражаются, возвращаются, ускоряются, и т. д.

                                                                                                                          электромагнитные волны? получают ускорение? ускоряются? оооок
                                                                                                                          даже если мы забудем про ускорение электромагнитных волн, повышение энергетичности ЭМ-кванта сводится к увеличению его частоты, то есть «синему смещению», нужны какие-то «зеркала», обладающие близким к идеальному отражением во всём спектре, от начальной инициирующей частоты до рентгена и гамма-излучения

                                                                                                                          По сути, это параболический солнечный парус, построенный рядом с Солнцем. Парус будет отражать излучаемые звездой фотоны, создавая реактивную тягу, начнёт менять траекторию полёта

                                                                                                                          парус будет менять свою траекторию
                                                                                                                          чтобы это повлекло за собой изменение траектории солнца, они должны быть между собой связаны, механически, электромагнитно, гравитационно; короче, импульс паруса должен как-то передаваться солнцу
                                                                                                                          это же касается и второго варианта

                                                                                                                          Или вообще переехать, скажем, в Андромеду: за 10 млн лет двигатель способен вывести Солнечную систему из нашей галактики

                                                                                                                          совсем уж придирка, но тем не менее — во-первых, 2,5 млн св. лет за 10 млн лет это четверть световой без учёта разгона и торможения, а во-вторых, надо просто подождать и через 4 млрд лет она сама к нам прилетит
                                                                                                                            +1
                                                                                                                            это имеющиеся уравнения дают такое решение

                                                                                                                            Я слышал от одного астронома, что если уравнение даёт бесконечность — значит мы вышли за область его применимости. Что, сингулярность — это скорее всего артефакт теории, который устранится с разработкой квантовой теории относительности.
                                                                                                                              0
                                                                                                                              всё так, именно это я и имел в виду
                                                                                                                              0
                                                                                                                              парус будет менять свою траекторию
                                                                                                                              чтобы это повлекло за собой изменение траектории солнца, они должны быть между собой связаны, механически, электромагнитно, гравитационно; короче, импульс паруса должен как-то передаваться солнцу


                                                                                                                              Да, идея в том, что они связаны гравитационно

                                                                                                                              В теории, гравитационное притяжение должно компенсироваться давлением излучения, а значит отражатель должен быть очень лёгким, то есть тонким — микронной толщины. Параболическая форма нужна для того, чтобы собирать отражённые фотоны в направленный факел, иначе реактивной тяги будет недостаточно для изменения траектории звезды, сила тяги у такого двигателя и без того невысока
                                                                                                                                0
                                                                                                                                чтобы они были связаны гравитационно, масса паруса должна быть сравнима с массой солнца
                                                                                                                                парус просто сдует солнечным ветром, и это при условии, что он выдерживает давление этого самого солнечного ветра
                                                                                                                                почему при это должна двигаться звезда, я решительно не понимаю
                                                                                                                                  0
                                                                                                                                  сравнима с массой солнца

                                                                                                                                  Нет, достаточно, чтобы сила его притяжения с Солнцем была равна силе реакции солнечного ветра.

                                                                                                                              +1
                                                                                                                              Просто оставлю тут: lleo.me/arhive/other/daison.shtml
                                                                                                                                0
                                                                                                                                Ну, тут с Кагановым местами можно и поспорить. По части большого количества удобных пещер мы таки осуществили неандертальские мечты, так что потомки, возможно, осуществят наши. К тому же ИМХО презренный металл низкоэнтропийную энергию будут ценить даже наиболее социально развитые и духовно богатые существа, потому что принцип Ландауэра таки ограничивает достижимое богатство внутреннего мира доступной энергией.
                                                                                                                                0
                                                                                                                                «Сверхмассивная чёрная дыра может исторгнуть из себя столько энергии, сколько выделяется при взрыве сверхновой»
                                                                                                                                — Речь шла о достаточно малой ЧД, небольшого радиуса (горизонта событий), чтобы было не так сложно построить подобие сферы Дайсона.
                                                                                                                                И: отражатель — не идеальный. Значит, он будет нагреваться, пока не перегреется.
                                                                                                                                Вот тогда — и увидем вспышку.

                                                                                                                                «звёзды вместе со своими планетами мчатся в пустоте с гигантскими скоростями, за секунду пролетая тысячи километров»
                                                                                                                                — Что берём за условный ноль (скорости)?
                                                                                                                                Эфира пока так и не обнаружили.
                                                                                                                                Да и заметного замедления времени, обусловленного движением
                                                                                                                                (преобразованиями Лоренца) тоже — пока не заметили.
                                                                                                                                Откуда цифра?

                                                                                                                                «а значит отражатель должен быть очень лёгким, то есть тонким»
                                                                                                                                — А его:
                                                                                                                                1) не разрушат те-же метеориты, что угрожают целостности сферы Дайсона?
                                                                                                                                2) тем-же давлением света (ведь он получает импульс, равный удвоенному от каждого кванта) — его не унесёт?

                                                                                                                                «можно фокусировать отражённый солнечный свет в точке на поверхности звезды прямо напротив двигателя, что приведёт к локальному перегреву и выбрасыванию миллиардов тонн вещества Солнца»
                                                                                                                                — Сомневаюсь, что можно «перегреть» достаточно холодную плазму (температура фотосферы оценивается в 6000К).

                                                                                                                                «Для сравнения, двигатель Шкадова способен сдвинуть Солнце на 100 световых лет за 320 млн лет, а двигатель Каплана — менее чем за 2 млн лет.»
                                                                                                                                — От чего отталкаваться будем? (вопрос уже поднимался)
                                                                                                                                Или «привяжем» к Солнцу нашу зеркальную параболическую антенну?
                                                                                                                                Как?
                                                                                                                                — Жаропрочными космическими канатами :)

                                                                                                                                «Это уже может увести наш дом подальше от сверхновой»
                                                                                                                                — А за какое время сможем создать всё необходимое?

                                                                                                                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                                                                Самое читаемое