Согласно новому анализу, мегаструктуры инопланетян, построенные для сбора звёздной энергии или изменения орбит звёзд, на самом деле физически допустимы. Более того, эти огромные внеземные сооружения могли бы оставаться стабильными в течение невероятно долгого времени — при правильной конфигурации.
Их излучение может быть настолько характерным, что позволит астрономам искать цивилизации, которые просуществовали достаточно долго, чтобы приблизиться к верхней части шкалы Кардашёва.
Неожиданные математические выкладки, лежащие в основе этой идеи, подробно описаны в недавнем исследовании Колина МакИннеса, инженера-учёного из Университета Глазго, который ранее моделировал осуществимость супермасштабных астрономических проектов, направленных, например, на изменение орбит планет. Теперь он просчитал упрощённый проект создания пассивно стабильных мегаструктур, таких как звёздные машины и пузыри Дайсона.
Учёные и писатели-фантасты представляют звёздные машины как огромные отражающие конструкции, гравитационно связанные с материнской звездой. В своей простейшей форме эта концепция представляет собой плоский диск, хотя МакИннес считает, что кольцевая версия может быть более устойчивой.
Эти машины используют давление, оказываемое звёздным излучением, для изменения орбиты звезды и перемещения целых солнечных систем в космосе — к примеру, с целью избежать космической катастрофы, способной уничтожить цивилизацию.
Пузырь Дайсона, наоборот, окружает звезду со всех сторон плотным роем отражателей, чтобы собирать её свет и обеспечивать гораздо больше энергии, чем может дать любой планетарный процесс.
Любая цивилизация рано или поздно исчерпает ресурсы планеты и даже звезды. Поэтому развитые цивилизации неизбежно будут нуждаться в непостижимых количествах энергии для терраформирования других планет, изменения орбит небесных тел или обеспечения межзвёздных путешествий.
Но смогут ли придуманные нами мегаструктуры астрономического масштаба оставаться стабильными сами по себе, без необходимости постоянно их подправлять?
Чтобы это выяснить, МакИннес разработал расчёты, в которых мегаструктуры рассматриваются как трёхмерные объекты, а не как точечные массы без размеров.
Эти расчёты показывают, что звёздные машины с равномерным распределением массы всегда нестабильны. Однако их можно сделать пассивно стабильными, если собрать их в виде отражателя, поддерживаемого кольцом, в котором сосредоточена большая часть массы конструкции (что-то вроде бубна).
Точно так же статические пузыри Дайсона могут быть по своей сути нестабильными. Тем не менее пузырь Дайсона — потенциально собранный из материи планетной системы — может достичь пассивной стабильности, если он состоит из огромного количества маломассивных отражателей, образующих облако, достаточно плотное, чтобы уравновесить собственную гравитацию силами, оказываемыми звездой-хозяйкой.
Долгосрочная стабильность также предполагает возможность существования давно заброшенных реликтовых мегаструктур. Вселенная старая и непредсказуема, поэтому даже развитые существа могут вымереть, но оставить после себя свои творения.
Расчёты МакИннеса основаны на законах физики, поэтому они дают подсказки о том, на что следует обратить внимание при поиске внеземных цивилизаций.
