Teleskop Kepler to prawdziwy łowca planet pozasłonecznych – odkrył ich już tysiące. Kilka miesięcy temu wycelowano go w sektor nieba pomiędzy gwiazdozbiorami Lutni i Łabędzia, gdzie badał gwiazdę KIC 8462852, odległą od Ziemi o 1480 lat świetlnych. Zgodnie z procedurą Kepler rejestrował zmiany jasności tarczy gwiazdy, aby na tej podstawie ocenić możliwość istnienia okrążającej ją planety. Istotnie, takie wahania jasności wystąpiły, jednak zamiast około 1 procentu jak to bywa przy istnieniu planety wielkości Jowisza, widocznej w trakcie okrążania gwiazdy, tym razem stwierdzono, że blask gwiazdy pociemniał o 15–22 procent. W dodatku wahania jasności nie były regularne. Wygląda to tak, jakby wokół KIC krążyły olbrzymie, chaotycznie rozmieszczone obiekty.

Astronomów zaciekawił ten fenomen i podjęli próbę wyjaśnienia go. Te obiekty to z pewnością nie olbrzymie planety krążące blisko gwiazdy, gdyż w takim przypadku ich los byłby krótki: pod wpływem grawitacji opadłyby na powierzchnię gwiazdy i tam sczezły. Zespół Tabethy Boyajian z Uniwersytetu Yale sugeruje, że naturalne wytłumaczenie tak znacznego i nieregularnego przesłaniania tarczy gwiazdy jest jedno: jakaś inna gwiazda podesłała w pobliże KIC sznur komet, które po kolei przechodzą przed jej tarczą, dając efekt zaobserwowany przez Keplera.

Jest to zjawisko skrajnie rzadkie, być może jednak zaszło i właśnie dzięki teleskopowi Keplera obserwujemy jego konsekwencje. Jednak komety różnią się ewidentnie od planet: są o kilka rzędów wielkości mniejsze. Krótko mówiąc, 1500 lat temu coś w układzie gwiazdy KIC krążyło, ale nie wiadomo co.

Gdy odpadają wyjaśnienia naturalne, uczeni – acz z niechęcią – odwołują się do innych możliwości. Niestety, brzmią one fantastycznie i „nienaukowo". Oto dwie pierwsze z brzegu: w układzie gwiazdy KIC znajdują się olbrzymie artefakty obcej cywilizacji. To by oznaczało, że cywilizacja obcych istot z układu gwiazdy KIC stoi na wyższym technologicznie poziomie rozwoju od naszego. My co prawda wysyłamy w kosmos pojedyncze pojazdy automatyczne i załogowe, lądujemy nimi na pobliskich planetach, ale nie podejmujemy prac inżynieryjnych na tak dużą skalę w przestrzeni własnego układu planetarnego. W porównaniu bowiem z tym, co zdaje się unosić wokół gwiazdy KIC, nasze największe dokonanie pod tym względem, czyli stacja orbitalna ISS, nie jest nawet pyłkiem i z odległości 1500 lat świetlnych nikt by jej nie dostrzegł.

Jak u Pana Boga za piecem

Innym wyjaśnieniem, po które sięgnięto, jest koncepcja tzw. sfery Dysona, przedstawiona przez astrofizyka Freemana Dysona w 1959 roku. Dyson rozumował tak: wraz z rozwojem cywilizacji rośnie jej zapotrzebowanie na energię. W poszukiwaniu jej trzeba będzie w końcu wyjść poza własną planetę, i to w najbardziej dosłownym sensie. Głównym źródłem energii dla cywilizacji jest własna gwiazda. Ile z emitowanej przez nią energii można przejąć? Teoretycznie – całość, lecz w tym celu trzeba by ją otoczyć kulistym kokonem, który by odciął gwiazdę od reszty kosmosu i pochłaniał całą jej emisję. Oczywiście cywilizacja taka, porządnie zaawansowana pod względem technicznym, umiałaby nie tylko taką sferę wybudować, ale i zagospodarować wychwycone promieniowanie, przerabiając je na elektryczność, paliwo do silników i inne pożyteczne rzeczy. Tak postępująca cywilizacja nie narzekałaby przez pewien czas na brak energii, a w kokonie wiodłoby się jej jak u Pana Boga za piecem.

Niestety, gdy się przyjrzeć z bliska tej koncepcji, pojawiają się liczne zastrzeżenia. Przede wszystkim trzeba by umieć taką rzecz zbudować. Surowców, zdaniem Dysona, dostarczyłyby pozostałe planety układu. Gdyby chcieć taką sferą otoczyć nasze Słońce, trzeba by poświęcić Merkurego, Wenus, Marsa, wielkie planety i ich księżyce, wszystkie planetoidy, a nawet komety – co tylko znalazłoby się w zasięgu. Nie ma pewności, czy tego materiału wystarczyłoby na ogrodzenie Słońca murem o grubości 3 metrów i średnicy sfery 300 milionów kilometrów, a więc takiej, by przebiegał on mniej więcej w takiej odległości od Słońca, co dawna orbita ziemska.

Sama Ziemia, ma się rozumieć, także poszłaby na budulec, a mimo to materiału mogłoby zabraknąć. Małe skaliste planety nie zawierają go wiele, zaś wielkie gazowe olbrzymy składają się głównie ze zmrożonego gazu, sprasowanego olbrzymim ciśnieniem, tak że we wnętrzu Jowisza np. wodór ma postać ciała stałego. Według teoretycznych koncepcji Jowisz, Saturn i dalsze planety mogą zawierać skaliste jądro (w przypadku Jowisza mówi się nawet o diamentowym...), ale jakiej wielkości – nie wiadomo.

Gaz z wielkich planet poszedłby zatem w przeważającej mierze na rozkurz, albowiem temperatura na orbicie Ziemi uniemożliwiałaby utrzymanie go w stanie stałym. Natomiast im dalsze planety, tym mniej jest skał, a więcej lodu. Choć woda byłaby mieszkańcom sfery Dysona niezbędna, raczej nie należy się spodziewać, by posłużyła do wzniesienia postulowanego przez Dysona muru, np. w postaci lodu. Taka sfera to nie igloo.

Druga sprawa: te olbrzymie masy materiału budowlanego trzeba by, po pierwsze, pozyskać, czyli po prostu „rozebrać" planety. Po drugie, trzeba by ten materiał przetransportować w warunkach kosmicznych. Po trzecie, należałoby jakoś zmontować z nich sferę, co wydaje się zadaniem najtrudniejszym: w kosmosie wszystko jest w ruchu, nie da się tam postawić fundamentów, by na nich stopniowo wznosić ściany. Byłaby to nieustanna walka z grawitacją, która migiem rozwalałaby to, co scalili budowniczowie. Byłaby to więc tytaniczna co się zowie robota obliczona nie na lata, ale na wieki, i pochłaniająca wszystkie zasoby planety takiej jak Ziemia.

Willa w środku kosmicznej piłki

Czy byłoby warto? Niektórzy krytycy koncepcji Dysona nie pozostawiają na niej suchej nitki. Sowiecki matematyk Dawidow jeszcze w latach 60. ubiegłego wieku dowiódł, że tak zaplanowana budowla byłaby niestabilna: mówiąc językiem potocznym, nie trzymałaby się kupy. Pływy wywołane grawitacją Słońca spowodowałyby pękanie skorupy i odlatywanie poszczególnych części w kosmos. Groziłoby to natychmiastowym unicestwieniem całej populacji, nawet gdyby poszczególne miasta mieściły się na wewnętrznej powierzchni sfery pod szczelnymi kopułami. Naprawienie takiego uszkodzenia byłoby porównywalne z samym budowaniem – a najpierw trzeba by jeszcze dogonić i złapać utracony materiał, bo innego nie byłoby skąd wziąć. Analogicznym niebezpieczeństwem groziłoby uderzenie zbłąkanej komety czy asteroidy pozaukładowej. Już te ewidentne przecież zastrzeżenia stawiają sensowność sfery Dysona pod znakiem zapytania i każą się zastanowić, czy przypadkiem nie mamy do czynienia z utopią techniczną.

Życie na Dysonie – tak nazwijmy sferyczną megastrukturę – nie byłoby usłane różami. Zniknąłby podział na dzień i noc, skoro Słońce świeciłoby przez całą dobę. Próżno by tam wypatrywać gwiazd na niebie, bo i samego nieba by nie było: wszędzie nad głową zwisałyby narośla miast i zakładów przemysłowych, stopniowo przechodząc w rozpaloną do białości mgiełkę. Wszechobecny upadł dawałby mieszkańcom do wiwatu, pory roku by skasowano. Przy nieuniknionym rozwarstwieniu społeczeństwa Dysona bogaci zamieszkiwaliby okolice równikowe, lepiej wyposażone w powietrze, roślinność i być może kanały z wodą, ale stojącą – brak różnicy poziomów nie pozwalałby jej płynąć.

Ubożsi byliby wypychani „wyżej", czyli w okolice biegunów, gdzie też sytuowałaby się większość elektrowni i zakładów przemysłowych. Życiu temu towarzyszyłyby nieustanne alerty z powodu zagrożenia rozszczelnieniem Dysona albo utratą przezeń spójności. Każdy większy wybuch na Słońcu byłby zagrożeniem totalnym. Bez wątpienia byłaby to cywilizacja policyjna, silnie inwigilująca obywateli, jako że nawet pojedynczy akt terroryzmu zagrażałby od razu całości konstrukcji, a przekopać się ręcznie przez trzymetrową warstwę to niewielka sztuka. Inna rzecz, że owe trzy metry w niczym by nie przypominały dzisiejszego gruntu czy gleby; byłaby to warstwa kompozytów, być może „inteligentna", tzn. automatycznie podnosząca alarm, gdyby ktoś na serio zaczął się do niej dobierać.

Niewykluczone, że najbardziej pożądane rejony do osiedlenia mieściłyby się na zewnętrznej powierzchni Dysona, wystawionej na kosmos i gwiazdy, pozbawionej rzecz jasna atmosfery, tak że i tu trzeba by mieszkać jak na dzisiejszym Księżycu – pod kopułami. Co zamożniejsi instalowaliby sobie wideosferę, dzięki której doznawaliby iluzji, że wszystko trwa jak na dobrej starej Ziemi. Tamże mieściłyby się newralgiczne dla Dysona stacje obserwacji kosmosu i porty flotylli kosmicznych, gotowych w każdej chwili ruszyć z interwencją przeciw nieproszonym gościom spoza układu. Ale i tak życie w upale i w poczuciu nieustannego zagrożenia dość dobrze przypominałoby to, co na dawnej Ziemi nazywano piekłem.

Łańcuch wysp szczęśliwych

Robert Zubrin, były inżynier NASA, człowiek konkretu, zadał sobie trud policzenia niektórych wielkości związanych z koncepcją Dysona. W przypadku utworzenia w Układzie Słonecznym sfery Dysona o promieniu jednej jednostki astronomicznej (a więc o średnicy orbity Ziemi) jej powierzchnia wewnętrzna wyniosłaby 283 biliony kilometrów kwadratowych. Byłoby się gdzie osiedlać, gdyż jest to 553 miliardy razy więcej niż powierzchnia Ziemi.

Niestety, dalej jest już mniej wesoło. Zbudowanie takiej kuli wokół Słońca wymagałoby ni mniej, ni więcej, tylko materiału pochodzącego z 260 planet wielkości Ziemi, a i to przy założeniu, że grubość skorupy wyniesie zaledwie jeden metr. Przy trzymetrowej grubości, jak chciał Dyson, takich planet będzie potrzeba 780. Jak łatwo zgadnąć, tylu planet w Układzie Słonecznym nie mamy i jest wątpliwe, by w innych układach gwiezdnych było inaczej.

Nawet gdyby sferę Dysona udało się jakimś cudem zestroić, większa jej część nie nadawałaby się do zamieszkania. Z wyjątkiem okolic równikowych, gdzie obrót zapewniałby siłę odśrodkową, jak powiada Zubrin, „wektor siły ciążenia na większości powierzchni sfery byłby skierowany w złą stronę", co oznacza tyle, że na obszarach zbliżonych do biegunów brakowałoby powietrza, które złośliwie zbierałoby się koło równika.

Wyjście z tego jest jedno: nie budujmy całej sfery, tylko jej część równikową. Wtedy powierzchnia użytkowa takiego obiektu spadnie, ale wciąż przy szerokości pierścienia rzędu 10 tysięcy kilometrów będzie to 9,42 bilionów kilometrów kwadratowych, czyli 18 440 razy więcej niż powierzchnia dzisiejszej Ziemi. Przy założeniu grubości pierścienia 100 metrów, do jego zmontowania wystarczyłoby poświęcić jedną tylko planetę Wenus. Wydaje się to fraszką, a jednak do przetransportowania tego materiału trzeba by 11 milionów miliardów razy więcej energii, niż dziś zużywa ludzkość w ciągu roku. Jest to zarazem całkowita energia wytwarzana przez Słońce w ciągu 300 lat. Nie przelewki. Mimo tych zastrzeżeń strukturę taką opisał Larry Niven w cyklu powieściowym „Pierścień".

Zdając sobie sprawę z niemożności zbudowania Dysona w postaci „litej", zwolennicy tej koncepcji wprowadzili zmiany: nie sfera, ale zbiorowisko luźnych obiektów, które poruszałyby się po bliskich sobie orbitach, tworząc rój albo „bańkę". Z dalszej odległości struktura taka wyglądałaby jak bombka na choinkę. Usytuowane południkowo albo równoleżnikowo obiekty sprawiałyby wrażenie ozdobnej iluminacji ze Słońcem w środku. Rzecz jasna również zestrojenie rozmieszczonych na wirtualnej sferze obiektów wymagałoby nie byle kunsztu inżynierskiego. Tyle że sporządzenie ażurowego Dysona wydaje się wprawdzie łatwiejsze z racji mniejszej ilości wymaganego materiału, ale też ilość odbieranej energii byłaby nieporównanie mniejsza.

Tak zaawansowane struktury z racji swych kosztów energetycznych i innych weszłyby w zasięg najbardziej wybujałych cywilizacji technicznych. Mniej zasobne i zaawansowane, czyli po prostu biedniejsze, musiałyby zadowolić się pojedynczymi obiektami umieszczanymi na orbicie wokół gwiazdy w płaszczyźnie ekliptyki (czyli powierzchni, którą z grubsza wyznaczają orbity planet). W przypadku hipotetycznej cywilizacji z układu gwiazdy KIC mogłyby to być olbrzymie zwierciadła orbitalne ogniskujące energię gwiazdy i wysyłające ją w miejsca, gdzie jest niezbędna. Częściowe zaciemnienie blasku gwiazdy mogłyby spowodować także żagle kosmiczne, których do celów transportowych taka cywilizacja by używała. Musiałyby być cienkie, żeby nie zużywać energii na transport samego żagla, ale w jakiejś mierze ekranowałyby emisję gwiazdy.

Czerwone latarnie kosmosu

Nie wszyscy naukowcy prezentują sceptyczne stanowisko wobec idei rozsianych po kosmosie sfer Dysona. Sam pomysłodawca wskazał, że takie struktury powinny świecić w paśmie podczerwieni. Po prostu każda forma energii, nawet nie wiadomo jak pomysłowo wykorzystanej, musi w końcu zdegradować się do ciepła i odpromieniować do otoczenia, czyli w tym przypadku w kosmos. Nie inaczej byłoby w przypadku naszego wokółsłonecznego Dysona: zapewnienie równowagi pomiędzy odbieraniem energii słonecznej a odpromieniowaniem pozostałego po niej ciepła w kosmos byłoby kluczową kwestią dla przetrwania osadzonej wewnątrz cywilizacji. Każde naruszenie delikatnej równowagi groziłoby od razu unicestwieniem całości. Niewykluczone więc, że po zewnętrznej stronie Dysona znajdowałyby się olbrzymie radiatory, których celem byłoby zwiększenie efektywności chłodzenia megastruktury.

Entuzjaści idei Dysona podchwycili jego sugestię, by cywilizacji pozaziemskich szukać nie na falach radiowych w nadziei, że ktoś do nas zagada przez radio, ale właśnie w paśmie podczerwieni. Takie prace trwają od pewnego czasu; w 1983 roku uczeni z Fermilabu, przeglądając dane z satelity IRAS, wyselekcjonowali 17 obiektów, które potencjalnie mogłyby spełniać kryteria sfery Dysona. Aż pięć z nich wyglądało „szczególnie obiecująco", ale fakt, że od tego czasu niczego nowego na ten temat nie usłyszeliśmy, świadczy o tym, że na samym „wyglądaniu" się skończyło. Większość tych obiektów miała cechy, które pozwoliły je zakwalifikować jako chmury wodoru lub pyłu kosmicznego otaczające stare gwiazdy.

Jesienią 2012 roku troje astronomów pod kierownictwem Jasona Wrighta z Uniwersytetu Pensylwanii powróciło do poszukiwania takich obiektów w Galaktyce, a nawet poza nią. Zespół miał przejrzeć pod tym kątem 2,7 miliona zdjęć wykonanych w podczerwieni przez satelitę WISE, którego instrumenty są setki razy bardziej czułe od IRAS. Jest to tytaniczna robota, która jednak powinna dać już jakieś rezultaty. To, że o nich nie słyszymy, świadczy negatywnie o wynikach projektu i odbiera nadzieję, że coś wartościowego uda się w ten sposób uzyskać. Fenomen masywniejszej i jaśniejszej od Słońca gwiazdy KIC 8462852 nie uszedł uwagi zespołu Jasona Wrighta. „Obca cywilizacja powinna być ostatnią z rozpatrywanych hipotez, ale to wygląda jak coś, co mogłoby zostać przez nią zbudowane", skomentował astronom.

Trzeźwi naukowcy skłonni są raczej szukać przyczyn dziwnego zachowania gwiazdy wśród czynników naturalnych. Podobnego typu zachowanie cechuje gwiazdę KIC 4150611 wchodzącą w skład układu złożonego z pięciu słońc. Chwilowo obowiązuje wersja uczonych z Uniwersytetu Iowa, że przed tarczą KIC 8462852 przeleciał rój komet z olbrzymim ciałem na początku. Jak olbrzymim, skoro zdolne było odciąć 22 procent emisji gwiazdy i zostało to zarejestrowane z odległości 1500 lat świetlnych? Nie przekonuje mnie sugestia, że to sfera Dysona w budowie, raczej sądzę – gdyby brać pod uwagę cywilizację techniczną – że dysponuje ona wielkimi lustrami orbitalnymi krążącymi względnie blisko macierzystej gwiazdy i spija z niej niezbędną do różnych poczynań energię.

Co z tego wyniknie? Na razie postanowiono przyjrzeć się bliżej gwieździe KIC 8462852 i jeśli wszystko pójdzie jak należy, obserwacje ruszą w styczniu, a pierwszych wyników można się spodziewać jesienią za rok.

PLUS MINUS

Prenumerata sobotniego wydania „Rzeczpospolitej”:

prenumerata.rp.pl/plusminus