יום שני, 7 במאי 2012

שמש בקופסה

האנושות שרויה במשבר אנרגיה, זה לא דבר חדש. הצריכה גואה בקצב מעריכי, וקצב הייצור מתקשה לספק יתרות מעבר לתצרוכת הנדרשת. בין הניסיונות להורדת קצב עליית הצריכה והניסיונות למציאת מקורות אנרגיה יעילים וזולים, קשה לזכור שאנחנו גרים בסמיכות יחסית למנוע היתוך גרעיני שמספק אנרגיה טבעית ונקייה בכמות הרבה יותר גדולה מזו שאנחנו צריכים, והכי חשוב - בחינם.

אני מתכוון כמובן לשמש. הכוכב החביב שלנו מייצר כמות אנרגיה עצומה באופן קבוע, והאנרגיה הזו מוקרנת לכל עבר. חלק זעיר ממנה מגיע לכדור הארץ, בערך 1400 וואט לכל מטר רבוע.
כאן מגיע החלק החשוב: אפילו אם נצַפה את כל כדור הארץ בתאים סולאריים, נוכל לקלוט רק כ- 45 מיליארדיות האחוז מהקרינה של השמש! כל השאר "מתבזבז" על פני החלל שבו לא נמצא כדור הארץ.
כיום, גם שבריר האחוז הזה הוא מעל ומעבר לכל מה שאנחנו צריכים, אבל מה יהיה בעתיד אם קצב העלייה בצריכת האנרגיה?

אין מספיק תאים סולאריים, או שאין מספיק שמש?
Credit: NASA

בשנת 1960 פירסם המגזין Science מכתב מאת הפיסיקאי פרימן דייסון, שנקרא בת
רגום חופשי "חיפוש אחרי מקורות מלאכותיים של קרינת כוכבים תת-אדומה". המכתב עוסק בצורך להשתמש בטלסקופים הצופים בתחום התת-אדום לצורך חיפוש סימנים לציוויליזציה טכנולוגית ביקום. זה היה המקום שבו הוזכר לראשונה הרעיון שלימים קיבל את השם כדור דייסון.

נתקלתי ברעיון זה לראשונה בספר "טבעת כארון", שאותו קראתי באיזשהו חדר כוננות במהלך שנות השירות הצבאי שלי, והרעיון נשמע לי מבריק ואלגנטי. ברמה התיאורטית כמובן. ברמה המעשית הוא בעליל בלתי סביר עם הטכנולוגיה שיש בידינו. 
כדור דייסון נועד לניצול מקסימלי של האנרגיה הזמינה, שהיא השמש. דמיינו מבנה עצום בצורת כדור חלול או קליפה כדורית, בממדים של פעמיים מסלול כדור הארץ, שנבנה סביב השמש וכוכבי הלכת הפנימיים של מערכת השמש. אם הדופן הפנימית של הקליפה מכוסה בתאי שמש, אז כל האנרגיה של השמש מנוצלת ליצירת חשמל, ואין כלל ביזבוז.
כמות החומר הדרושה לבניית מבנה כזה היא כל כך גדולה, שיהיה צורך בפירוק כוכבי לכת (אולי כל כוכבי הלכת) הקיימים בסביבה, אפילו אם הדופן של הקליפה תהיה בעובי של מטרים בודדים.עבור ציוויליזציה שגילה רב הרבה יותר משלנו, למשל אלף או יותר שנות תרבות טכנולוגית, נשמע סביר ואולי אף מתבקש ליצור כדור דייסון. עבור השלב בו אנחנו נמצאים כיום, תרבות טכנולוגית בת 200 שנה בלבד (אם נהיה נדיבים), ברור לכל שזה בלתי אפשרי בעליל.

למעשה, יש לא מעט בעיות ברעיון עצמו, הקשורות ליציבות, לחוזק המעטפת ועוד, ואכן בתגובה לפרסום המכתב כתב דייסון שיותר סביר בעיניו מערך רב חלקים של מתקנים קולטי אור-שמש, שנעים במסלולים משלהם סביב השמש ומהווים יחד כדור שמחולק לחתיכות קטנות. הנקודה שלו היתה שתרבות טכנולוגית עשויה לסגור את השמש שלה במבנה מסוג זה כך שיהיה כמעט בלתי אפשרי לזהות אותה מבחוץ, אולם ניתן לזהות את הקרינה התת-אדומה, שהיא סוג הקרינה היחיד שחייב להשתחרר מהצד החיצוני.


כדור דייסון (או בוואריאציות שלו נחיל דייסון, בועת דייסון) מופיע בעיקר בהקשר של מדע בדיוני, וחבל, כי זה רעיון מרתק ומעורר השראה. אנחנו חיים בתקופה שבה הגבול בין מדע ומדע בדיוני הולך ומטשטש, וכפי שהמדע הבדיוני דן בעבר במשבר הארגיה ההולך ומתעצם ואף הציע פתרונות, אני סבור שראוי שרעיונות יצירתיים ומקוריים, אולי אפילו מטורפים, יגיעו גם לשיחות סלון של אנשים שאינם חובבי מדע בדיוני. פשוט בגלל שיום אחד זה עלול להיות רלוונטי.

"מספר 1, אתה צעיר מדי ולכן אינך יודע כדור דייסון מהו. אני אסביר לצופים ואתה תקשיב."
לבקשת הקהל: מס"ב TNG עונה 6 פרק 4


לקריאה נוספת:
המכתב שפרסם פרימן דייסון: Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation
איך לבנות כדור דייסון בחמישה שלבים פשוטים
למה לא כדאי לבנות כדור דייסון בחמישה שלבים פשוטים

7 תגובות:

  1. באספר אקסלרנדו מתואר איך שהאנושות הפוסט אנושית מפרקת את כוכבי הלכת של מערכת השמש ומייצרת מהם מחשבי נאנו ששטים להם בחלל בבועת "קליפות בצל" שנמצאת מחוץ לזוית הקרינה של השמש על הארץ (כדי לא להסתיר אותה, דהאאא..).
    כל שכבה של מחשבים כאלה ניזונה מהחום השיורי של השכבה שלפניה.

    זה כדור דייסון של מחשבים :)

    השבמחק
  2. מדובר בעצם במוח מטריושקה, סוג של רשת על המריצה את האנושות שהעלתה את עצמה לסוג אחר של תודעה. כל הרעיון, כפי שהוא מוצג שם, דיי מפחיד. כי המטריושקה פשוט מתעלם מהאנושות הישנה אבל ממשיך לאכול את מערכת השמש כאשר כל מה שמונע ממנו לפרק גם את כדור הארץ הוא קצת נוסטלגיה.

    השבמחק
  3. מעניין אבל בהחלט כדאי לחשוב איך אפשר לנצל יותר את ארגית השמש כיום שכמו שכתבת מספיקה הרבה מעבר לצרכים. עוד מאמר בנושא אפשר לקרוא כאן (באנגלית) http://nextbigfuture.com/2012/05/adam-crowl-design-for-dyson-bubble-of.html

    השבמחק
  4. מזכיר לי את המשפט היפה ששמעון פרס אמר פעם על היתרון של אנרגיה סולארית: "השמש אינה חברה בליגה הערבית".

    השבמחק
  5. ואם יורשה לי, הנה קטע הגילוי של החפץ באותו פרק "מסע בין כוכבים":
    http://www.youtube.com/watch?v=ECLvFLkvY7Y
    ואפשר למצוא את הפרק עצמו ביוטיוב. הוא די מגניב כי הם גם נכנסים פנימה ויש הופעת אורח מ(אא)גניבה.
    :-)

    השבמחק
  6. האם כדור דייסון לא ייצור אפקט חממה רצחני בתוך תחומי הכדור?

    השבמחק
  7. יואב,
    פוסט מעניין מאד. לגבי פיתרונות יצירתיים ומטורפים, מה דעתך לתחום ולמקד את השאלה ולהגיש אותה ל
    https://www.innocentive.com/

    ?

    השבמחק