Glasgow (Großbritannien) – Hochentwickelte Alien-Zivilisationen könnten ihren vermeintlich enormen Energiebedarf mittel gigantischer Kollektoren-Konstruktionen abdecken, die ganze Sterne zumindest teilweise einhausen. Eine aktuelle Berechnung liefert nun Hinweise darauf, dass diese sogenannten Dyson-Konstruktionen unter bestimmten Bedingungen tatsächlich stabil existieren könnten.
Copyright: LoveEmployee (via Wikimedia Commons)
Inhalt
In einem aktuellen Fachartikel im Fachjournal „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (DOI: 10.1093/mnras/stag10010.1093/mnras/stag100) beschreibt der Physiker Colin McInnes von der University of Glasgow seine neuen theoretischen Untersuchungen zu stellaren Maschinen (Stellar Engines) und „Dyson Bubbles“ und zeigt, dass diese unter geeigneten Voraussetzungen gravitationsstabil sein können – und das sogar ohne permanente aktive Nachsteuerung. Damit rücken diese bislang rein spekulativen Konstruktionen zumindest physikalisch in den Bereich des Möglichen.
Energiegewinnung im kosmischen Maßstab
Schon länger beschäftigen sich Astronomen, SETI-Forschende und Science-Fiction-Autoren mit der Frage, wie technologisch weit fortgeschrittene Zivilisationen ihren stetig wachsenden Energiebedarf decken könnten. Viele theoretische Ansätze führen dabei zwangsläufig zu den Heimatsternen dieser Zivilisationen selbst: Tatsächlich sind Sterne die mit Abstand größte verfügbare Energiequelle eines Planetensystems.
Konzepte wie die Dyson-Sphäre – eine hypothetische Struktur, die einen Stern ganz oder teilweise umgibt – oder modernere Varianten wie Dyson-Schwärme und Dyson-Blasen gelten als denkbare Lösungen. Eine andere, noch ambitioniertere Idee sind sogenannte Stellar Engines: riesige reflektierende Scheiben, die den Strahlungsdruck des Sternenlichts nutzen, um gezielt Schub zu erzeugen. Auf diese Weise ließe sich theoretisch nicht nur Energie gewinnen, sondern gleich ein ganzes Sternsystem langsam durch die Galaxis bewegen.
Solche Konstruktionen würden Energiemengen bereitstellen, die weit über alles hinausgehen, was Planeten selbst liefern können – ausreichend etwa für großangelegte Terraforming-Projekte oder interstellare Reisen über viele Generationen hinweg.
Das Stabilitätsproblem gigantischer Strukturen
Trotz intensiver theoretischer Debatten blieb bislang eine zentrale Frage offen: Können derart große künstliche Strukturen überhaupt langfristig existieren, ohne auseinanderzubrechen, abzustürzen oder ständig aktiv korrigiert werden zu müssen?
McInnes widmet sich genau diesem Problem: In seiner Arbeit entwickelt er mathematische Modelle, die diese Megastrukturen nicht als einfache Punktmassen, sondern als ausgedehnte Körper behandeln. Dadurch lassen sich sowohl Gravitationskräfte als auch der Strahlungsdruck des Sterns realistischer berücksichtigen.
Für „Stellar Engines“ zeigt sich dabei ein entscheidender Punkt: Die Stabilität hängt stark von der Massenverteilung ab. Ist die reflektierende Scheibe gleichmäßig massiv, vergleichbar mit einem flachen Teller, erweist sie sich als grundsätzlich instabil. Wird jedoch der Großteil der Masse in einem äußeren Ring konzentriert, ähnlich einem Tamburin, kann die Konstruktion theoretisch eine passive Stabilität erreichen. Kleine Störungen würden sich dann nicht aufschaukeln, sondern von selbst ausgleichen.
Dyson-Bubbles und ihre mögliche Selbstorganisation
Auch für Dyson-Bubbles, also Schwärme aus zahllosen kleinen Reflektoren, ergeben McInnes’ Modelle überraschende Ergebnisse: Unter der Voraussetzung, dass die einzelnen Elemente leicht genug sind und die Wolke dicht genug ist, um einen signifikanten Teil des Sternenlichts abzuschirmen, kann sich das System selbst stabilisieren. Die Reflektoren würden dann um ihre Gleichgewichtslagen oszillieren, ohne in den Stern zu stürzen oder ins All zu entweichen.
Entscheidend ist dabei ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Strahlungsdruck und Gravitation. Ist die Wolke zu massereich, dominiert ihre Eigengravitation; ist sie zu dünn, fehlt der stabilisierende Effekt. Im optimalen Bereich jedoch könnte eine langlebige, passiv stabile Struktur entstehen. Das entspricht nun einem Szenario, das realistischer erscheint als eine dauerhafte aktive Kontrolle über astronomische Zeiträume hinweg.
Bedeutung für die Suche nach außerirdischer Technologie
Auch wenn McInnes ausdrücklich betont, dass seine Arbeit keine Aussage darüber trifft, ob solche Megastrukturen tatsächlich existieren, hat sie dennoch Konsequenzen für die Suche nach außerirdischer Intelligenz (Search für ExtraTerrestrial intelligence, SETI). Ein besseres Verständnis der physikalischen Machbarkeit hilft dabei, realistischer einzuschätzen, welche Beobachtungssignaturen Astronomen überhaupt erwarten könnten – etwa ungewöhnliche Abschattungen von Sternen oder charakteristische Infrarot-Signaturen.
Die Studie zeigt damit: Sollten fremde Zivilisationen tatsächlich Megastrukturen um ihre Sterne errichtet haben, müssten diese nicht zwangsläufig kurzlebige, instabile Konstruktionen sein. Unter den richtigen Bedingungen könnten sie über sehr lange Zeiträume bestehen – und damit prinzipiell auch beobachtbar sein.
WEITERE MELDUNGEN ZUM THEMA
Projekt Hephaistos: Keine künstlichen Signale von potenzieller Dyson-Sphäre 4. Februar 2025
Forscher schlagen Suche nach Dyson-Ringen um Pulsare vor 14. Dezember 2024
Kritik an Artikel zu Dyson-Konstrukt-Kandidaten 28. Mai 2024
Projekt Hephaistos: Studie identifiziert sieben Kandidaten für außerirdische Dyson-Konstruktionen 7. Mai 2024
Studie: 650 ferne Zivilisationen könnten unsere Konstruktionen erkennen 22. August 2023
Freeman Dyson – Erdenker der gleichnamigen „Alien-Sphären“ verstorben 29. Februar 2020
GreWi-Interview: Finden sich in den Gaia-Daten Hinweise auf außerirdische Konstruktionen? 15. Mai 2018
Doch kein Alien-Konstrukt? Neues zum „sonderbarsten Stern des Universums“ KIC 8462852 6. Oktober 2017
Quelle: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
© grenzwissenschaft-aktuell.de