In den 1930er Jahren erkannten Astronomen, dass sich das Universum in einem Expansionszustand befindet. In den 1990er Jahren stellten sie fest, dass sich die Expansionsrate beschleunigt, was zur Theorie der „Dunklen Energie“ führte. Aus diesem Grund wird geschätzt, dass sich in den nächsten 100 Milliarden Jahren alle Sterne innerhalb der lokalen Gruppe - dem Teil des Universums, der insgesamt 54 Galaxien einschließlich der Milchstraße umfasst - über den kosmischen Horizont hinaus ausdehnen werden.
Zu diesem Zeitpunkt werden diese Sterne nicht mehr beobachtbar, sondern unzugänglich sein - was bedeutet, dass keine fortgeschrittene Zivilisation in der Lage sein wird, ihre Energie zu nutzen. Dr. Dan Hooper, ein Astrophysiker des Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) und der University of Chicago, hat kürzlich eine Studie durchgeführt, in der aufgezeigt wurde, wie eine ausreichend fortgeschrittene Zivilisation diese Sterne ernten und verhindern kann, dass sie sich nach außen ausdehnen.
Für seine Studie, die kürzlich online unter dem Titel „Leben gegen dunkle Energie: Wie eine fortgeschrittene Zivilisation der beschleunigten Expansion des Universums widerstehen kann“ erschien, überlegte Dr. Dan Hooper, wie Zivilisationen den Prozess des Kosmos umkehren könnten Erweiterung. Darüber hinaus schlägt er Wege vor, wie die Menschheit nach Anzeichen einer solchen Zivilisation suchen könnte.
Einfach ausgedrückt lautet die Theorie der Dunklen Energie, dass der Raum mit einer mysteriösen unsichtbaren Kraft gefüllt ist, die der Schwerkraft entgegenwirkt und bewirkt, dass sich das Universum mit zunehmender Geschwindigkeit ausdehnt. Die Theorie entstand aus Einsteins kosmologischer Konstante, einem Begriff, den er seiner Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie hinzufügte, um zu erklären, wie das Universum statisch bleiben kann, anstatt sich in einem Expansions- oder Kontraktionszustand zu befinden.
Während sich Einstein aufgrund von Beobachtungen, die zeigten, dass sich das Universum ausdehnt, als falsch erwiesen hat, haben Wissenschaftler das Konzept überarbeitet, um zu erklären, wie sich die kosmische Expansion in den letzten Milliarden Jahren beschleunigt hat. Das einzige Problem mit dieser Theorie ist laut Dr. Hoopers Studie, dass die dunkle Energie irgendwann dominant wird und die Geschwindigkeit der kosmischen Expansion des Universums exponentiell ansteigt.
Infolgedessen wird sich das Universum bis zu einem Punkt ausdehnen, an dem alle Sterne so weit voneinander entfernt sind, dass intelligente Arten sie nicht einmal sehen, geschweige denn erforschen oder ihre Energie nutzen können. Wie Dr. Hooper dem Space Magazine per E-Mail sagte:
„Kosmologen haben in den letzten 20 Jahren gelernt, dass sich unser Universum immer schneller ausdehnt. Dies bedeutet, dass in den nächsten 100 Milliarden Jahren die meisten Sterne und Galaxien, die wir jetzt am Himmel sehen können, für immer verschwinden und über alle Regionen des Weltraums hinausgehen werden, die wir erreichen könnten, selbst im Prinzip. Dies wird die Fähigkeit einer fortgeschrittenen Zivilisation in ferner Zukunft einschränken, Energie zu sammeln, und somit eine beliebige Anzahl von Dingen einschränken, die sie möglicherweise erreichen möchten. “
Dr. Hooper ist nicht nur Leiter der Gruppe Theoretische Astrophysik an der FNAL, sondern auch außerordentlicher Professor am Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität von Chicago. Als solcher ist er mit den großen Fragen der außerirdischen Intelligenz (ETI) und den Auswirkungen der kosmischen Evolution auf intelligente Arten bestens vertraut.
Um zu untersuchen, wie fortgeschrittene Zivilisationen in einem solchen Universum leben würden, geht Dr. Hooper zunächst davon aus, dass es sich bei den fraglichen Zivilisationen um einen Typ III auf der Kardaschew-Skala handelt. Zu Ehren des russischen Astrophysikers Nikolai Kardaschew benannt, hätte eine Typ-III-Zivilisation galaktische Ausmaße erreicht und könnte Energie auf galaktischer Ebene kontrollieren. Wie Hooper angedeutet hat:
„In meinem Artikel schlage ich vor, dass die rationale Reaktion auf dieses Problem darin besteht, dass sich die Zivilisation schnell nach außen ausdehnt, Sterne einfängt und sie in die zentrale Zivilisation transportiert, wo sie eingesetzt werden könnten. Diese Sterne könnten mit der Energie transportiert werden, die sie selbst produzieren. “
Wie Dr. Hooper zugibt, beruht diese Schlussfolgerung auf zwei Annahmen: Erstens, dass eine hochentwickelte Zivilisation versuchen wird, ihren Zugang zu nutzbarer Energie zu maximieren; und zweitens, dass unser gegenwärtiges Verständnis der Dunklen Energie und der zukünftigen Expansion unseres Universums ungefähr richtig ist. Vor diesem Hintergrund versuchte Dr. Hooper zu berechnen, welche Sterne mit Dyson Spheres und anderen Megastrukturen geerntet werden könnten.
Laut Dr. Hooper würde diese Ernte darin bestehen, unkonventionelle Dyson-Kugeln zu bauen, die die von den Sternen gesammelte Energie nutzen, um sie in Richtung des Zentrums der Zivilisation der Spezies zu treiben. Sterne mit hoher Masse entwickeln sich wahrscheinlich über die Hauptsequenz hinaus, bevor sie das Ziel der Zentralzivilisation erreichen, und Sterne mit niedriger Masse würden nicht genug Energie (und damit Beschleunigung) erzeugen, um nicht über den Horizont hinauszufallen.
Aus diesen Gründen kommt Dr. Hooper zu dem Schluss, dass Sterne mit Massen zwischen 0,2 und 1 Sonnenmasse die attraktivsten Ziele für die Ernte sind. Mit anderen Worten, Sterne, die wie unsere Sonne (G-Typ oder gelber Zwerg), orangefarbene Zwerge (K-Typ) und einige M-Sterne (roter Zwerg) sind, wären alle für die Zwecke einer Typ-III-Zivilisation geeignet. Hooper weist darauf hin, dass es begrenzende Faktoren geben müsste, die berücksichtigt werden müssen:
„Sehr kleine Sterne produzieren oft nicht genug Energie, um sie in die zentrale Zivilisation zurückzubringen. Auf der anderen Seite sind sehr große Sterne von kurzer Dauer und haben keinen Kernbrennstoff mehr, bevor sie ihr Ziel erreichen. Die besten Ziele für diese Art von Programm wären also Sterne, die ähnlich groß (oder etwas kleiner) als die Sonne sind. “
Basierend auf der Annahme, dass sich eine solche Zivilisation mit 1 - 10% der Lichtgeschwindigkeit fortbewegen könnte, schätzt Dr. Hooper, dass sie Sterne in einem sich zusammen bewegenden Radius von ungefähr 20 bis 50 Megaparsec (ungefähr 65,2 Millionen bis) ernten könnten 163 Millionen Lichtjahre). Abhängig von ihrem Alter von 1 bis 5 Milliarden Jahren könnten sie Sterne in einem Bereich von 1 bis 4 Megaparsec (3.260 bis 13.046 Lichtjahre) oder bis zu mehreren zehn Megaparsec ernten.
Dr. Hoopers Artikel bietet nicht nur einen Rahmen dafür, wie eine ausreichend fortgeschrittene Zivilisation die kosmische Beschleunigung überleben kann, sondern bietet auch neue Möglichkeiten bei der Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI). Während sich seine Studie in erster Linie mit der Möglichkeit befasst, dass eine solche Mega-Zivilisation in Zukunft entstehen wird (vielleicht sogar mit unserer eigenen), erkennt er auch die Möglichkeit an, dass es eine bereits geben könnte.
In der Vergangenheit haben Wissenschaftler vorgeschlagen, nach Dyson-Kugeln und anderen Megastrukturen im Universum zu suchen, indem sie nach Signaturen im Infrarot- oder Sub-Millimeter-Bereich suchen. Megastrukturen, die gebaut wurden, um die Energie eines Sterns vollständig zu ernten und sie mit relativistischen Geschwindigkeiten durch den Weltraum zu transportieren, würden jedoch völlig unterschiedliche Signaturen aussenden.
Darüber hinaus könnte das Vorhandensein einer solchen Mega-Zivilisation durch einen Blick auf andere Galaxien und Regionen des Weltraums festgestellt werden, um festzustellen, ob ein Ernte- und Transportprozess bereits begonnen hat (oder sich in einem fortgeschrittenen Stadium befindet). Während sich frühere Sucher nach Dyson-Kugeln darauf konzentriert haben, das Vorhandensein von Strukturen um einzelne Sterne in der Milchstraße zu erkennen, würde sich diese Art der Suche auf Galaxien oder Galaxiengruppen konzentrieren, in denen die meisten Sterne von Dyson-Kugeln umgeben und entfernt würden.
"Dies gibt uns ein ganz anderes Signal, nach dem wir suchen müssen", sagte Dr. Hooper. "Eine fortschrittliche Zivilisation, die sich im Prozess dieses Programms befindet, würde die Verteilung der Sterne über Regionen des Weltraums in zig Millionen Lichtjahren verändern und wahrscheinlich andere Signale als Ergebnis des Sternantriebs erzeugen."
Letztendlich bietet diese Theorie nicht nur eine mögliche Lösung dafür, wie fortgeschrittene Arten die kosmische Expansion überleben könnten, sondern bietet auch neue Möglichkeiten bei der Suche nach außerirdischer Intelligenz. Mit Instrumenten der nächsten Generation, die weiter in das Universum hineinschauen und eine größere Auflösung haben, sollten wir vielleicht nach Hypervelocity-Sternen Ausschau halten, die alle in dieselbe Region des Weltraums transportiert werden.
Könnte eine Typ-III-Zivilisation sein, die sich auf den Tag vorbereitet, an dem dunkle Energie die Macht übernimmt!
