Année 102025: Une météorite aussi grosse que Pluton se dirige vers la Terre. Avant qu'il ne puisse traverser l'orbite de Saturne, un groupe de sondes l'intercepte. Au Centre de sécurité spatiale en Alaska, des militaires activent un laser. Le système solaire connaît un éclair soudain, et il ne reste plus rien de la météorite. Bienvenue dans le futur d'une civilisation de type 2, une société capable de contrôler et d'exploiter toute l'énergie d'une étoile.
Pour atteindre le deuxième niveau dans le Échelle de Kardashev, l'humanité devra apprendre à extraire de l'énergie non seulement à partir de sources sur Terre, mais directement à partir du Soleil. Nous ne parlons pas de panneaux solaires ordinaires, mais d'une mégastructure entière autour de l'étoile : une Sphère Dyson. La science-fiction? Absolument oui. Pour l'instant. Mais qui sait, peut-être que cela pourrait être un objectif technologique à notre portée dans le prochain millénaire.
Le rêve de la sphère Dyson
Une Civilisation de type 2 Il ne s’agit pas simplement d’une évolution de la société actuelle, mais d’un bond gigantesque dans notre capacité à exploiter l’énergie. Il ne s'agit pas d'améliorer l'efficacité d'un parc éolien ou de construire davantage de centrales nucléaires, mais de capter toute la production d'énergie solaire. La conception qui permettrait cet exploit incroyable a été proposée pour la première fois par Freeman Dyson, professeur à l'Université de Princeton en 1960.
En termes modernes, la sphère de Dyson est littéralement une coquille colossale autour d’une étoile et de ses planètes les plus proches.
Une telle sphère collecterait toute l’énergie de l’étoile et la convertirait en électricité, libérant une partie de la chaleur sous forme de rayonnement infrarouge. Le rayon de cette mégastructure atteint une unité astronomique, c'est-à-dire la distance de la Terre au Soleil, et l'épaisseur du matériau est d'environ 3 mètres.
Qu’est-ce qui pourrait mal se passer avec une structure aussi massive ? En fait, presque tout. Le premier problème évident auquel nous serions confrontés si nous essayions de construire une sphère de Dyson concerne les ressources. Le fait est que nous aurons besoin d’environ 1,5 × 10^24 tonnes de matériel. À titre de comparaison, voici la masse de la plus grande planète du système solaire, Giove. Ainsi, pour construire une sphère de Dyson, l’humanité devrait traiter tous les astéroïdes accessibles, puis démanteler plusieurs planètes rocheuses pour obtenir les matériaux nécessaires. Et ce n'est que le début.
Un défi plus que titanesque
Comme si tous les matériaux nécessaires à sa construction n’étaient pas suffisants, la structure elle-même devrait être une sphère parfaite, sinon la gravité du Soleil la froisserait comme une boule de papier d’aluminium. Les matériaux de la sphère doivent également être extrêmement durables. Après tout, même le carbure de silicium plus avancé, considéré comme plus fiable que le graphène, n’est pas adapté à cet usage.
Mais même si nous pouvions construire cette mégastructure, elle resterait très instable. Le fait est que l'étoile à l'intérieur de la sphère de Dyson doit être parfaitement centrée et si, par exemple, une météorite s'écrase sur la structure de l'extérieur et change légèrement sa position, la sphère commence à se déplacer vers le Soleil et s'effondre.
Cela signifie-t-il qu’il est impossible de construire une telle mégastructure ? Pas exactement.
En réalité, l’humanité a tout simplement mal compris Freeman Dyson. Sa sphère n'est pas une structure solide, mais un ensemble de petits satellites qui forment un essaim autour d'une étoile. Ils captent le rayonnement solaire et envoient l’énergie à la Terre ou à un autre récepteur via une transmission sans fil.
C'est pour cette raison que, parlant d'un «Essaim de Dyson" semble déjà plus réaliste. Bien sûr, nous aurons besoin de technologies qui nous permettront de transmettre énergie sans fil, mais une telle structure nécessitera beaucoup moins de matière qu'une sphère solide. De plus, la stabilité de l’essaim serait beaucoup plus grande.
Au-delà de la sphère : les alternatives de « Dyson »
Si vous pensez que le préfixe Dyson ne s'applique qu'à la sphère ou à l'essaim, vous vous trompez. Il y a aussi le Bulle Dyson, un système de satellites dotés de voiles solaires qui ne tournent pas mais semblent léviter autour d'une étoile. Une autre option est la Coque Dyson, une sorte de sphère dans laquelle on peut vivre. Ensuite, il y a le Coquillage Pakros o L'anneau de Niven, qui peuvent devenir des alternatives à la Dyson Sphere.
Mais quelle que soit l’option choisie par l’humanité, nous serons confrontés à des problèmes. Même pour construire un seul anneau ou un système de satellites, l’humanité aura besoin de bien plus de ressources que celles dont nous disposons sur Terre. Nous n’aurons donc pas d’autre choix que de chercher des matériaux ailleurs. Et même si la destruction de certains astéroïdes ne nuira pas à notre système, on ne peut pas en dire autant des planètes.
Si nous décidons de démanteler Vénus ou Mars pour obtenir des matériaux, par exemple, nous risquerions de modifier l’orbite de notre propre planète. De plus, si nous construisions une véritable sphère de Dyson, aucune lumière du soleil n’atteindrait les planètes situées au-delà de l’orbite terrestre. Dans ce cas, nous pouvons définitivement oublier la colonisation de Mars ou l’exploration de Pluton. En outre, le premier éruption solaire pourrait désactiver partiellement toute mégastructure autour du Soleil.
Civilisations de type 2, le défi de l'énergie illimitée
Je sais que je rends les choses difficiles pour toi. Mais c'est la vérité, nous sommes très loin de choses comme ça : et même si nous y arrivions, nous aurions de nombreux problèmes accessoires. Tout d’abord, notre étoile produit environ 4 × 10^26 joules d’énergie par seconde. Même si une sphère de Dyson ou un essaim ne pouvait intercepter que 10 % de ce volume, ce serait toujours un océan d’énergie sans limites.
En une seule seconde, cette mégastructure rassemblerait 40 XNUMX milliards de fois plus d’énergie que ce que l’humanité consomme actuellement en une journée. Une énergie qui devrait être transmise et stockée d’une manière ou d’une autre.
Le moyen le plus efficace serait convertir la lumière du soleil en antimatière, (Aujourd'hui, nous ne savons même pas encore comment stocker l'antimatière). Hypothétiquement, il existe plusieurs façons. Le premier est construire des pièges à champ magnétique qui empêchent l’antimatière d’entrer en contact avec la matière. Le deuxième est conservez-le dans un environnement ultra-froid.
Mais aucun de ces entrepôts n’est fiable à 100 % lorsqu’il s’agit de grandes quantités d’antimatière instable. Et si nous nous trompons, nous risquons une explosion bien pire qu’une explosion nucléaire. Après tout, lorsque l’antimatière et la matière entrent en contact, elles s’annihilent mutuellement et libèrent une énorme quantité d’énergie.
En résumé : du point de vue d’un humain en 2025, TOUT peut mal se passer avec la Dyson Sphere, littéralement à chaque étape du processus, de la conception à la fabrication jusqu’au stockage d’énergie ultérieur.
La vie quotidienne dans une civilisation de type 2
Imaginons que lorsque l’humanité deviendra une civilisation de type 2, nous comprendrons beaucoup mieux la physique et serons capables de construire une source d’énergie infinie. Nos problèmes s’arrêteront-ils là ? Espérons. Mais où cette civilisation de type 2 dépensera-t-elle autant d’énergie ? Par exemple, dans le développement de toutes les planètes, satellites et autres objets du système solaire.
L’humanité pourra extraire des minéraux dans la ceinture de Kuiper, récolter de l’hydrogène sur Jupiter ou cultiver des avocats sur Phobos. De plus, grâce aux technologies hydroponiques avancées, nous pourrions transformer Mars et ses lunes en immenses fermes automatisées.
De nouveaux matériaux tels que le graphène, l'aérogel et qui sait quoi d’autre deviendra plus répandu que le plastique aujourd’hui. Avec leur aide, l’humanité sera en mesure de créer des combinaisons spatiales avancées offrant une meilleure protection contre les radiations, les températures extrêmes et le vent solaire. De plus, ces matériaux pourraient être utilisés en médecine. L’humanité oubliera à jamais les fractures et les problèmes osseux car nous pourrons renforcer le squelette avec ces matériaux.
Au-delà, modification des gènes Cela deviendra très courant. Nous pourrons changer notre couleur de peau ou notre taille. Le plus intéressant est que cette civilisation de type 2 n’aura probablement pas d’ordinateurs, de smartphones et de gadgets similaires auxquels nous sommes habitués. Elles seront remplacées par des plantes biologiques qui rendraient même de nouvelles technologies telles que interfaces cerveau-ordinateur.
Une sécurité (relative)
Lorsque l’humanité deviendra une civilisation de type 2, les menaces spatiales telles que les astéroïdes géants ne nous concerneront plus. En effet : toute météorite qui vole vers nous depuis Nuage d'Oort ou de l’espace interstellaire deviendra une source potentielle de nouvelles ressources. Mais si l’objet représente une menace directe pour la Terre, l’humanité disposera déjà d’une arme efficace dans son arsenal qui pourra le détruire en quelques secondes.
Je l’imagine comme une sorte d’« Étoile de la Mort » : un satellite sphérique en orbite autour de la Terre avec un diamètre d’environ 160 km. À l’intérieur se trouvera un réservoir d’antimatière, et lorsque la Terre détectera un astéroïde dangereux s’approchant, « l’Étoile de la Mort » tirera un rayon d’antimatière pour le détruire.
Pour détruire un objet spatial, il suffit d’appliquer une force légèrement supérieure à la gravité qui maintient l’objet ensemble. Pour que cela se produise, la masse de l’antimatière projetée doit être égale à environ 200 millionièmes de la masse de la météorite. Par exemple, l’astéroïde Apophis, qui est passé très près de la Terre à plusieurs reprises, a une masse d’environ 27 milliards de kg. Il faudrait moins de 5,4 kg d’antimatière pour le détruire.
Les risques existentiels des super-technologies
Je me demande : avec l’aide d’une telle Étoile de la Mort, serait-il possible de détruire n’importe quelle menace… ou de nous détruire les uns les autres ? Au fait, la civilisation de type 2 connaîtra-t-elle encore une certaine division en pays, même si elle sera sensiblement différente de la civilisation moderne ? Qui sait : peut-être que nous essaierons de l’imaginer une autre fois.
De plus, le plus grand danger pour l’humanité ne viendrait pas de l’intérieur, mais de l’extérieur. Par exemple, de la part de représentants d’une autre civilisation extraterrestre, peut-être assez hostile.
S'ils sont arrivés dans le système solaire, cela signifierait qu'ils ont probablement déjà atteint le niveau suivant sur l'échelle de Kardashev, le troisième. C'est à ce moment-là que s'ouvrent les possibilités de voyages interstellaires. Une telle civilisation n’extrait plus son énergie uniquement de sa propre étoile, mais de sources réparties dans toute la galaxie. Et si elle s’avère agressive, notre « Étoile de la Mort » ressemblera à un enfant avec un pistolet à eau contre un tsunami. Il vaut mieux se cacher.
Le véritable problème d’une civilisation de type 2 : l’invisibilité galactique
Il semble évident qu’une des premières tâches d’une civilisation de type 2 n’est pas de révéler son existence. Et c’est presque impossible à faire, et tout cela à cause de la Dyson Sphere. Le fait est que toute mégastructure autour du Soleil, qu’il s’agisse d’une sphère, d’un essaim, d’une bulle ou d’un anneau, émettra une partie de l’énergie collectée sous forme de rayonnement infrarouge. Et c’est ce rayonnement qui nous rendra hautement visibles aux yeux des civilisations extraterrestres.
Nos scientifiques étudient déjà les sources de rayonnement infrarouge, essayant de trouver des traces de civilisations de type 2 dans l'univers. en 2015, Jason Wright de l'Université de Pennsylvanie, dans le cadre du projet G-HAT, Ils ont examiné 100.000 XNUMX galaxies dans la gamme infrarouge et n’ont trouvé aucune trace de civilisations avancées. Cela signifie-t-il qu’il n’y a pas d’êtres vivants intelligents dans toutes ces galaxies ? Très probablement non, au contraire, ils existent, mais pour une raison quelconque, ils se cachent des chercheurs extraterrestres.
Demande à la poussière
Et si la poussière était la preuve d’une civilisation avancée ? Dans ce cas, Brian Lacki, chercheur à l'Université de Californie, estime que les civilisations avancées pourraient encore facilement extraire l'énergie d'une seule étoile ou même d'une galaxie entière. Et une sorte d'alternative au Dyson Swarm, le poussière intelligente, la « poussière intelligente », les aide à le faire.
Selon Lacki, il s'agirait d'un groupe de nanobot des structures auto-réplicatives qui, comme les mégastructures dont nous parlions, collectent l’énergie autour des étoiles, des nébuleuses et d’autres sources. Une telle poussière fonctionnerait beaucoup plus efficacement que la sphère de Dyson car elle ne serait pas centralisée et serait capable de fournir de l'énergie à des colonies dans différentes parties de la galaxie. Et cela est particulièrement utile lors de la découverte des voyages interstellaires et du besoin de « points de recharge » dans des systèmes stellaires lointains.
Cosmic Escape : Les moteurs stellaires
Même si l’humanité pouvait développer une poussière intelligente au stade d’une civilisation de type 2, cela ne nous aiderait guère à passer inaperçus. Et si un escadron de vaisseaux d'une civilisation hostile se dirigeait vers la Terre, nous n'aurions qu'une chose à faire : fuir. Mais il nous faudrait emporter avec nous l’ensemble du système solaire.
La sphère Dyson n’est pas la seule mégastructure que nous pourrons construire à l’avenir. Une autre invention précieuse pour nous sera la Moteur en étoile. Avec son aide, nous ferions en sorte que le Soleil, ainsi que toutes les planètes, se déplacent le long d’une trajectoire donnée. Mais comment déplacer une étoile entière ? Il existe en fait plusieurs options.
Le premier est le Moteur Shkadov, du nom de son développeur, l'ingénieur soviétique Léonid Chkadov. Un tel moteur stellaire est le plus simple possible, il est constitué d'un miroir gigantesque en orbite autour du Soleil, une sorte de voile solaire. Cette mégastructure devrait être statique, c'est-à-dire qu'il ne tourne pas autour de l'étoile, mais qu'il est suspendu au même endroit. Ainsi le rayonnement solaire devient asymétrique, plus fort du côté opposé à la voile. C'est ainsi que surviendrait la poussée qui forcerait notre Soleil à se déplacer vers la voile. Dans le même temps, les planètes et autres objets de notre système solaire se déplaceraient avec l’étoile.
Vers l'infini : notre destinée cosmique
Serions-nous capables d’échapper à nos voisins agressifs en utilisant le propulseur Shkadov ? Si la voile elle-même réfléchit exactement la moitié de l’énergie du soleil, elle générera une force de poussée d’environ 128 × 10^16 newtons. C'est impressionnant, mais ça ne nous aidera pas. Désolé, juste une mauvaise nouvelle. Le fait est qu’avec ce genre de poussée, le système solaire sera capable d’atteindre une vitesse de 20 m par seconde en environ un million d'années. Et pendant ce temps, nous parcourrons une distance de seulement 300 années-lumière. Dans seulement un milliard d'années, notre vitesse augmentera jusqu'à 20 km/s et pendant ce temps, nous aurons parcouru environ 1/3 de la Voie Lactée, soit 34.000 XNUMX années-lumière. Il semble qu’à ce rythme-là, l’humanité ne s’en sortira nulle part.
Heureusement, le trajet jusqu'à Shkadov n'est pas notre seule option. L'astronome Matthieu Caplan Un chercheur de l'Université de l'Illinois a proposé d'utiliser le plasma solaire pour pousser le Soleil dans une certaine direction. UN Propulseur Caplan c'est en fait un moteur à réaction géant qui serait placé à côté d'une étoile et utiliserait environ 1.000 XNUMX kg de son plasma chaque seconde. J'ai vu un film de science-fiction, je crois chinois, avec quelque chose comme ça. La structure entière se déplacerait constamment vers le Soleil, émettant un faisceau de plasma du côté opposé de l’étoile et un jet d’isotope d’oxygène de l’autre. De cette façon, le moteur pousserait littéralement le Soleil devant lui.
Et cette méthode est beaucoup plus efficace que la voile de Shkadov. Le propulseur Caplan permettrait au Soleil pour atteindre une vitesse de 200 km/s en seulement 5 millions d'années. Ainsi, dans 1 million d’années, nous serons capables de parcourir une distance de plus de 30 années-lumière. Cela signifie que nous passerions à côté de l’étoile la plus proche du système solaire, Proxima du Centaure, dans 130.000 XNUMX ans.
Mais nous pourrions aller encore plus vite. Alexandre Svoronos de l'Université de Yale a proposé de combiner les propulseurs Shkadov et Caplan en une seule mégastructure, Le remorqueur étoile de Svoronos. Comme vous pouvez le constater, nous assistons à une véritable bataille entre scientifiques pour voir qui peut dire le plus gros mensonge.
Svoronos propose d'installer un moteur solaire à la place de la voile de Shkadov. Cela agirait donc littéralement comme un remorqueur tirant l’étoile. En théorie, l'étoile de Svoronos Il serait capable d’accélérer le Soleil jusqu’à 27 % de la vitesse de la lumière. Cela représente un peu plus de 880.000 XNUMX km/seconde. Cependant, pour atteindre cette vitesse, le moteur devrait utiliser tellement de carburant que le Soleil se transformerait en naine brune. En bref, l’humanité pourrait échapper aux vaisseaux de la civilisation de type 3, mais à quel prix ?
Civilisation de type 2 : l’option « Copperfield »
Quoi qu’il en soit, il nous reste une option pour échapper à cette terrible réalité : disparaître littéralement. Comme les astuces de David Copperfield. Vous vous souvenez que je vous ai parlé de la poussière intelligente qui pourrait remplacer une sphère ou un essaim Dyson ? Chacune de ces minuscules particules de poussière contenant de la nanoélectronique pourrait se connecter à d’autres pour former un réseau. Le scientifique Seth Shostak de l'Institut SETI et de l'Astronome Royal Martin Rees Ils croient qu’une civilisation avancée pourrait télécharger sa conscience dans un tel réseau. Si l’humanité réussissait, nous existerions simultanément dans chaque recoin de la Voie Lactée, et notre galaxie prendrait littéralement vie.
Et seriez-vous prêt à vous enfermer dans une minuscule grain de poussière cosmique ? Je vous laisse avec cette question, et tout le temps dont vous avez besoin pour trouver une réponse.
