Volgens twee Turkse natuurkundigen kun je beter een witte dwerg dan een gewone ster omgeven door een enorme bol.

Echte sciencefictionfans kennen hem wel: de Dyson Sphere, een enorme, bolvormige schil, die een geavanceerde buitenaardse beschaving helemaal om een ster heen heeft gebouwd.* Hoe bizar dit idee ook klinkt, er is daadwerkelijk gezocht naar sporen van zulke bollen – tot nog toe echter zonder resultaat.

Geen wonder, stellen de Turkse natuurkundigen Ibrahim Semiz en Salim Ogur nu. Volgens hen is het veel logischer om zo’n bol rond een witte dwerg te bouwen dan rond een ster zoals de zon. En dat soort Dyson Spheres is helaas veel lastiger te vinden.

Kunstmatige zwaartekracht?

Hét grote voordeel van een Dyson Sphere is dat hij alle energie opvangt die een ster maar uitstraalt; in het geval van de zon zo’n 380 biljoen biljoen watt. Daarnaast biedt zo’n schil natuurlijk een enorm woonoppervlak. Het zal dus lang duren voordat overbevolking weer een probleem wordt nadat een beschaving zijn planeet heeft ingeruild voor een dergelijke constructie.

Een klassieke Dyson Sphere, met een straal ter grootte van de baan van de aarde. Doordat hij infrarode straling uitzendt, zou zo’n bol te vinden moeten zijn.

Helaas zou een Dyson Sphere enorme spanningen moeten kunnen weerstaan en is zo’n ding ook niet erg stabiel. Bovendien is de zwaartekracht er 0,0005 keer zo klein als op aarde, schrijven Semiz en Ogur. “Mensen zouden er dus niet op kunnen wonen zonder genetische modificaties of een technologie die kunstmatig zwaartekracht opwekt.”

Kleinere bol

Niet zo’n heel handig idee dus – tenminste, als je het wilt uitvoeren rond een ster zoals de zon. Maar wat als je hem rond een ander type ster bouwt, bijvoorbeeld een witte dwerg? Krijg je dan een haalbaarder scenario? Ja, stellen Semiz en Ogur: rond 55 van de 142 witte dwergen die ze bestudeerden, zou je een Dyson Sphere kunnen bouwen die wel een normale hoeveelheid zwaartekracht heeft én een temperatuur waarbij leven zoals wij dat kennen, gedijt.

Dat is dan wel een veel kleinere Dyson Sphere – maar die zou nog steeds tienduizenden keren meer woonruimte opleveren dan de aarde nu doet. Bovendien heb je er logischerwijs veel minder materiaal voor nodig: van de maan kun je al een schil maken van een meter dik. Ben je bereid een planeet als de aarde te slopen voor dit ambitieuze bouwproject, dan is zelfs een schil van 10 meter dik mogelijk. “Dan hoeven de bewoners minder bezorgd te zijn dat ze er per ongeluk een gat in slaan”, aldus de twee natuurkundigen.

Laatste redmiddel

En moet een buitenaardse beschaving dan afreizen naar een nabije witte dwerg, om daar zo’n bol omheen te bouwen? Niet in het scenario dat de twee Turken voor ogen hebben. Zij brengen in herinnering dat een ster zoals de zon op een gegeven moment door zijn brandstof heen is en verandert in een witte dwerg. “Stel dat reizen naar andere sterren fundamenteel problematisch is, dan kan een beschaving blijven bestaan door een Dyson Sphere rond de net gevormde witte dwerg te bouwen.”

Freeman Dyson, de inmiddels 91-jarige bedenker van de Dyson Sphere.

Wellicht zou dat dan ook de redding van de mensheid zijn, als de zon over 5 miljard jaar ‘op is’? Zou kunnen, maar daar zitten wel een paar haken en ogen aan. Allereerst is niet elke witte dwerg geschikt voor een leefbare Dysonbol; volgens de ruwe berekening van Semiz en Ogur maar ongeveer een derde. Verder zal de zon, vóórdat hij in een witte dwerg verandert, eerst een rode reuzenster worden; die fase zal de aardbevolking dus eerst moeten zien te overleven.

Tot slot, zo melden de twee wetenschappers, is voor zo’n bol extreem sterk materiaal nodig – onhaalbaar sterk. “Een rigide Dyson Sphere kan daardoor niet rond een witte dwerg worden gebouwd zonder een of andere ondersteuning.” En wat voor ondersteuning dan? “We kiezen ervoor daar hier niet over te speculeren”, is het nogal teleurstellende antwoord. Maar goed, we hebben ook nog wel een paar miljard jaar voordat het witte-dwerg-stadium in zicht komt en we echt met dit plan aan de slag moeten.

Ondertussen zouden we natuurlijk op zoek kunnen gaan naar andere beschavingen die dit stadium al hebben bereikt. Helaas zal ook dat lastig worden, meldt het artikel. Een witte dwerg straalt namelijk veel minder energie uit dan een gewone ster, waardoor zo’n eromheen gebouwde bol ook veel minder infrarode straling het heelal in stuurt. Dat maakt ze behoorlijk moeilijk te vinden, waardoor we de kunst waarschijnlijk niet bij de buren kunnen afkijken.

Bronnen: ArXiv.org, MIT Technology Review, via Phys.org

Beeld: ESO (header), Jacob Appelbaum/CC BY-SA 2.0 (foto Dyson)

* In dit voorstel wordt uitgegaan van een bolschil aan één stuk, zoals het idee van de Dyson Sphere binnen de sciencefiction vaak wordt geïnterpreteerd. Freeman Dyson, die het concept bedacht, verduidelijkte later echter dat hij een zwerm van losse elementen voor zich zag, die in een dichte, bolvormige formatie rond hun ster vliegen. Deze variant wordt een Dyson Swarm genoemd.