Una esfera de Dyson del (o la cáscara pues apareció en el papel original) es un hipotético Megastructure que fue descrito original por el Freeman Dyson mientras que un sistema de los satélites orbiting de la energía solar significó abarcar totalmente una estrella y capturar su salida entera de la energía. Dyson especuló que tales estructuras serían la consecuencia lógica de la supervivencia de largo plazo de civilizaciones tecnológicas, y propuso que la búsqueda para la evidencia de la existencia de tales estructuras pudiera llevar a la detección de vida extraterrestre inteligente avanzada.

Desde entonces, otros diseños de la variante que implicaban construyendo un †artificial de la estructura” o una serie de †de las estructuras” para abarcar una estrella se han propuesto en la ingeniería exploratoria o se han descrito en la ciencia ficción bajo el nombre la esfera de Dyson. La mayoría de las pinturas ficticias de una esfera de Dyson describen una cáscara sólida de la materia que incluye una estrella (véase el diagrama en la derecha), que es la menos variante plausible de la idea.

Origen del concepto

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futuro del desarrollo de energía El concepto de la esfera de Dyson era el resultado de un experimento del pensamiento al lado de Freeman Dyson del físico y del matemático, donde él observó que cada civilización tecnológica humana ha aumentado constantemente su demanda para la energía. Él razonó que si la civilización humana fuera sobrevivir bastante tiempo, vendría una época en que requirió la salida de la energía del total sol. Así, él propuso un sistema de estructuras orbiting diseñadas para interceptar y para recoger toda la energía producida por el sol.

Dyson se acredita con ser el primer para formalizar el concepto de la esfera de Dyson en su " de papel 1959; Búsqueda para las fuentes estelares artificiales de Radiation" infrarrojo;, publicado en la ciencia del diario.

Una esfera esférica de Dyson de la cáscara en nuestra Sistema Solar con un radio de one  La unidad astronómica tendría una superficie por lo menos de 2.72x10¹⁷  km², o alrededor de 600  millón de veces la superficie de la tierra. Esto interceptaría el 4x10²⁶  lleno; Vatios de la salida del Sun; otros diseños variables interceptarían menos, pero la variante de la cáscara representa la energía posible máxima capturada para nuestra Sistema Solar a este punto de la evolución del Sun. Para poner esta figura en perspectiva, es las épocas aproximadamente 33x10¹² el consumo de energía total de la humanidad en 1998 que era 12x10¹²  La oferta del W. Dyson no detalló cómo tal sistema sería construido, pero centrado solamente en aplicaciones la colección de la energía.

Mientras que se cree que algunas de estas variantes del diseño son imprácticas, si no físicamente imposible, algunos diseños no requieren ninguna brechas importante en nuestra comprensión científica básica para su construcción. La nave espacial y los satélites usar el Photovoltaics se pueden ver como primer pequeño paso en esta dirección. Generalmente sin embargo, tales fuentes de energía no son económicamente competitivas con tierra actual basaron unos (véase el satélite de la energía solar).

Variantes

En muchas cuentas ficticias, el concepto de la esfera de Dyson se interpreta lo más a menudo posible como una esfera hueco artificial de la materia alrededor de una estrella (véase el diagrama en la parte superior de la página). Esta opinión es una interpretación del concepto original de Dyson. En respuesta a las letras incitadas por su papel original, Dyson contestó, " Una cáscara o un anillo sólida que rodea una estrella es mecánicamente imposible. La forma de “biosfera” que consideré consisto en una colección o un enjambre floja de los objetos que viajaban en órbitas independientes alrededor del star."

Hay varias variantes en el concepto original de Dyson que se han propuesto durante los años, que diferencian basado en su composición y método de construcción. Mientras que el †variable lo más a menudo posible representado” el †de la cáscara del de Dyson” es considerado por muchos ser impráctico o aún imposible, otras variantes del diseño propuesto de la esfera basada en los satélites orbiting o las velas solares no requieren ninguna brechas teórica importante en nuestra comprensión científica. Otro problema potencial es la pérdida cada vez mayor de estabilidad orbital como agregando construcciones más orbiting aumenta la probabilidad de perturbaciones orbitales de otras construcciones.

Como conocido debajo de, tal nube de colectores alteraría la luz emitida por el sistema de la estrella, pero como puede ser visto aquí, lo es inverosímil que tal alteración sería completa, y que algo de la luz natural de la estrella todavía estaría presente en el espectro emitido del sistema.

Por la misma razón, tal cáscara no tendría ninguna interacción gravitacional neta con todo lo demás dentro de ella. El contenido de ninguna biosfera puesta en la superficie interna de una cáscara de Dyson no sería atraído a la superficie de la esfera y caería simplemente en la estrella. Se ha propuesto que una biosfera se podría contener entre dos esferas concéntricas, colocadas en el interior de una esfera giratoria (en este caso, la fuerza del " artificial; gravity" es perpendicular al eje de la rotación, causar toda la materia puesta en el interior de la esfera para reunir alrededor del ecuador, rindiendo con eficacia la esfera un anillo de Niven con objeto de la habitación, pero aún completamente eficaz como colector de la energía radiante) o puesta en el exterior de la esfera donde sería sostenido in place por la gravedad de la estrella. En tales casos, una cierta forma de iluminación tendría que ser ideada, o la esfera hizo por lo menos en parte transparente, pues la luz de la estrella sería ocultada de otra manera totalmente.

La fuerza compresiva del material que forma la esfera tendría que ser inmensa. Cualquier punto arbitrariamente seleccionado en la superficie de la esfera se puede ver como estando bajo presión de la base de un 1  de la bóveda; AU en la altura bajo gravedad del Sun en esa distancia. Puede ser vista de hecho como estando en la base de un número infinito de bóvedas arbitrariamente seleccionadas, pero de la fuerza de cualquier una bóveda arbitraria es contrariado tanto por los de otra, la fuerza neta en ese punto es inmensa, pero finita. No hay material sabido o teorizado bastante fuerte soportar esta presión, y forma una esfera rígida, estática alrededor de una estrella. Ha sido propuesto por el abedul de Paul (en lo referente a un " más pequeño; Supra-Jupiter" las construcciones alrededor de un planeta grande algo que una estrella) esa puede ser posible apoyar una cáscara de Dyson por los medios dinámicos similares a ésos usados en una fuente del espacio. Las masas que viajan en pistas circulares en el interior de la esfera, a velocidad perceptiblemente mayor que orbital de las velocidades, presionarían hacia fuera debido a la fuerza centrífuga . Para una cáscara de Dyson del radio 1AU alrededor de una estrella con la misma masa que el Sun, masa velocidad orbital de diez veces que viaja (300  km/s) apoyaría 99 (a=v²/r) mide el tiempo de su propia masa en estructura de cáscara adicional. El arreglo de tales pistas sufre de las mismas dificultades que arreglando las órbitas de un enjambre de Dyson, y es confuso cuánto la energía sería consumida asegurando la velocidad de las masas fue mantenida.

Puede no haber suficiente material de construcción en la Sistema Solar para construir una cáscara de Dyson. La estimación original de Dyson era que había bastante material en la Sistema Solar para un 1  Cáscara 3  del AU; mide densamente, solamente este hidrógeno y helio incluidos que sean poco probables ser mucho uso como material de construcción. El Anders Sandberg estima que hay 1.82  kilogramo del material de construcción usable en la Sistema Solar, bastante para un 1  Cáscara del AU con una densidad superficial de 600  †de kg/m ²” sobre 8†“20  cm densamente dependiendo de la densidad del material. Esto incluye los corazones de los gigantes de gas, que pueden ser duros de tener acceso; los planetas internos solamente proporcionan solamente 11.79  kilogramo, bastante para un 1  Cáscara del AU con una densidad superficial apenas de 42  kg/m ².

Burbuja de Dyson

Un tercer tipo de esfera de Dyson es el " Bubble" de Dyson;. Sería similar a un enjambre de Dyson, compuso de muchas construcciones independientes (generalmente los satélites de la energía solar y el espacian los habitat y se podrían construir además incremental.

Desemejante del enjambre de Dyson, las construcciones que lo hacen para arriba no son en órbita alrededor de la estrella, sino serían satélites del € de Statites los” suspendidos por medio de las velas enormes de la luz usar la presión de radiación para contrariar el tirón de la estrella de la gravedad. Tales construcciones no estarían en el peligro de la colisión o de eclipsar uno otro; serían total inmóviles con respecto a la estrella, y a la independiente de uno otra. Pues el cociente de la presión de radiación y la fuerza de la gravedad de una estrella son constantes sin importar la distancia (proporcionada el statite tiene una visión sin obstáculo a la superficie de su estrella), tales statites podrían también variar su distancia de su estrella central.

El sentido práctico de este acercamiento es cuestionable con la ciencia material moderno, pero no puede todavía ser eliminado. Un statite desplegado alrededor de nuestro propio sol tendría que tener una densidad total de 0.78  gramos por el metro cuadrado de la vela.

Sin embargo, ha habido una cierta especulación sobre la creación de los acoplamientos ultra ligeros del nanotube del carbón con las técnicas moleculares de la fabricación cuya densidad estaría debajo de 0. Si la producción de tales materiales en una escala industrial es factible, y tales materiales se podrían utilizar en velas ligeras, la densidad media de la vela con el aparejo se pudo guardar a 0.3  g/m ² (un " la vuelta estabilizó el " de ; la vela ligera requiere la masa adicional mínima en el aparejo ). Si tal vela se podría construir en esta densidad regional, un habitat del espacio el tamaño de la sociedad 's L5 propuso el &ndash del cilindro de O'Neill; 500  km ², con el sitio para 1  excesivo; millón de habitantes, formando 3  Ndash de las toneladas ; podía ser apoyado por una vela ligera circular 3,000  kilómetro de diámetro, con una masa combinada de la vela/del habitat de 5. Para la comparación, esto es apenas levemente más pequeño que el diámetro Europa de la luna de s de Júpiter de plano el '(aunque la vela es un disco, no una esfera), o la distancia entre el San Francisco y el Kansas City . Tal estructura, sin embargo, tendría una masa bastante menos que muchos asteroides. Mientras que la construcción de un statite inhabitable tan masivo sería una empresa gigantesca, y la ciencia material required detrás de ella es hasta ahora incierta, sus desafíos técnicos son leves comparados a otras hazañas de la ingeniería y materiales required propuestos en otras variantes de la esfera de Dyson.

Si los statites que forman la burbuja de Dyson propogated hasta que rodeen totalmente la estrella, después la burbuja de Dyson se convierte en una forma de cáscara de Dyson. Desemejante de la noción estándar de una cáscara de Dyson, sin embargo, tal estructura sería flexible.

Otros tipos

Otra posibilidad es el " Net" de Dyson;, una tela de cables encadenó sobre la estrella que podría tener unidades de la energía o de colección del calor encadenadas entre los cables. La red de Dyson reduce a un caso especial de la cáscara o de la burbuja de Dyson, sin embargo, dependiendo de cómo los cables se apoyan contra la gravedad del sol.

El Ringworld, o el anillo de Niven, se podía considerar una clase particular de esfera de Dyson. El Larry Niven, que primero desarrolló el concepto, lo describió como " un paso intermedio entre las esferas de Dyson y el planets". El ringworld se podría quizás describir como rebanada de una esfera de Dyson (tomada con su ecuador), hacer girar para la gravedad artificial, y utilizar principalmente para la habitación en comparación con la colección de la energía. Como el Dyson Shell, el anillo de Niven es intrínsecamente inestable sin las medidas activas que lo mantienen la posición en lo que respecta a su &mdash central de la estrella; un hecho reconocido por Larry Niven y tratado en las consecuencias a su novela en el concepto, Ringworld del .

Los motores estelares son una clase de hipotético Megastructures cuyo propósito sea extraer energía útil de una estrella, a veces para los propósitos específicos. Por ejemplo, energía del extracto de los cerebros de Matrioshka con objeto de el cómputo; Energía del extracto de los empujadores de Shkadov con objeto de la propulsión. Algunos de los diseños estelares propuestos del motor se basan en la esfera de Dyson.

Búsqueda para la inteligencia extraterrestre

En el papel original de Dyson, él especuló que las civilizaciones extraterrestres suficientemente avanzadas seguirían probablemente un patrón similar del consumo de energía como seres humanos, y construiría eventual su propia esfera de colectores. Construir tal sistema haría tal civilización un tipo civilización de Kardashev de II.

La existencia de tal sistema de colectores alteraría la luz emitida del sistema de la estrella. Los colectores absorberían, y retransmitirían, energía de la estrella.

Ficción

considera también: Esferas de Dyson en

la ficción ¡USTED ES MÁS QUE LA RECEPCIÓN PARA AGREGAR TALES EJEMPLOS AL ARTÍCULO “ESFERAS DE DYSON EN LA FICCIÓN”, QUE FUE CREADA PARA ESE PROPÓSITO. --> Según lo observado arriba, la esfera de Dyson originada en la ficción, y es un concepto que ha aparecido a menudo en la ciencia ficción desde entonces (véase las esferas de Dyson en la ficción para los ejemplos mencionados). En cuentas ficticias, las esferas de Dyson se representan lo más a menudo posible como cáscara de Dyson del con las dificultades gravitacionales y de la ingeniería conocidas arriba con esta variante, no hecha caso en gran parte.

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