Em 1960, Freeman Dyson propôs como civilizações avançadas poderiam criar megaestruturas que encerrassem o seu sistema, permitindo-lhes aproveitar toda a energia das suas estrelas e multiplicar o espaço habitável que poderiam ocupar. Mas e se as megaestruturas e construções alienígenas fossem na verdade alguma forma diferente de organizar planetas?
Em 2015, a comunidade astronômica ficou intrigada quando a estrela KIC 8462852 (também conhecida como Estrela de Tabby) começou a escurecer inexplicavelmente. Embora uma análise da curva de luz da estrela em 2018 tenha revelado que o padrão de escurecimento era mais característico da poeira do que de uma estrutura sólida, a Tabby’s Star concentrou a atenção no conceito de megaestruturas e nas suas assinaturas tecnológicas associadas.
As ideias de Dyson foram propostas numa época em que os astrônomos desconheciam a abundância de exoplanetas na nossa galáxia. O primeiro exoplaneta confirmado só foi descoberto em 1992, e esse número atingiu agora 5.514!
Pensando nisso, uma equipe de pesquisadores de Bangalore, na Índia, lançou recentemente um artigo que apresenta uma alternativa para todo o conceito de megaestrutura. Para civilizações avançadas que procuram mais espaço para se expandir, pegar planetas dentro do seu sistema – ou capturar planetas flutuantes livres (FFP)– e transferi-los para a zona habitável circunsolar (HZ) da estrela é uma solução muito mais simples e menos destrutiva.
A pesquisa foi liderada por Raghav Narasimha, estudante de física na Christ University em Bangalore, Índia. Ele foi acompanhado por Margarita Safonova e Chandra Sivaram, uma mulher cientista do Departamento de Ciência e Tecnologia (DST) e uma professora de astrofísica, respectivamente, no Instituto Indiano de Astrofísica (IIAP) em Bangalore, Índia.
A pré-impressão de seu artigo, “Making Habitable Worlds: Planets Versus Megastructures”, apareceu recentemente online e está sendo revisada para publicação na Astrophysics and Space Science.
O problema das megaestruturas
A possibilidade de civilizações avançadas construírem estruturas gigantes para aproveitar a energia das suas estrelas é consagrada pelo tempo, com exemplos que remontam ao início do século XX. Os primeiros exemplos incluem “Bernal Sphere” de John Desmond Bernal , que ele detalhou em seu trabalho de 1929, The World, the Flesh & the Devil.
De acordo com Bernal, a fonte do material para a construção de tais estruturas “seria apenas uma pequena parte extraída da Terra; pois a maior parte da estrutura seria feita da substância de um ou mais asteroides menores, anéis de Saturno ou outros detritos planetários.”
Olaf Stapledon deu um passo adiante em seu romance de ficção científica Star Maker, onde descreveu como uma futura civilização humana avançada foi “capaz de construir, no espaço, planetas artificiais para habitação permanente. “Essas grandes esferas ocas de supermetais artificiais e adamantino transparente artificial, variando em tamanho desde as primeiras e menores estruturas, que não eram maiores que um asteroide muito pequeno , até esferas consideravelmente maiores que a Terra.”
Essas fontes podem ter sido a fonte de inspiração para o documento de proposta de Dyson de 1960.
Neste artigo seminal, “Busca por fontes estelares artificiais de radiação infravermelha“, Dyson argumentou que as motivações de uma civilização para construir uma “biosfera artificial” (mais tarde apelidada de “Esfera de Dyson” por Nikolai Kardashev) incluiriam o aproveitamento de energia, mas também a multiplicação da quantidade de espaço que poderiam habitar.
Começando com a provável possibilidade de que a civilização observada a distâncias cósmicas seria muito mais antiga e mais avançada que a humanidade, ele argumentou que:
“[É] uma hipótese de trabalho razoável que o seu habitat terá sido expandido até aos limites estabelecidos pelos princípios malthusianos.
Não temos conhecimento direto das condições materiais que estes seres encontrariam na sua busca pelo seu ‘espaço vital’… Seria de esperar que, dentro de alguns milhares de anos após a sua entrada na fase de desenvolvimento industrial, qualquer espécie inteligente fosse encontrada ocupando uma biosfera artificial que rodeia completamente a sua estrela-mãe.”
No entanto, no momento em que este artigo foi escrito, Dyson estava trabalhando com os limites do espaço habitável dentro do nosso Sistema Solar, que estava confinado à Terra. No entanto, os vários corpos do Sistema Solar (particularmente Júpiter e os gigantes gasosos) possuem uma enorme quantidade de material que poderia (em teoria) ser reaproveitado para criar uma biosfera artificial.
Usando Júpiter como exemplo, Dyson argumentou que a massa do planeta era suficiente para criar uma concha esférica ao redor do Sol com cerca de 2 a 3 metros de espessura e uma densidade de “200 gramas por centímetro quadrado”.
Além disso, inspirado pelos recentes avanços na astronomia infravermelha, Dyson sugeriu como os investigadores do SETI poderiam procurar evidências destas estruturas na nossa galáxia através das suas assinaturas de calor.
Como Narasimha, Safonova e Sivaram disseram ao Universe Today por e-mail:
“Dyson sugeriu que civilizações ETs avançadas já poderiam ter construído tais megaestruturas. Estas estariam irradiando toda a energia da estrela, principalmente na faixa estreita do infravermelho (IR) de 8 a 10 mícrons (por causa do “calor residual” – observado como excesso de radiação IR ), então esta deveria ser a assinatura tecnológica de tal estrutura, ou seja, o objeto estelar com luminosidade solar, mas todos irradiando no IR.
“Carl Sagan e Russel Walker sugeriram em 1966 no artigo “The Infrared Detectability of Dyson Civilizations” procurar por civilizações Dyson usando telescópios espaciais IR. Os astrônomos ainda continuam a procurar por tais objetos, embora com resultados negativos até agora, porque o conceito é não limitado ao tempo – qualquer civilização de longo prazo (ou seja, que dure milhares de anos) pode, em última análise, exigir toda a produção da sua estrela hospedeira.”
Como alternativa, Narasimha e os seus colegas sugerem como múltiplos planetas poderiam ser movidos dentro do zona habitável (HZ) do Sol, o que multiplicaria o espaço habitável no nosso Sistema Solar e não exigiria a destruição dos seus planetas.
Além disso, com base na nossa compreensão atual dos corpos planetários, identificaram vários problemas com os cálculos e suposições originais de Dyson. Por exemplo, a premissa de Dyson de usar Júpiter como recurso não reconhecia que apenas uma fração da massa de Júpiter (aproximadamente 13 por cento) poderia ser usada para fins de construção.
Isto inclui o interior rochoso e o núcleo metálico, enquanto o hidrogênio e o hélio (que representam 87 por cento da sua fracção de massa) não poderiam ser praticamente utilizados como materiais de construção. Além disso, o abundante hidrogênio poderia ser utilizado em reatores de fusão, oferecendo uma solução muito mais simples e prática para qualquer crise energética.
A proposta de Dyson baseou-se na teoria de que o crescimento populacional invariavelmente ultrapassará a base de recursos de uma espécie (também conhecida como Teoria Malthusiana), que tem sido amplamente criticada por não considerar o avanço tecnológico e outros fatores que influenciam a dinâmica populacional.
Narasimha e os seus colegas também argumentam que encapsular uma estrela como o nosso Sol prenderia todo o seu vento solar no seu interior, levando ao desaparecimento da heliosfera e expondo a esfera de Dyson a níveis elevados de raios cósmicos – potencialmente prejudicando a biosfera no seu interior. Esta é uma das várias questões (técnicas e éticas) que a equipe identificou na proposta original de Dyson:
“Para construir tal megaestrutura, precisaríamos de utilizar todos os planetas interiores e alguns dos planetas exteriores, destruindo assim completamente o Sistema Solar tal como o conhecemos agora, incluindo a Terra com a sua biosfera única. Isto também vai contra o princípio da Proteção Planetária – as políticas da ONU que regem a preservação dos corpos do Sistema Solar. Além disso, no nosso Sistema Solar, a gravidade de Júpiter desvia os asteroides, diminuindo a possibilidade de colisão com a Terra – o exemplo dramático em 1994 foi o cometa Levy-Shoemaker. A esfera (ou mesmo um anel) seria muito instável contra pequenas perturbações (por exemplo, a colisão de um meteorito) e colidiria com a estrela central.”
“[O] interior de uma esfera de Dyson sólida não teria gravidade, a menos que estivesse girando, e então somente no equador a gravidade seria a usual de 1 g. A iluminação será contínua sem noites, e o interior com uma superfície semelhante à da Terra refletirá a luz solar com o albedo da Terra, tornando o céu muito mais brilhante do que uma Terra iluminada pelo dia. Uma vez que o nosso Sol permanecerá a mesma estrela ativa – não haveria proteção contra erupções solares, CMEs, vento solar, etc., já que não haveria campo magnético natural. E relativamente em breve na escala de tempo cósmica, nosso Sol começará a se expandir para uma gigante vermelha, absorvendo tudo até a órbita de Júpiter!”
Por último, apontam que os prazos para a construção de uma Esfera Dyson, seriam imensos. Isto não considera a potencial estabilidade e sustentabilidade a longo prazo das civilizações durante longos períodos (o parâmetro L na famosa Equação de Drake).
Nestas circunstâncias, a criação de uma megaestrutura não só parece um grande empreendimento, como também é impraticável e desaconselhável.
Planetas em todos os lugares!
Na época de Dyson, era geralmente assumido que a maioria das estrelas tinha um sistema de pelo menos um planeta. Com base em dados obtidos pelo Telescópio Espacial Kepler e outros descobridores de planetas – como o Hubble, o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) e o Telescópio Espacial James Webb (JWST) – os astrônomos estimam que poderia haver pelo menos 100 bilhões de planetas em nossa Via Láctea. Uma pesquisa recente também revelou que poderia haver até um trilhão de planetas flutuantes livres (FFP), também conhecidos como. “planetas rebeldes” em nossa galáxia.
Se estes planetas pudessem ser movidos para a zona habitável de uma estrela, isso aumentaria exponencialmente o patrimônio imobiliário de uma civilização. Como explicou a equipe, uma civilização avançada também poderia importar novos planetas conforme necessário ao longo do tempo e/ou designar planetas para diferentes propósitos.
“Não há necessidade de destruir sistemas planetários inteiros”, disseram. “A civilização extraterrestre (ETI) poderia trazer um planeta, utilizá-lo, expulsá-lo do sistema e trazer outro. Planetas usados apenas para fins industriais e tecnológicos são chamados de ‘Mundos de Serviço’. A ETI poderia até trazer planetas flutuantes para usá-los como Mundos de Serviço.”
No seu artigo, a equipe mostrou como planetas ricos em água como Marte ou Plutão, ou muitos objetos transnetunianos gelados (TNOs), poderiam ser deslocados para a HZ do Sistema Solar usando poderosos conjuntos de laser. Esses lasers precisariam estar na faixa de potência Zetawatt ou Etawatt (1024 W), sendo que o primeiro já é usado para pesquisas em fusão nuclear.
De acordo com as suas estimativas, a potência e a energia total utilizadas seriam várias ordens de magnitude inferiores às necessárias para separar Júpiter (e outros planetas) para construir uma Esfera de Dyson.
Além dos benefícios materiais, uma civilização avançada capaz de mover planetas em seu sistema também poderia alterar a mecânica orbital desses mundos. Esta ideia também foi elucidada por Tsiolkovsky em 1895, onde escreveu sobre pessoas avançadas que podiam alterar os ciclos diários, a duração do ano e as temperaturas sazonais nos seus planetas sempre que sentissem necessidade.
Naturalmente, este estudo levanta a questão de como os investigadores do SETI poderiam procurar tais civilizações e que “assinaturas tecnológicas” elas produziriam.
Enquanto Dyson mostrou como megaestruturas poderiam ser detectadas por suas assinaturas em comprimentos de onda infravermelhos, Narasimha e seus colegas indicam que sistemas de planetas projetados produziriam assinaturas tecnológicas distintas.
Isto inclui poderosos conjuntos de laser de banda estreita, que seriam detectáveis a distâncias de centenas ou mesmo milhares de anos-luz. Isso é consistente com as recomendações do Prof. Philip Lubin, professor de física na UC Santa Bárbara e líder do Grupo de Cosmologia Experimental (ECG) da UCSB.
Em 2016, o Prof. Lubin publicou um artigo indicando que uma civilização avançada poderia ser detectada através da busca por “transbordamentos” de matrizes de laser. Eles poderiam ser usados para comunicação, propulsão e defesa de asteroides – as mesmas aplicações que Lubin e seus colegas do ECG estão pesquisando para uso aqui na Terra (incluindo Breakthrough Starshot).
Em 2018, foi lançado o Relatório de Assinatura Tecnológica da NASA , que incluía “comunicações ópticas”, propulsão a laser e outros métodos de energia dirigida como assinaturas tecnológicas viáveis.
Além disso, Narasimha e sua equipe explicaram como os sistemas projetados teriam um perfil muito diferente de outros sistemas. Eles ainda oferecem alguns exemplos potenciais que os pesquisadores do SETI poderiam examinar mais de perto nos próximos anos:
“Se os planetas estão dispostos de forma estranha, ou seja, as massas dos planetas alternam-se de um planeta para outro (como um gigante gasoso, um planeta terrestre, depois um planeta terrestre e outro um gigante gasoso – como o sistema Kepler-20), então poderíamos considerar que esses arranjos incomuns foram feitos intencionalmente pela ETI. Sistemas planetários como Kepler-20, ou TRAPPIST-1, onde muitos semelhantes à Terra (planetas rochosos de baixa massa) estão dispostos perto de sua estrela, a uma distância menor que A órbita de Mercúrio é outra possível indicação de uma astroengenharia ET avançada. Parece incomum ver tantos planetas do tipo terrestre em uma zona tão estreita, a uma curta distância de sua estrela. Isso poderia sugerir que tais planetas poderiam ter sido movidos deliberadamente. na HZ de suas estrelas-mãe.”
Resumindo, Narasimha e sua equipe recomendam que os astrônomos procurem por Strange Exoplanetary Architectures (SEAs) como um dos parâmetros de pesquisa ao procurar por bioassinaturas e tecnoassinaturas.
Os esforços futuros do SETI podem incluir a busca por sistemas modificados ou organizados que indiquem a presença de múltiplos planetas habitáveis, “Mundos de Serviço”, e comunicação e infraestrutura avançadas entre eles. Quem sabe? Talvez alguns sistemas incluam múltiplas estrelas, cada uma com seu próprio arranjo de planetas que sustentam múltiplas civilizações.
Em suma, devemos manter os olhos abertos para qualquer assinatura tecnólogica!
Leitura adicional: arXiv
Este artigo foi publicado originalmente pela Universe Today. Leia o artigo original.
Adaptado de ScienceAlert
