Wow, es gibt tatsächlich ein Suchprogramm für Dyson-Sphären1. Aber vielleicht sollte ich zuerst mal erklären, was eine Dyson-Sphäre überhaupt ist.
Das ist eine Möglichkeit, wie man die Energie, die von einem Stern abgestrahlt wird, maximal ausnutzen kann. Für uns auf der Erde ist die Sonne die Energiequelle Nummer 1. Jede Energieform lässt sich auf Sonnenenergie zurückführen. Allerdings steht uns trotzdem nur ein winzig kleiner Teil der Kraft, die die Sonne abgibt, zur Verfügung.
Die Sonne strahlt ihre Energie kugelförmig in jede Richtung ab – wir nutzen aber nur den winzigen Teil davon, der auf unsere Erde trifft. Der Physiker Freeman Dyson hat sich 1960 überlegt, dass man das ja eigentlich auch besser machen könnte. Man müsste „nur“ eine Hülle bauen, die den Stern komplett einschließt – dann kann keine Energie mehr verloren gehen.
Wie man das nun aber genau macht, ist eine ganz andere Geschichte. Mit der tatsächlichen Konstruktion von solcher Sphären hat sich Dyson nicht wirklich auseinandergesetzt. Man müsste auf jeden Fall eine Menge Material zur Verfügung haben. Vielleicht könnte man einen kleinen Planeten auseinandernehmen und damit die Sphäre bauen. Oder haufenweise Asteroiden zur Sonne schaffen und die Hülle daraus konstruieren.
Oft liest man auch (in Science-Fiction-Büchern) dass so eine Dyson-Sphäre tatsächlich als Welt genutzt wird. Die Menschen würden dann auf der Innenseite der Hohlkugel leben. Eine zukünftige Zivilisation hätte so zwar reichlich Energie und jede Menge Platz zur Verfügung – allerdings würde man dann ein paar Probleme mit der Gravitation bekommen. Auf der Innenseite der Kugel gäbe es nur dann eine vernünftige Gravitation, wenn die Sphäre rotiert (was die Konstruktion enorm erschweren würde). Und selbst dann würde das nur in Äquatornähe funktionieren. Ansonsten könnte man sich auf der Aussenseite der Kugel ansiedeln – dort hat man dann aber wieder nichts von der Sonnenenergie.
Es gibt deswegen auch einige Varianten: so kann man z.B. einen riesigen Schwarm aus Sonnenkollektoren um die Sonne kreisen lassen. Die Abdeckung wäre dann zwar nicht komplett und neuer Lebensraum wäre damit auch kaum geschaffen – aber es wäre zumindest ein wenig realistischer als eine komplette Sphäre. Oder man kann eine „Ringwelt“ bauen – also anstatt einer Sphäre nur einen Ring um die Sonne herum. Wer dazu Details wissen möchte, der sollte auf jeden Fall mal eine Blick in die äußerst lesenswerten Ringwelt-Romane von Larry Niven werfen.
Dyson-Sphären sind zwar etwas ziemlich unvorstellbares – gehören aber zu denjenigen der SciFi-nahen Visionen, bei denen es kein prinzipielles Problem gibt. Es wäre eben nur wahnsinnig aufwendig, so ein Ding zu bauen. Aber machbar auf jeden Fall. Und wenn nicht für uns, dann vielleicht für eine außerirdische Zivilisation, die schon ein bisschen weiter entwickelt ist?
Das scheint sich auch Richard A. Carrigan Jr. gedacht zu haben. Er ist Physiker am Fermilab und beschäftigt sich (u.a.) schon länger mit den Dyson-Sphären. Wenn sie denn irgendwo in unserer Galaxis existieren würden, könnten wir das unter Umständen von der Erde aus feststellen! Und das wäre dann ein deutlicher Beweis für die Existenz von intelligentem außerirdischen Leben.
So ein Stern wird nämlich nicht einfach unsichtbar, wenn er von einer Dyson-Sphäre umgeben ist. Die Sphäre selbst heizt sich natürlich auch auf und gibt dann Infrarotstrahlung ab. Und danach kann man suchen. Das hat Carrigan getan – und zwar mit Hilfe des Katalogs des Infrarot-Satelliten IRAS, der knapp 250000 Infrarotquellen enthält und 96% des Himmels abdeckt. Die Ergebnisse dieser Suche hat Carrigan vor kurzem in seiner Arbeit „IRAS-based whole-sky upper limit on Dyson Spheres“ veröffentlicht. Leider mit negativem Ergebnis.
Aber das muss ja noch nicht das Ende der Suche sein. Auch IRAS hat nicht alles beobachtet, was in unserer Galaxie vorhanden ist – vielleicht versteckt sich irgendwo da draußen ja noch ein Stern hinter einer Dyson-Sphäre. Wer selbst Lust hat, auf die Suche zu gehen, findet hier Tipps, wie man sich auch als Amateur an der Suche beteiligen kann (ein Teleskop wird dazu nicht benötigt).
Zum Abschluß noch ein kleiner Ausflug in einen weiteren Grenzbereich von Physik und Science-Fiction: die Kardaschow-Skala. Die wurde vom russischen Astronomen Nikolai Semjonowitsch Kardaschow – einem der Pioniere der russischen SETI-Forschung – aufgestellt. Seine Skala dient dazu, außerirdische Zivilisationen anhand ihrer technologischen Entwicklungsstufe zu klassifizieren.
Eine Zivilisation vom Typ I wäre demnach in der Lage, den kompletten Energieoutput ihres gesamten Planeten zu nutzen. Typ II wäre fähig, die gesamte Energie eines Planetensystems zu nutzen – und dazu wäre eben im Prinzip eine Dyson-Sphäre nötig. Eine Zivilisation vom Typ III wäre schließlich in der Lage, die komplette Energie einer ganzen Galaxie nutzbar zu machen.
Wir Menschen haben bis jetzt noch nicht mal die erste Stufe erreicht. Carl Sagan hat die Menschheit auf dieser Skala einmal mit 0,7 eingestuft. Wir haben also noch einiges vor uns!
1: Diesen Satz habe ich aus dem Timeblog geklaut 😉 Aber er ist so passend und entspricht genau dem, was mir selbst durch den Kopf gegangen ist, dass ich ihn einfach übernehmen musste.
Also für lesenswert halte ich Ringwelt allerdings nicht, eher für grausam langweilig und schlecht geschrieben…nichts gegen reine Ideenliteratur, aber da war ja wirklich nur eine Idee drin die auch noch quasi irrelevant für das Buch war…
@Joerg: Ehrlich? Also ich finde die Ringwelt (und Larry Niven allgemein) ziemlich genial. Naja, Geschmäcker sind verschieden. Aber wenn ich mir die Bücherliste in deinem Blog ansehen, dann teilen wir ja doch einige Vorlieben 😉 Findest du es nicht auch schrecklich, dass George R.R. Martin so ewig lange braucht um das Lied von Eis und Feuer fertig zu schreiben. Ich warte jetzt schon seit ~2 Jahren auf den nächsten Band 🙁
(Und Matt Ruff ist sowieso fantastisch.)
Naja ich trödel seit Wochen am ersten Song-Band rum, und hab nicht vor direkt weiterzulesen. Ich hoffe nur, dass der Martin NICHT wie Robert jordan irgendwo zwischendrin an einer seltenen Krankheit stribt…auch wenn ich Rad der Zeit irgendwann aufgegeben habe weils zu undurchsichtig wurde (oder ich zu unaufmerksam).
Matt Ruff, ja da hab ich auch erst eins gelesen (wegen dem schönen Cover gekauft…) und muss noch mehr lesen wenn ich endlich durch den Game of Thrones-Wälzer durch bin (auch wenns schade ist weil das extrem gut ist).
Also ich war bisher der Ansicht, dass eine Dyson Sphäre wirklich nur der Fantasie von Larry Niven entsprungen… und allzu wahrscheinlich ist es auch nicht, denn jede vernünftige Zivilisation dürfte wirklich eher den Raumflug beherrschen und somit eher andere Planeten und /oder Sternensysteme kolonialisieren, als es auf sich zu nehmen das komplette Planetensystem als Baustoff zu benutzen… und wenn man diese Welt auch wirklich als Lebensraum nutzen will, bleibt noch die Frage nach einem möglichen Abwehrsystem …
Also ich halte bisher Star Trek für realistischer 🙂
Auch bei Star Trek kommt eine Dyson Sphäre vor.
Genauso, wie bei Freelancer;)
Sicher, Ringwelt hätte besser sein können, wenn ich die Quailtät mit „The Mote In God’s Eye“ vergleiche. aber die Idee fand ich fantastisch.
Ganz großes Problem ist ja immernoch die Herstellung der verwendeten Materialien. Und sicher wird eine Zivilisation erstmals Raumfahren. Aber eine Sphäre bietet nahezu unendlich viel Raum;)
Die Star Trek-Folge zur Dyson-Sphäre („Relics“) war übrigens gar nicht schlecht, auch wenn die Sphäre selbst ein wenig so aussah wie der Todesstern 🙂
https://memory-alpha.org/en/wiki/Relics_(episode)
https://de.youtube.com/watch?v=5BTOsB1OYxk
Grad beim Rumsurfen in der Wikipedia gefunden:
https://en.wikipedia.org/wiki/Dyson_spheres_in_fiction
Jede Energieform lässt sich auf Sonnenenergie zurückführen.
Bei Wind,Sonne,Öl,Kohle,Gas usw seh ich das ein, aber bei Kernspaltung oder Kernfusion bitte ich um eine Erklärung.
Kernspaltung nutz die in großen Kernen gespeicherte Energie von Sternen, nur halt nicht die von unserem Stern. Kernfusion wäre was anderes, spielt aber auf der Erde keine Rolle.
Gute Frage, geldi 🙂
The Mote in Gods Eye! Stimmt, geniales Buch, finde ich. Mir gefällt an MiGe das Szenario (überlegene Aliens, die aber nie wegkommen), und an Ringwelt die, ähem, Welt, die in weiteren Büchern und Kurzgeschichten darum gestrickt wird (auch wenns etwas unlogisch ist, Katzenwesen als Aliens zu haben, aber hey, gäbe es ohne Ringwelt die Wing Commander-Spiele?)
************* Spoiler Alert ************
Ringwelt krankt meiner Meinung nach etwas daran, dass zwei Prämissen stark mit der Wirklichkeit kollidieren. Einmal die Sache mit den Pak-Protekoren (dann wäre die ganze Biologie hinfällig), und die Züchtung von im Wortsinne glücklichen (lucky) Menschen.
********* Spoiler Ende **********
Aber ansonsten finde ich Ringwelt sehr gelungen und spannend. Die weiteren Bände fallen demgegenüber allerdings ab.
@Geldi: Wie Arno schon gesagt hat, sind die schweren Elemente ja auch erst in Sternen (wenn auch nicht unserer Sonne) entstanden. Mit ein bisschen guten Willen kann man das also durchaus noch als „Sonnen/Sternenenergie“ gelten lassen. Aber klar, es ist was anderes als z.B. die quasi direkte Speicherung in fossilen Brennstoffen.
Interessante Theorie, ich frage mich aber nur wo man soviel Materie herbekommt um eine dichte Kugel um die Sonne zu bauen. Reicht da überhaupt die vorhandene Materie im Sonnensystem aus ?
Interessant wär auch wie man die Kugel stabil im Orbit hält. Schon die leichteste Schwankung könnte doch zu Oszillationen worauf Gezeitenkräfte das Ding zerbröseln könnten.
Könnte man Fusionsenergie als SowiedieSonne-energie nennen ? 🙂
@Ronny: Hier werden einige deiner Fragen beantwortet. Wenn die Kugel komplett symmetrisch wäre, dann würde sie sich auch nicht bewegen und aus sich selbst heraus stabil.
Nun weis ich wie schwarze Löcher entstanden sind…. 😉 (Alles nur Tarnung)
Laut Phil Plait (bad astronomy) waere eine luftgefuellte Dysonsphere (wobei „irgendwie“ ueberall normaler Erdluftdruck herrsche :-)) mit Neptun(?)bahnradius in der Tat ein schwarzes Loch. Das Problem liegt beim „irgendwie“..
Ich bin beim groben Nachrechnen ohne Berücksichtigung der Sonnenmasse oder Planeten auf einen Radius gekommen, der ziemlich genau viermal so groß ist wie der des Uranus (oder 2,xmal Neptun), damit eine Sphäre mit durchschnittlicher Dichte wie Luft auf Meeresniveau gerade Schwarzschildradius hat.
Mit Berücksichtigung der Sonnenmasse und genauerer Berechnung dürfte Neptunbahn in etwa hinkommen.
Die Masse, die diese Sphäre dann haben würde ist allerdings nicht ganz unbeträchtlich…
Gab’s nicht mal die Abschätzung, dass die durchschnittliche Dichte unseres Universums ziemlich genau einem schwarzen Loch von Universumsgröße entspricht? Ist das noch haltbar?
@GPB: „Gab’s nicht mal die Abschätzung, dass die durchschnittliche Dichte unseres Universums ziemlich genau einem schwarzen Loch von Universumsgröße entspricht? Ist das noch haltbar?“
Also davon hab ich noch nie was gehört. Kommt mir auch etwas seltsam vor. Hast du da vielleicht noch irgendwelche Quellen?
Das war irgendsoein populärwissenschaftliches Buch in einer Fußnote meines Wissens… Nur welches… 😉
Also doch selber abschätzen… Wikipedia gibt die Masse des Universums mit ca. 10^53 kg an und den Schwarzschild-Radius mit ca r=M*1,48*10^{-27} m/kg –> r= ca. 1,48*10^{26} m oder ca. 15,6 Milliarden Lichtjahre…
Käme also hin – sofern man Wikipedia hier vertraut 🙂
Was sagt der Astronom dazu? Nur ein enormer Zufall, also Effekt des „wenn man genug herumrechnet findet man immer was“? (Momentan gehe ich ja davon aus…)
@GMP: ich habe in wikipedia folgendes gelesen:
„Beobachtungsdaten des Satelliten WMAP schließen nach Neil Cornish die meisten Beschreibungsmodelle des Universums, die einen Radius kleiner als 78 Milliarden Lichtjahre besitzen, aus.“ sieht so aus, alsob es größer ist als deine 15,6 Mrd ly
@GPB, Anhaltiner: Ja, unser „sichtbares“ Universum ist vermutlich noch lange nicht das gesamte Universum. Das könnte noch viel größer sein. Hier hab ich mal was darüber geschrieben.
Sehr interessant.
Nur: warum stehen dann die „kleinen“ Zahlen immer noch in Wikipedia? Oder ist die im verlinkten Post beschriebene Theorie doch zu spekulativ (noch)?
Naja – Wikipedia 😉 Aber soweit ich mich erinner kann, steht zumindest im Artikel „Universum“ auch was über den Unterschied zwischen beobachtbaren und gesamten Universum…
Tatsache, habe ich überlesen… Mea culpa
Dann gilt meine obige Abschätzung eben „nur“ für das sichtbare Universum 🙂
„Ansonsten könnte man sich auf der Aussenseite der Kugel ansiedeln – dort hat man dann aber wieder nichts von der Sonnenenergie.“
Wieso denn nicht? Solarpanels und Fernwärmerohre innen rein und ordentlich Flutlicht oben drauf – oder zusätzlich Licht von einem benachbarten Stern. ;o)
Da kommt mir eine andere Idee. Wenn man so will leben wir schon auf einem dysonoiden Geoiden. Immerhin ist es ziemlich warm in der Mitte unserer Erde. Und jetzt verdirb mir nicht den Spass mit „das ist ja was ganz anderes“ und Heliumbrennen und so.
Ich lass mich eh nicht belehren, denn ich bin ein Jünger des Dyson – mir scheint die Sonne aus dem A****.
@DerOli – ja, klar kann man das so machen – aber dann kann man sich den Kram mit der Sphäre auch gleich sparen und einfach nur die Panels um die Sonne schwirren lassen und die Energie zur Erde leiten.
ihr seid cool
„A rigid dyson sphere is not stable“
steht hier “ https://www.aleph.se/Nada/dysonFAQ.html#STABLE “ und ist in Kommentar #13 falsch zitiert
Warum baut man nicht einen riesigen WIRELESS CHARGER die mit Solarzellen bestück sind. Und um die Sonne kreisen…
Und auf unser Planet Erde empfangen wir die Energie wie einen Samsung Smartphone die aufgeladen werden… Es tönt etwas einfach aber das Prinzip könnte mit etwas Ingenieurkunst sicher verfeinern…
Wahrscheinlich spielt hier die Distanz eine grosse Rolle. Dann könnte man doch Laserstralen nützen. So habe ich mir vorgestellt: Eine Fläche Solarzellen holt die Energie von der Sonne und wandert es in Strom. Dieser Strom wird in Laserstrahl umgewandelt, die dann auf die Erde schiesst… Und auf der Erde fängt man der Laserstrahl ab und verwandelt es wieder in Strom oder Wärme um… Wie findet Ihr die Idee? Würde es funktionieren? Die Technologie gibts bereit. Man muss es nur nutzen.
Lieben Gruss
http://www.wasdazu.ch Team