Reprezentare a Stelei lui Tabby. Fluctuații de luminozitate, observate în 2015, au stârnit speculații despre faptul că ar fi înconjurată de un inel Dyson. Cel mai probabil, este vorba de praf cosmic. NASA/JPL/Caltech

Universul lui Dyson27 min read

De Ionuț Preda 30.03.2020

Freeman J. Dyson ne-a părăsit pe 26 februarie, la 96 de ani. A lăsat în urmă în concepte care aprind laolaltă imaginația cercetătorilor, scriitorilor SF și pasionaților de viață extraterestră – și, cel mai important, o viziune despre posibilul viitor al omenirii.

În interiorul unei comete de pe centura Kuiper, mai mulți cercetători, care trăiesc de ani buni din roadele unui sistem de sere crescut cu energie solară, lucrează intens la instalarea părții biologice a unei sonde auto-regenerative, nu mai grea de un kilogram. Proiectul a fost dirijat îndeaproape de centrul de comandă spațial de pe Terra; după sute de ani de observații, savanții au motive să creadă că o specie extraterestră, dintr-un sistem îndepărtat, a reușit să rearanjeze o planetă în jurul propriei stele, captându-i astfel aproape întreaga energie. Au calculat că acesta este pasul necesar înainte de a porni la explorarea Căii Lactee; dar trebuie să studieze fenomenul mai în detaliu. Pot face asta doar dacă proba, absorbând energie solară și nutrienți din alte corpuri cosmice, se multiplică pe cont propriu în numere suficiente pentru a construi un telescop Hubble, la extremitatea sistemului.

Dacă ai spune că asta e premisa unui roman de Isaac Asimov sau Arthur C. Clarke, e greu de crezut că ai ajunge să fii certat pentru confuzie, chiar și de pasionații literaturii SF. Iar un profesor de fizică clar nu te-ar mustra dacă nu ai știi că toate conceptele prezentate mai sus se bazează pe lucrări din a doua jumătate a vieții unuia dintre cei mai renumiți fizicieni ai secolului XX – Freeman J. Dyson.

Despre viața lui Dyson ar putea fi scris fără probleme un roman. A fost ultimul liant cu o generație de gânditori care au schimbat radical modul în care ne privim existența. A fost coleg de cămin cu Ludwig Wittgenstein. A lucrat cu Richard Feynman, Wolfgang Pauli și John von Neumann. A fost unul dintre cei mai apropiați prieteni ai lui Carl Sagan. J. Robert Oppenheimer i-a oferit un post pe viață la Institutul din Princeton pentru că i-a demonstrat fezabilitatea unor teorii de electrodinamică cuantică.Seria Dyson, bazată pe diagramele Feynman, este o reprezentare matematice a interacțiunilor dintre particule subatomice. A ajuns să fie unul dintre cei mai respectați cercetători de fizică teoretică și matematică, fără a avea doctorat. Ba chiar, Dyson a criticat intens ultima treaptă a sistemului universitar.Dyson considera că, mai ales în fizică, cei care studiau pentru un doctorat erau obligați să se concentreze obsesiv pe o singură problemă timp de doi-trei ani, și a declarat că e un sistem „malefic, care a distrus multe vieți”. youtube.com

În a doua parte a carierei, Dyson s-a concentrat pe a-și folosi cunoștințele vaste de fizică teoretică pentru a proiecta modul în care ar putea funcționa civilizații spațiale avansate, poate chiar omenirea, în viitorul nu foarte apropiat.

Dyson (dreapta) și astrofizicianul Martin Rees, fost președinte al Academiei Regale Britanice. Steve Jurvetson/Wikimedia Commons

Sfera lui Dyson

Într-o lucrareSearch for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation” islandone.org publicată în revista Science în 1960,  Dyson a propus o metodă nouă pentru căutarea vieții extraterestre. El a sugerat că o civilizație destul de avansată ar putea să construiască o „biosferă artificială” în jurul stelei din propriul sistem. Această biosferă ar acapara întreaga energie a stelei și ar duce astfel civilizația către pragul maxim de exploatare al spațiului apropiat. Sfera ar fi vizibilă de pe Pământ.Exercițiul de imaginație a fost gândit pentru a susține argumentul că eforturile de a căuta viață inteligentă nu ar trebui să se rezume doar la cercetarea stelelor vizibile, ci și la căutarea de posibile obiecte întunecate care le-ar obfusca, prezența aștrilor fiind „trădată” în acest caz de radiația infraroșie pe care o emană.

El a oferit un exemplu teoretic despre cum ar funcționa asta în sistemul nostru solar. Ipoteza este că o astfel de structură ar folosi echivalentul masei lui Jupiter.2×1027 kilograme La rata de creștere a industriei și a populației din 1960, ar fi nevoie de aproximativ 3.000 de ani pentru a dezvolta capacitățile necesare de a dezasambla o asemenea masă solidă. S-ar mai adăuga încă 800 de ani pentru a aranja structura astfel încât să înconjoare Soarele, la o distanță dublă față de cea dintre stea și Terra.

Dyson spune că suprafața ar putea fi „lejer locuibilă” și să includă toată aparatura necesară pentru a exploata radiația solară pe interiorul sferei. Dar a punctat destul de clar că era doar o speculație despre cum o civilizație avansată și-ar putea lăsa amprenta în propriul sistem.

Nu susțin că asta se va întâmpla în sistemul nostru; spun doar că asta s-ar putea să se fi întâmplat în alte sisteme.

Freeman Dyson – „Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation”

Cu toate acestea, ideea de a exploata aproape tot potențialul energetic al unei stele a prins. I s-a dat și un nume – sfera lui Dyson. În deceniile care au urmat, au fost propuse tot felul de modele derivate – un inel de sateliți artificiali care să înconjoare Soarele; dispunerea acestora într-o plasă, pentru a capta și mai multă energie; mai multe sfere Dyson, fiecare conținută în alta, ca să reducă la minim risipa de căldură reziduală – și eventual să alimenteze computere cu capacitate de procesare aproape infinită, capabile să simuleze lumi virtuale complexe.Conceptul este denumit Matrioshka Brain și a fost propus de Robert Bradbury în „Dyson Shell Supercomputers as the Dominant «Life Form» in Galaxies, web.archive.org

Deși n-a avut de-a face cu evoluțiile ulterioare ale ideii, mai toate erau denumite „(ale) lui Dyson”. Iar când savantul sovietic Nikolai Kardashev a propus clasificarea civilizațiilor avansate în trei trepte, în funcție de cantitatea de energie la care au access – a planetei (I), din întregul sistem solar (II) sau din întreaga galaxie (III) – a dat ca exemplu definitoriu pentru a doua treaptă construcția cu succes a unei sfere Dyson.„Transmission of Information by Extraterrestrial Civilizations, N. Kardashev, harvard.edu

Ideea nu a fascinat doar oamenii de știință. A apărut de-a a lungul vremii în zeci de scrieri SF, printre care romane ale lui Terry Pratchett, Tracy Hickman sau Robert J. Sawyer. Într-un episod din Star Trek: The Next Generation,Sezonul 6, Ep. 4, „Relics” naveta Enterprise descoperă o sferă Dyson, după ce a urmărește un semnal S.O.S. Mai recent în memoria culturii pop, conceptul a fost utilizat și în blockbuster-ul Avengers: Infinity War.Pelicula prezintă planeta-forjă Nidavellir – unde Thor ajunge pentru a crea o armă capabilă să-l distrugă pe Thanos – ca o mega-structură asamblată în jurul unei stele.

Roiul Dyson, una dintre variațiile sferei, sub forma unei plase de sateliți care înconjoară și absorb energia stelei. Wikimedia Commons

Freeman Dyson, însă, nu a fost foarte încântat de evoluția ideii. El a comentat conceptul către sfârșitul carierii, exprimând regret asupra denumirii termenului și a faptului că a fost scos din context, menționând totodată că ideea a fost, în fapt, inspirată de un roman al lui Olaf Stapledon, publicat în 1937.Dyson a crezut că noțiunea de biosferă, menită să reprezinte habitatul unei forme de viață extraterestre, a fost cea care a creat confuzie, fiind interpretată greșit drept un obiect opac, sferic care să înconjoare o stea. Conceptul a fost preluat din romanul „Star Maker al lui Olaf Stapledon, youtube.com

Totuși, influența termenului asupra celor care studiază știința viitorului nu poate fi subestimată, chiar și dacă conceptul a pornit incidental. Și nu a fost singura lui idee care a animat discuțiile despre explorare spațială sau lumi extraterestre.

Viitorul lui Dyson

În 1979, Dyson a dus mai departe o idee a fostului său coleg, John von Neumann, privind o sondă spațială care s-ar putea auto-reproduce. I-a adăugat o componentă biologică și a sugerat că o asemenea mașinărie ar putea folosi nutrienții din inele planetare și puterea solară pentru a cerceta eficient sistemul solar, dar ar putea fi programată și pentru a construi structuri pe alte planete.El a dat exemplul unei astfel de mașinării care ar ajunge pe una din lunile lui Saturn, Enceladus, unde s-ar multiplica și ar fi programate să asambleze nave de transport propulsate cu vele solare. Acestea din urmă ar transporta gheața de pe Enceladus pe Marte, pentru a ajuta la terraformarea planetei.  „Kinematic Self-Replicating Machines”, R. Freitas Jr., R. Merkle, molecularassembler.com

O altă teorie a lui, reformulată în multe scrieri SF, sugera că o plantă ar putea fi modificată genetic pentru a crește în interiorul unei comete. În condițiile în care cometa ar avea și o suprafață groasă, care să protejeze termic interiorul, și ar fi înconjurată de lentile care să concentreze razele solare înăuntrul ei prin puncte specifice, ea ar putea susține chiar sere, care se devină noi habitate spațiale pentru plante, animale sau chiar oameni.

În alte cazuri, postulările lui Dyson despre viitorul îndepărtat au fost infirmate de progresul științific. Într-o lucrare din 1979, el a încercat să demonstreze posibilitatea ca civilizații extrem de avansate să poată supraviețui morții termice a universului.  Energia presupus finită la care ar avea access civilizația ar putea fi folosită pentru a le susține acestora perioade de conștiință pe termen nedefinit.Dyson sugera că o civilizație, destul de avansată încât să poată ajunge la un stadiu în care nu consumă energie (de exemplu, hibernare), ar putea să-și folosească jumătate (sau orice fracție) din resursele finite pentru a alimenta o perioadă în care să fie conștientă, înainte de a reveni la starea de consum zero, urmând să alterneze între stări. Perioadele de conștiință ar deveni din ce în ce mai scurte și mai îndepărtate între ele, iar răcirea constantă a universului ar însemna că necesarul de energie pentru a alimenta o astfel de perioadă ar scădea și ea, dacă ființele ar putea să-și adapteze consumul la noua temperatură. „Time Without End: Physics and Biology in an Open Universe”, aleph.se Peste ani, teoria i-a fost anulată de noile observații despre univers,Problema a fost că teoria lui s-a bazat pe ideea acceptată la momentul respectiv că universul se extinde într-un ritm constant. Observațiile din ultimele decenii au arătat, însă, că extinderea universului se petrece într-un ritm accelerat, ceea ce îi nulifică calculele. În același timp, se știu prea puține detalii pentru a regândi viabilitatea conceptului. ceea ce i-a dat puțin peste cap și conceptele despre natura existenței.

Dyson considera dezamăgitoare ideea de expansiune accelerată a universului, până la moartea termică a acestuia sau sfârșitul cosmologiei,Printre cele mai discutate teorii despre soarta finală unui univers în expansiune accelerată sunt cele în care acesta, din cauza expansiunii, va fi absorbit de mediul interstelar (spațiul dintre stele) sau nu va mai avea energia necesară de a susține structuri mai complexe decât particule stabile. mai ales din perspectiva antropocentrică – ar însemna că oamenii, indiferent de ce bariere ale evoluției vor depăși și de ce megastructuri vor putea asambla, vor dispărea odată cu energia stelelor.„Freeman Dyson’s Quest for Eternal Life”, nytimes.com De altfel, această perspectivă a marcat cea mai mare parte muncii lui; toate aceste modele speculative aveau rolul de a aplica concret știința pentru a ajuta la avansul umanității, ceea ce din prisma lui s-ar putea realiza atât prin explorarea spațiului, dar și la scară planetară. S-ar putea spune că această perspectivă a stat și la baza controverselor care i-au marcat o parte din carieră.

Freeman Dyson la Institutul din Princeton, la care a lucrat mai mult de 60 de ani, în 2007. Wikimedia Commons

Erezia lui Dyson

Timp de câțiva zeci de ani, Dyson a atacat consensul științific legat de rolul omenirii în schimbarea climatică. El argumenta că modelele predictive acceptate de majoritatea cercetătorilor nu pot fi precise, deoarece puncte-cheie din schimbările climatice ale trecutului – precum erele glaciare – nu sunt înțelese pe deplin. Mai susținea și că emisiile produse de oameni trebuie privite din prisma utilității sociale – ele ar fi, spune el, justificate atât timp cât ajută la creșterea calității vieții și scăderea inechității sociale.„Heretical Thoughts about Climate and Society” edge.org

Poziția sa „eretică” pe subiect i-a pus eticheta de „climate change denier”, însă ea nu îi explică viziunile în totalitate. Mai degrabă, problema ar fi că soluțiile pe care le-a propus sunt mult prea idealiste pentru realitatea curentă a planetei. De exemplu, el nu a negat creșterea emisiilor de dioxid de carbon provocate de omenire și contribuția ei la încălzirea globală, însă a calculat că plantarea a „un trilion de copaci care cresc rapid” ar putea contracara tot CO2-ul din atmosferă. „Can we control the carbon dioxide in the atmosphere?” sciencedirect.com

Într-o viziune și mai utopică, el a descris în cartea sa The Sun, The Genome and the Internet o societate în care, similar cu aproape toate postulările sale despre viitorul apropiat, energia solară e fructificată din plin pentru a elimina inechitatea socială, iar noi specii de microorganisme și plante sunt create artificial pentru a transforma razele solare în carburanți chimici care ar fi ieftini și eficienți.Dyson credea că accesul la surse ieftine și mari de carburanți ar rezolva și problema migrației continue de la comunități mai mici la metropole. În combinație cu răspândirea rapidă a tehnologiei, în special a internetului, asta ar duce la avansul civilizației chiar și în cele mai izolate comunități din Africa.

Este la fel de adevărat că el s-a și asociat cu alte personaje care-i împărtășeau scepticismul,Dyson a fost un membru al consiliului academic al Global Warming Policy Foundation, un think tank din Marea Britanie care promovează scepticismul față de schimbările climatice, condus de un controversat fost parlamentar britanic, Nigel Lawson. Grupul este considerat una din principale surse de negaționism al schimbării climatice din Regatul Unit, desmog.co.uk și probabil mai puțin intențiile. Precum și faptul că idealismul extrem al exercițiilor sale de imaginație vine din perspectiva unui academician care a lucrat cu cele mai strălucite minți ale secolului XX – fapt ce i-a permis să treacă, cel puțin mental, de barierele reale cu care se confruntă societățile în viața de zi cu zi.

Dar același umanism poate fi invocat și în 1967 când, ca parte a grupului de consiliere științifică al Armatei Statelor Unite (JASON), Dyson a contribuit la o lucrare influentăF.J. Dyson, R. Gomer, S. Weinberg, S.C. Wright, „Tactical Nuclear Weapons in Southeast Asia”, nautilus.org care a argumentat, cu succes,Consilierul pe teme de securitate națională Seymour Deitchman a afirmat că discuțiile privind folosirea bombei atomice în conflictul din Vietnam au încetat după publicarea raportului, nautilus.org împotriva folosirii armelor atomice în conflictul din Vietnam.

E destul de greu să rezumi personalitatea lui Dyson. O minte genială, dar în același timp non-conformistă, care prin exerciții de gândire a construit punți între știința opacă, complicată, plictisitoare pentru mulți și aplicațiile ei care aprind imaginația celor pasionați de viitor. Poate cel mai simplu ar fi să-l cităm chiar pe el: „Aș prefera, cu certitudine, ca evoluția să continue la nesfârșit!”.



Text de

Ionuț Preda

Redactor cu câțiva ani de experiență în presa centrală. Este curios despre aplicarea tehnologiilor SF în lumea reală și evoluția ideilor de-a lungul istoriei.

ȘTIINȚĂ|SCIENCE OF FOOD

Alimentația oferă indicii despre economie, politică și cultură

De Adriana Moscu 24/11/2020
Obiceiurile alimentare sunt oglinda societății. Monica Stroe, lector în antropologie în cadrul Departamentului de Sociologie al SNSPA, decodifică legătura sinuoasă dintre oameni și alimentele pe care le consumă . 
ȘTIINȚĂ|SCIENCE REPORT

Coronavirus Science Report #48: Moderna anunță al doilea vaccin eficient, Pfizer aplică pentru autorizare

De Mihai Ghiduc 21/11/2020
Avem două vaccinuri cu eficiență de peste 90%, dintre care unul ar putea fi aprobat rapid. Remdesivirul nu e recomandat de OMS, testele rapide sunt mai eficiente în prima săptămână, iar imunitatea poate ține pe o perioadă mai lungă de șase luni.
ȘTIINȚĂ|SCIENCE OF FOOD

Mic tratat despre fermentație și legătura dintre microbi, fericire și modă sustenabilă

De Adriana Moscu 20/11/2020
Microorganismele benefice precum drojdia, bacteriile și mucegaiul sunt omniprezente. Odată plasate într-un mediu în care pot prolifera și prospera, se întâmplă magia fermentației.
ȘTIINȚĂ|PORTRET

Cine a fost „Uimitorul” Randi, magicianul ajuns vânător de escroci?

De Radu Călin Crahmaliuc 19/11/2020
Discipol al lui Houdini, partener de scenă al lui Alice Cooper și prieten al lui Isaac Asimov, invitat al lui Johnny Carson și omul care a oferit cândva un milion de euro oricui îi poate dovedi existența paranormalului, James Randi a avut o viață cel puțin la fel de uimitoare ca numele său de scenă. Totuși cum a ajuns aici?