ダイソンリング：銀河文明を動力化する

要約

この記事では、超巨大ブラックホールのエネルギーを利用して銀河規模の文明を動力化する可能性について探求します。天体物理学者ニコライ・カルダシェフは、進化する文明のエネルギー需要を定量化するスケールを提唱し、第3段階では、文明は毎秒385ヨタジュールの太陽が放出するエネルギーの約1000億倍のエネルギーを必要とするとされています。エキゾチック物理学の突破口がない限り、十分なエネルギー源となるのは超巨大ブラックホールだけです。この力を利用する鍵は、銀河のすべての腕に広がる文明を動力化することができる技術的傑作であるダイソンリングにあるかもしれません。

カルダシェフスケール

天体物理学者ニコライ・カルダシェフは、進化する文明のエネルギー需要を定量化するスケールを提唱しました。現在の第1の進化段階では、化石燃料、太陽光発電、原子力発電所などの惑星ベースの燃料源が、自分たちの太陽系以外の惑星に移住するのに十分なエネルギー源となる可能性があります。しかし、第3段階では、銀河規模の拡大には、太陽が放出する全エネルギーの385ヨタジュールの約1000億倍のエネルギーが必要とされます。

超巨大ブラックホールをエネルギー源として

エキゾチック物理学の突破口がない限り、カルダシェフスケールの第3段階の文明には超巨大ブラックホールしか十分なエネルギー源がないとされています。ブラックホールをエネルギー源として考えるのは直感に反するかもしれませんが、それはそのアクリーションディスクのおかげで実現できることです。粒子の相互作用により、回転するブラックホールの場合、宇宙空間に動能エネルギーが放射されることが可能で、現在広く利用可能な質量からエネルギーを抽出するための最も効率的なメカニズムである核分裂をはるかに上回る効率を持っています。

ダイソン球

物理学者フリーマン・ダイソンは、先進的な惑星文明が主星の周りに人工的な球体を設計し、放射されるすべてのエネルギーを捕捉して必要なエネルギーを満たすことができると提唱しました。しかし、同様の設計を超巨大ブラックホールに適用することも理論的には可能です。エネルギーを生産するためには、ブラックホールに継続的に餌を与える必要があるため、完全に球体で覆ってしまうわけにはいきません。たとえ覆ったとしても、多くの超巨大ブラックホールの極から噴出するプラズマジェットは、その前にある任意の構造物を粉々に壊してしまいます。

ダイソンリング

代わりに、巨大なリモートコントロール可能なコレクターから成るダイソンリングを設計することができます。これらは、おそらくアクリーションディスクの平面上にあるが、より遠くに存在するブラックホールの周りを軌道上を集まります。これらの装置は、鏡のようなパネルを使用して収集されたエネルギーを発電所またはバッテリーに転送することができます。これらのコレクターが正しい半径に建設されるようにする必要があります。近すぎると放射されるエネルギーによって溶けてしまい、遠すぎると利用可能なエネルギーのほんの一部しか収集できず、ブラックホールを周回する星によって混乱する可能性があります。完全なシステムを構築するには、ヘマタイトなどの高度に反射性のある材料を数えると地球数個分必要であり、建設ロボットの軍団を作るためにも、さらにいくつかの解体された惑星が必要です。

課題と可能性

ダイソンリングは、銀河のすべての腕に広がる文明を動力化する技術的傑作となります。しかし、コレクターの建設、必要な材料、ブラックホールのアクリーションディスクを崩壊させる可能性など、克服しなければならない課題がまだあります。それでも、このアイデアは銀河規模の文明の可能性を開き、ダイソンリングの一部が私たちとブラックホールの間を通過する際に、時折光が暗くなることが観測される可能性があります。