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Le Fermilab à la recherche des extraterrestres et des sphères de Dyson

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Butterfly
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Le Fermilab à la recherche des extraterrestres et des sphères de Dyson

Message par Butterfly le Jeu 4 Déc - 13:47

En 1960, le grand physicien Freeman Dyson proposait un moyen simple pour repérer dans la Galaxie des civilisations extraterrestres très avancées. Gourmandes en énergie, elles devraient finir par coloniser leur système solaire et construire une sphère entourant leur étoile pour en utiliser toute l’énergie rayonnée. Depuis quelques années un chercheur du Fermilab a entrepris de détecter de telles « sphères de Dyson ».


Le nom de Dyson est familier pour tous les étudiants en physique des particules élémentaires, les cosmologistes et même les spécialistes en astronautique. Ce physicien fut le premier à effectuer la synthèse entre les travaux de Tomonaga et Schwinger d’un côté et ceux de Feynman de l’autre, portant sur la formulation d’une électrodynamique quantique relativiste débarrassée, en première approximation du moins, des problèmes des divergences infinies grâce à des procédures de renormalisation. Beaucoup pensent d’ailleurs qu’un prix Nobel aurait dû lui être attribué pour avoir rendu compréhensible et rigoureuse, au moins avec les critères de l’époque, la méthode des diagrammes de Feynman en théorie quantique relativiste des champs.

Dyson s’est aussi fait connaître par son implication dans le projet Orion, visant à construire un vaisseau spatial interplanétaire se propulsant grâce à l'énergie nucléaire (des explosions successives, à l'arrière du vaisseau, l'auraient poussé vers l'avant). Un tel mode de propulsion aurait permis de se rendre sur Mars en quelques mois seulement.

On lui doit également des contributions notables en mécanique statistique de la matière condensée et des connexions intéressantes entre la théorie des cordes et la théorie des nombres. C’est aussi à lui que l’on doit le célèbre temps de Dyson donnant une estimation de la durée pendant laquelle un Univers en expansion infinie peut abriter une vie intelligente.

Au début des années 1960, cet esprit brillant qui avait lu le livre de science-fiction intitulé Star Maker de Olaf Stapledon décida de vérifier si les idées évoquées dans l’ouvrage étaient crédibles du point de vue de la physique, sans se soucier des redoutables problèmes technologiques pour les concrétiser.

Une étoile dans un cocon artificiel

Si l’on extrapole la courbe de croissance de la consommation d’énergie et de matière de l’humanité, fatalement, on aboutit à la conclusion que la civilisation finira par avoir besoin de toute l’énergie libérée par le Soleil chaque année. Dyson a alors calculé qu’en utilisant une masse de matière équivalente à celle de Jupiter, il est possible d’entourer notre Soleil d’une coque semi solide, d’une épaisseur de 2 à 3 mètres, capable de piéger le rayonnement de notre étoile.

Or, d’après les lois de la thermodynamique, même en utilisant une grande partie de l’énergie ainsi disponible, la coque s’échauffera et réémettra dans l’infrarouge comme un corps noir d’excellente qualité. Le spectre d’une étoile est proche de celui d’un corps noir, mais une observation un peu fine montre rapidement qu'il est en réalité haché par une série de raies d’absorption voire, parfois, de bandes. Ce ne serait pas le cas avec l'objet étudié par Dyson.

La méthode proposée par Freeman Dyson pour découvrir des civilisations extraterrestres est donc, comme il l’a exposé dans un court article de Science en 1960, de partir à la recherche d’objets froids rayonnant dans l’infrarouge comme un corps noir quasi parfait et dont la taille serait de l’ordre de quelques unités astronomiques.

Une grande civilisation devrait laisser des traces dans le ciel...

Le concept a fait fortune sous le nom de sphère de Dyson et il a notamment été popularisé par Carl Sagan dans ses ouvrages, par exemple Cosmos. Cette idée est souvent mentionnée dans les discussions sur la classification des civilisations telle qu'elle a été proposée pendant les années 1960 par le radio-astronome Nicolai Kardashev. Ce scientifique russe avait distingué trois stades et donc trois types de civilisations possibles. Le premier est celui dont nous nous approchons : les habitants exploitent toute l’énergie présente sur sa planète. Au second niveau, ils utilisent l’énergie de son étoile et au troisième celle d’une galaxie entière.



Le schéma d'une sphère de Dyson. Crédit : Physicsworld-IOP

La construction d’une sphère de Dyson semble complètement hors de portée technologiquement. Elle nécessiterait déjà l’énergie rayonnée par le Soleil pendant 800 ans s'il fallait morceler toute la matière présente dans Jupiter. Mais l'opération pourrait être réalisable. L’astuce serait probablement de construire une machine de Von Neumann, c'est-à-dire capable de se répliquer elle-même. Rapidement, à la façon de virus ou de cellules se multipliant, le nombre de telles machines serait suffisant pour prélever dans le système solaire la matière nécessaire. Il faudrait ensuite l’assembler au moins sous forme de séries de gigantesques centrales solaires en orbite réparties de manière à recouvrir uniformément une portion non négligeable de la surface d’une sphère entourant une étoile de type solaire à quelques unités astronomiques de distance.

La seule façon d’être sûr qu’une sphère de Dyson est complètement impossible est encore de partir à sa recherche dans la Galaxie et c’est ce que fait un physicien du Fermilab depuis quelques années, Richard Carrigan. Il vient d’ailleurs de publier sur Arxiv le bilan de ses recherches.

Il a ainsi cherché dans les vieilles observations du satellite en infrarouge Iras des traces de sphères de Dyson dans un rayon d’environ mille années-lumière, sans véritable succès, même si 17 cas intriguants ont été trouvés.

De façon intéressante, il donne même sur son site le mode d’emploi , accessible à tout astrophysicien amateur, pour se lancer lui-aussi à la recherche des sphères de Dyson à partir des données d’observation publiques en infrarouge dans la Voie lactée.

En fait, ce n'est pas la seule façon de détecter des civilisations extraterrestres dans la Galaxie. Des satellites comme Corot pourraient le faire à partir des courbes de transit d'objets artificiels de grande taille, du genre des colonies spatiales de Gerard O'Neill, ou encore à partir des flashes laser associés à des vaisseaux équipés de voiles...

Source : Futura Sciences
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alpacks
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Nombre de messages : 2730

Re: Le Fermilab à la recherche des extraterrestres et des sphères de Dyson

Message par alpacks le Jeu 4 Déc - 15:38

bon ben ma foi cela date des années 60 sa théorie, bien qu'au niveau énergétique, sa classification des civilisations sert toujours je l'ai moi meme citée quelque fois sur le fofo ... mais au niveau de l'utilisation de l'énergie de l'étoile je pense que le scientifique en question ne replongerait peut etre pas a nouveau dans la meme erreur aujourd'hui !

vous allez me dire, construire toute cette sphère qui en gros serait un panneau solaire géant parait une bonne idée et serait audacieux ... et en + serait une énorme source d'énergie non polluante enfin vite dit ... la ou il se trompe c'est qu'a mon avis, une civilisation qui parvient a maitriser une technologie de ce type, n'en aurait en faite pas besoin ... car elle en serait déja a la maitrise de la fusion nucléaire

fusion que normalement l'humanité devrait passer a la maitrise dans environ 20-30 après les essais de la futur central ITER en projet en provence ! cette machinerie qu'il proposait autour d'une étoile n'est pas sans défaut ... et serait peut etre meme un gouffre énergétique ne serait ce que pour la conception, un goufre de temps, un goufre d'utilisation de cerveau pour rien !

1 er défaut et pas des moindres, il faut savoir qu'une telle chose devra lutter contre le vent solaire qui maintiendra constament une force d'appuie sur les surfaces ... puisque ma fois c'est une sphère panneau solaire qui est proposée, je doute qu'elle puisse rester en place avec l'appui permanent du vent solaire ...

le vent solaire n'est pourtant pas dense vous aller me dire, si l'on pouvait aller dans l'espace tout nu (lol What a Face c'est juste une image pour se faire une idée) on ne sentirait meme pas la brise de se vent solaire, puisque l'hélium dont il est constitué est a peine plus dense que le vide spatial lui meme ... mais cela reste des atomes quand meme qui frappe une surface, et au bout d'un moment cela accelère forcément qu'on le veuille ou non une surface en contact avec se vent surtout de face (perpendiculaire quoi) il faut savoir que le vent solaire va vite ! très vite ... loin de la vitesse de la lumière bien entendu, mais cela reste quand meme un flux constant d'hélium completement ionisé dans un flot de rayonement se déplacant a environ 1 million de km/h soit 278 km/s ce qui est une forte vitesse dans le système solaire !

c'est la vitesse a laquelle se déplace lui meme le soleil dans la direction qu'il prend dans la galaxie ... (250 km/s en gros) donc imaginez un instant une surface de type panneau solaire exposée a ce vent ... elle se fait forcément accélerée et donc déplacée en quelques secondes d'exposition a ce vent ! dans ce cas ok il existe une parada mais très couteuse en matériau, déja que la surface en elle meme serait énorme (je doute qu'on est asser de matériau sur terre pour ça en silicium, meme si ce n'est que du sable vous aller me dire ... mais un certain type de sable)

il faudrait alors que chaque élement de la structure soit attaché les uns les autres pour faire une sphère entièrement liées ... la ok normalement ca ne bouge plus puisque uniformément exposée au vent solaire dans tout les sens de la sphère du vent solaire ...

sauf que ce n'est pas si simple, déja de la tension s'accumulerait de tout part puisqu'il y aurait appuie dans toute les directions de la sphère ... résultat l'on aurait une force dantesque qui s'accumulerait dans chaque élément de fixation ... je doute que la sphère tienne longtemps ... et puis hélas, en pratique le soleil n'émet pas de vent solaire uniformément ... il émet une constante de vent + petites et grandes éruptions ce qui fait que la densité et la masse du vent n'est pas la meme partout dans toute les directions de la sphère ...

résultat une partie de la sphère de panneau solaire accumulera plus de tension que son opposé effectivement, et cela aura pour résultat que cette sphère commencera irrémédiablement a se déplacer sur un coté le + dense en vent solaire, et rapprochera dangereusement l'autre coté vers l'étoile, des astres (planètes, asteroides, voir l'étoile en elle meme) donc avec une force qui n'est pas la meme de partout tot ou tard, l étoile ne serait plus au centre de la sphère, et l'étoile rentrerait surement en colision avec un des cotés ... et adios baby ...

bon après peut etre une civilisation ET perfectionnerait l'ensemble pour éviter ce genre de cata ... mais bon je doute qu'ils s'emmierdent ma vie a maintenir la sphère avec les énormes écarts de densité du vent solaire ... je pense que cette meme civilisation se serait plutot retranchée sur la fusion de l'hydrogène en centrale pour une production d'énergie quasi infinie tant qu'il y a de l'eau ...

on sait que dans les systèmes planétaires ou une planète qui abrite la vie en masse, l'eau est toujours en grande quantité ... sale ou pas on s'en fout, l'énergie utilisée pour électrolyser l'eau pour en faire sortir l'hydrogène est minuscule comparé a l'energie qu'on peu en restituer une fois transformé en fusion d'hydrogène en hélium ... Ce pourrait etre dommage pour les planètes exterieurs du meme système (les plus éloignées, dans notre système mars marque la frontière du système interne et jupiter le début du système externe) qui verraient leur ensoleillement drastiquement diminuer ...

bien que meme si il y a n'y a pas de vie qui en a besoin car la vie difficilement possible en surface dans un système externe de planète, je pense qu'il serait fortement dommage d'en diminuer l'ensoleillement, hors un tel système diminuerait fortement leur ensoleillement et plongerait ses planètes dans une pénombre avec un rayonement solaire capturé en bonne partie ! meme si l'idée est bonne pour les voiles solaires, je pense cette idée est irationnel au niveau technique
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