Protéiformes et dantesques : les « sphères de Dyson »…

Des structures colossales dérivant dans l'espace et s'alimentant de l'énergie provenant d'une ou plusieurs étoiles

Dans un article récent nous avions mis en lumière la possible existence d’entités étranges : les « cerveaux de Boltzmann ». Ces derniers sont le fruit d’une hypothèse qui prédit que les fluctuations de l’énergie du vide pourraient faire apparaître de façon aléatoire des « observateurs » dits Boltzmann Brains, lesquels pourraient venir en concurrence avec les observateurs humains dans l’observation de l’univers. Un « cerveau de Boltzmann » serait donc une entité consciente née d’une fluctuation aléatoire provenant d’un état fondamental de chaos thermique.

Nous abordons aujourd’hui une autre hypothèse mettant en œuvre des structures extrêmement complexes et sophistiquées : les « sphères de Dyson »…

En 1960, l’astronome Freeman Dyson publie l’article « Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation » dans la revue Science. Dyson suggère qu’une civilisation extraterrestre très avancée utiliserait le maximum d’énergie émise par son soleil. Dans ces conditions, Dyson propose de rechercher la présence de telles structures artificielles pour traquer l’existence d’extra-terrestres. Il s’inspire pour cela du roman de science-fiction « Star Maker » d’Olaf Stapledon.

Nous rappelons à cet instant que de nombreux commentateurs de notre premier roman : « Cathédrales de brume » établirent une vraie parenté entre les univers conçus par notre héros principal (Amaranth heliaktor) avec ceux décrits par Stapledon…

Pour en revenir à l’hypothèse de départ, une étoile encapuchonnée par une sphère artificielle serait très peu lumineuse, mais émettrait une très forte radiation infrarouge, provenant de la sphère de Dyson elle-même.

Or, plus une civilisation progresse, plus ses besoins énergétiques croissent. Nous sommes bien placés pour le savoir !

Pour une race extraterrestre ayant dépassé le potentiel énergétique de sa planète nourricière (là encore, cette problématique résonne crûment à nos oreilles…), son étoile devient alors une nouvelle source d’intérêt. Chaque soleil similaire au nôtre dégage énormément d’énergie dans l’espace, dont une très grande part pourrait être récupérée par un ensemble de collecteurs solaires répartis autour de l’étoile.

Une telle structure permettrait à une civilisation ingénieuse de se développer durablement sans se soucier des ressources spécifiques à sa planète d’origine. C’est ce que l’on appelle « sphère de Dyson ».

Selon la théorie, il existe trois grands types de sphères de Dyson.

Celles de type I ne couvriraient pas totalement leur étoile (on parle alors d’essaims de Dyson) et se comporteraient comme des réseaux de collecteurs en orbite. Indépendants ou en groupes denses, ils pourraient ainsi récolter l’énergie solaire et faire vivre des stations spatiales. C’est actuellement le type de sphère le plus réaliste pour un type de civilisation comme la nôtre. A condition -bien sûr- d’avoir préalablement validé le principe d’une véritable gouvernance mondiale pérenne et non assujettie aux caprices et aux egos de nos dirigeants…

Les « sphères de Dyson » de type II (on parle alors de coquille de Dyson) engloberaient dans une structure rigide quasiment toute la surface sphérique autour de l’étoile tutélaire. Elle cacherait ainsi sensiblement sa luminosité et pourrait même être aménagée à sa surface.

Pour simplifier, imaginons que la sphère soit placée à une distance égale à la distance Terre-Soleil et qu’elle soit dotée, à sa surface, de multiples biosphères et stations spatiales autoalimentées par l’énergie solaire collectée par la sphère… On peut aussi imaginer une coquille de Dyson couverte d’une épaisse atmosphère, et abritant des continents et des océans. Dans ce cas, le rayon de cette « coquille » serait égal à 150 millions de kilomètres !

Mise en rotation, la coquille de Dyson pourrait créer une pseudo-gravité par force centrifuge au niveau de son équateur. Toutefois, les forces de tension, effets de marée et contraintes mécaniques créés par l’étoile la rendraient instable. Une sphère de Dyson étant creuse, elle ne peut pas créer de force gravitationnelle uniforme vers sa face interne. L’atmosphère, les continents et les océans tomberaient donc vers le soleil ! Dans cette perspective, il faudrait alors disposer la biosphère sur la face extérieure, et s’arranger pour que l’énergie collectée puisse également servir à éclairer la phase obscure.

Il resterait encore l’épineux problème lié à une très faible gravité Il faudrait donc considérablement accroître la pression atmosphérique pour compenser la faible gravité. La mission n’est donc nullement impossible, mais le travail est colossal et outrepasse totalement nos capacités actuelles…

Plus sophistiquées encore, les « sphères de Dyson » de type III (on parle alors de bulles de Dyson) seraient constituées de statites (mot juxtaposant statique et satellite) : des satellites suspendus à d’énormes voiles solaires et « flottant » grâce à la pression des radiations solaires afin de ne pas être soumis à la force gravitationnelle de l’étoile. Un statite devrait avoir une densité de l’ordre de 0,75 g/m² afin de voguer à une distance égale à celle séparant notre Terre du soleil. Cette méthode a l’avantage de nécessiter beaucoup moins de matière, mais les meilleurs matériaux actuels à base de fibres de carbone atteignent les 3 g/m². On est donc très loin du compte…

Nébuleuse galactique ou sphère de Dyson ?

Au niveau des principes généraux nécessaires à la construction de ces gigantesques « sphères », une étoile contenue dans une sphère de Dyson ne serait pas directement visible de l’univers extérieur car la structure artificielle l’entourant la dissimulerait totalement (au moins dans l’hypothèse de type II). Toutefois, la sphère de Dyson émettrait elle-même une quantité équivalente d’énergie sous forme de lumière infrarouge à cause de la transformation du rayonnement de l’étoile en chaleur. De plus, comme les sphères de Dyson seraient composées de matière solide au lieu de gaz chauds, le spectre d’émission de la sphère de Dyson ressemblerait plus au spectre d’un corps noir qu’à celui d’une étoile ordinaire.

Pour augmenter le gradient de température l’efficacité du processus de récupération d’énergie, les astucieux « architectes cosmiques » pourraient réfléchir la lumière de la surface intérieure de la sphère vers certaines zones de sa surface extérieure. Par ailleurs, une structure de ce type modifierait les caractéristiques spectrales propres de l’astre central car elle renverrait du rayonnement vers l’étoile…

Naturellement, cette séduisante hypothèse titille immédiatement l’imagination de tout romancier de science-fiction (ce fut déjà le cas pour L. Niven avec « L’anneau-monde », L. Genefort avec « Le cycle d’Omale » ou J. M. Aguilera avec « Mondes et démons » par exemple). Pour ceux qui -comme nous- écrivent à quatre mains, cette théorie décuple encore la créativité et le pouvoir fantasmatique…

On peut ainsi concevoir des « sphères de Dyson » qui ne se contentent pas de capturer toute l’énergie d’une étoile « normale » comme notre soleil, mais on peut imaginer le même principe organisé autour d’une géante bleue (comme Rigel par exemple), mais aussi autour d’un système double, voire d’un… trou noir !

On se prend à rêver en observant une structure domptant l’énergie cannibalisée par un trou noir et qui permettrait peut-être alors de franchir ces « portes d’abîme » permettant de relier deux points très distants de notre univers en un millième de seconde…

On peut même concevoir une « sphère de Dyson » englobant une galaxie elliptique en se nourrissant de l’énergie de ses centaines de milliards de soleils !

On peut aussi utiliser les fantastiques propriétés de la gravitation quantique (que ce soit par le biais de la Théorie des cordes ou de la Gravitation quantique à boucles) afin d’optimiser encore ces « archipels cosmiques » en leur conférant un statut énergétique et gravitationnel qui les métamorphose en univers en miniature.

Sachant que nos instruments d’investigations spatiaux décryptent moins de 5% de l’ensemble de notre univers, les potentialités réelles des « sphères de Dyson » sont donc presque infinies.

Or seul la compréhension de l’infini donne son vrai sens à la vie. Avec la mort…

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