كرة دايسون ضرب من "جنون" التكنولوجيا الممكن

كوكبنا الأرضي الصغير لا يتلقى سوى نصف الجزء الواحد من المليار من هذه الطاقة التي تنطلق في كل الاتجاهات من الشمس.
الأحد 2018/07/08
التكنولوجيا لا تعرف المستحيل

مع الثورة التكنولوجية وتطور الذكاء الاصطناعي أصبحت كل أفلام الخيال العلمي واقعا حقيقيا، حتى أضحى الإنسان يخشى أن يصبح عبدا لاكتشافاته التكنولوجية، ومع تطور الأجهزة التكنولوجية الجديدة التي تحتاج إلى المزيد من الطاقة، ومع ازدياد الكتلة البشرية وتناقص كميات النفط المهدد بالنفاد، باتت البشرية في حاجة إلى استغلال الطاقة الشمسية التي لا تنضب بشكل أفضل يلبي احتياجاتها المتزايدة، حتى الآن لا توجد حلول عملية، لكن عالم فيزياء بريطاني اقترح نظرية مفادها أنه بإمكان ابتكار أجهزة عائمة في الفضاء تستطيع توفير الطاقة الشمسية التي لا نستغل منها إلا جزءا ضئيلا، مبينا أنها نظرية صعبة التحقيق في الوقت الحاضر، وغاب عنه أن الإنسان يمكن أن ينخرط في أعمال طويلة المدى كما الحال بالنسبة إلى سور الصين الذي أخذ من الوقت ما يقارب ثمانية عشر قرنا.

لندن - يعرف أنصار الطاقة المتجددة أننا لا نستخدم إلا جزءا ضئيلا من الطاقة الشمسية التي تصل إلى كوكب الأرض، لذلك يتوقع البعض أن التكنولوجيا المستقبلية قد تكون قادرة على تسخير قوة الطاقة من كواكب أخرى قد تكون غريبة علينا اليوم.

وبحلول عام 3100 ستكون الكتلة السكانية قد ازدادت بشكل مطرد وازدادت معها احتياجاتها من الطاقة لتشغيل أجهزة الواقع الافتراضي وحقائب الظهر النفاثة وأنظمة هايبرلوب للنقل، وهو ما قد تعجز عن تلبيته الطاقة المتوفرة حاليا.

يتوقع العلماء أن ياتي اليوم الذي ستستنفد فيه البشرية كل النفط المتوفر لديها وحتى كل اليورانيوم المتاح لتشغيل محطات الطاقة النووية، حينها ستلتفت البشرية إلى الطاقة الشمسية لكن ذلك يطرح مشكلة أخرى فبعد مئات السنين لن نجد سنتيمترا مربعا واحدا شاغرا على الأرض لنضع فيه لوحة شمسية إضافية واحدة. وعليه فإن الفرضية الممكنة هي وضع هذه الألواح الشمسية في الفضاء وهذا يبدو حلا نظريا باعتبار أن هذه الألواح ستلتقط، إضافة إلى أشعة الشمس، الإشعاع المهدور المنتشر في الفضاء بشكل طبيعي. إحدى هذه الطرق التي تبدو غريبة حتى على العلماء اليوم هي كرة دايسون، وهي سرب افتراضي من الأقمار التي تحيط بالنجوم كي تسخّر طاقتها، وقد تم اقتراحها لأوّل مرة من قِبل عالم الفيزياء النظريّة البريطاني فريمان دايسون عام 1960.

ولو أننا حسبنا مقدار إجمالي الطاقة التي تنطلق في كل الاتجاهات من الشمس، لوجدنا أن كوكبنا الأرضي الصغير لا يتلقى سوى نصف الجزء الواحد من المليار من هذه الطاقة، ولو أننا أحطنا الأرض بسرب من هذه الألواح، سيكون لدينا مصدر مذهل للطاقة، والأفضل من ذلك أن تقع جميعها على مسافة واحدة من الشمس ومن الأرض حيث تكون درجة الحرارة مثالية للمياه كي تبقى في حالة سائلة.

وتقوم نظرية دايسون على إقامة جهاز هائل يعمل كمجمع للطاقة، وقد بيّن أنه عندما تقوم الحضارة البشرية باستهلاك جميع مصادر الطاقة على كوكب الأرض، فإن البشرية ستقوم بعدها بوضع أجهزة تجميع للطاقة الشمسية بعيدا في الفضاء لتعمل على توليد الطاقة من النجوم، ولأن مصادر الطاقة تحتاج إلى الزيادة المستمرة ستتم إضافة الكثير من أجهزة التجميع (الكرات)، حتى تتم إحاطة النجم بالكامل ليحصل البشر على ما يقارب المئة بالمئة من طاقته. ويتخيل البعض أن كرة دايسون ربما تكون مجرد هيكل صلب من المادة، إلا أن دايسون نفسه اعتقد أن هذا سيكون مستحيلا، وأن الكرة ستكون في مجملها عبارة عن مجموعة من الأجهزة المنفصلة المحيطة بالنجم.

واقترح دايسون أنّ هذه الكرات ستقوم بإشعاع كميات كبيرة من الأشعّة تحت الحمراء التي ستتمّ ملاحظتها حتّى من كوكب الأرض.

وعلى الرغم من متعة تخيّل لوجستيّات كرة دايسون، فإنّها تشكّل هدفا بعيد المنال، فإذا أخذنا فكرة القوقعة الصلبة بعين الاعتبار، فإنّ بنيتها ستكون رفيعة، وربّما يبلغ سمكها بضع عشرات أو مئات الأمتار، وتكون مغطّاة بلوحات شمسيّة، لكن مع ذلك، ستكون أثقل من الأرض بعدّة مرّات، وعند وضعها بالقرب من النجم، ستحظى بفرصة ضئيلة للحفاظ على متانة بُنيانها.

وإذا تمّ صنعها بطريقة ما كي تدور حول النجم لتستطيع البقاء في مداره، فإنّ المساحات المحيطة بخط استوائها الاصطناعي ستكون مستقرّة، لكن عند القطبين، حيث لا تدور، سيستسلم بنيانها أمام قوى الجاذبيّة وستنهار.

سرب افتراضي من الأقمار لتوفير الطاقة الشمسية يحتاج مئات السنين
سرب افتراضي من الأقمار لتوفير الطاقة الشمسية يحتاج مئات السنين

لهذا السبب، يفضّل دايسون فكرة السرب، فبحسب هذه الفكرة، سيتمّ وضع الآلاف من الأقمار التي تجمع الطاقة حول النجم، ثم إرسال الطاقة إلى محور مركزي ليتمّ استخدامها من قِبل حضارة ما. فباستخدام أقمار منفصلة، تقع كلّها في مدار النجم، سيتمّ الحفاظ على متانة الكيان ونقل كميات هائلة من طاقة النجم. وقد يبدو هذا الكيان بالتحديد غير عملي، لكنّه يستطيع القيام بمهام مماثلة بشكل عملي على مدى أصغر.

فعلى سبيل المثال، تقترح بعض النظريّات أنّ وضع مركبة فضائيّة كبيرة تقوم بجمع أشعّة الشمس بين الأرض والقمر سيمكّنها من امتصاص كميات كبيرة من الطاقة نستطيع إرسالها إلى كوكبنا، وهي ما تُعرف بالمحطّة الفضائية للطاقة الشمسيّة، التي تعتبر الخيار الذي يقوم كتّاب قصص الخيال العلمي بتفضيله، وهذا الخيار واعدٌ أكثر من كرة دايسون بأكملها.

لكن، ربّما بعد عدّة آلاف من السنين، عندما نصبح مكتشفين عبر النجوم، قد يكون من الضروري العثور على مصادر هائلة من الطاقة، وبحسب ما نعلمه، لا يوجد مصدر أفضل من نجم بأكلمه.

في الواقع، وفي حال وجود منظومة كواكب تشبه منظومتنا، قد يتطلّب ذلك تفكيك كلّ ما هو موجود في النظام الشمسي ما عدا الشمس، وإعادة بنائه لتكوين كرة عملاقة تتناسق مع حجم الشمس الكبير.

وُضع اقتراح دايسون المبدئي كطريقة تستطيع بها الحضارة المستقبليّة إشباع حاجاتها الواسعة المتوقّعة من الطاقة، فإذا ازدادت احتياجات حضارة ما من الطاقة قد لا تُحلّ هذه الكارثة إلّا بتسخير طاقة النجوم.

إنّه شيء ممكن فقط في إطار حضارة أكثر تطوّرا من حضارتنا، ويعتقد المؤيدون لهذه الفكرة أنه لا مفر لأي حضارة متقدمة من امتلاك هذه الكرة وبالرغم من ذلك، فقد حاز الموضوع اهتماما كبيرا بسبب اعتباره نظريّة ممكنة التحقيق.

واستطاع دايسون حساب المدة التي سيستغرقها مثل هذا المشروع، فوجد أنه يحتاج إلى ثلاثة آلاف سنة، لكن البشر قادرون على الانخراط في أعمال طويلة المدى بدليل أن سور الصين العظيم استغرق استكمال بنائه ما يقرب من 1800 سنة.

17