Od lat 90. astrofizycy wiedzą, że od kilku miliardów lat Wszechświat doświadcza przyspieszonego tempa ekspansji. To zrodziło teorię, że Wszechświat przenika tajemnicza niewidzialna energia znana jako „ciemna energia”, która działa przeciwko grawitacji i odsuwa kosmos od siebie. Z czasem energia ta stanie się dominującą siłą we Wszechświecie, powodując rozprzestrzenienie się wszystkich gwiazd i galaktyk poza horyzont kosmiczny.
W tym momencie wszystkie gwiazdy i galaktyki we Wszechświecie nie będą już widoczne ani dostępne z żadnej innej strony. Pozostaje pytanie, co inteligentne cywilizacje (takie jak nasza) zrobią w tym momencie dla zasobów i energii? Pytanie to zostało poruszone w ostatnim artykule przez dr Abrahama Loeba - Franka B. Bairda, Jr., profesora nauk przyrodniczych na Uniwersytecie Harvarda i przewodniczącego Wydziału Astronomii Harvarda.
Artykuł „Zabezpieczanie paliwa dla naszej mroźnej kosmicznej przyszłości” ukazał się niedawno w Internecie. Jak wskazuje w swoich badaniach, kiedy Wszechświat ma dziesięć razy swój obecny wiek (około 138 miliardów lat), wszystkie gwiazdy poza Lokalną Grupą Galaktyk nie będą dla nas dostępne, ponieważ będą się oddalać szybciej niż prędkość światła . Z tego powodu zaleca, aby ludzkość posłuchała lekcji z bajki Ezopa „Mrówki i konik polny”.
Ta klasyczna opowieść opowiada o mrówkach, które spędzały lato zbierając pożywienie na zimę, podczas gdy pasikonik postanowił się dobrze bawić. Chociaż istnieją różne wersje tej historii, które oferują różne nabiera znaczenia ciężkiej pracy, miłości i współczucia, lekcja jest prosta: zawsze bądź przygotowany. W związku z tym Loeb zaleca migrację zaawansowanych gatunków do bogatych gromad galaktyk.
Gromady te reprezentują największe zbiorniki materii związane grawitacją i dlatego byłyby w stanie lepiej oprzeć się przyspieszonemu rozszerzaniu się Wszechświata. Jak dr Loeb powiedział Space Magazine pocztą elektroniczną:
„W swoim eseju zwracam uwagę, że matka Natura była dla nas życzliwa, ponieważ spontanicznie urodziła ten sam ogromny zbiornik paliwa, który chcielibyśmy zebrać w sztuczny sposób. Zakłócenia pierwotnej gęstości z wczesnego wszechświata doprowadziły do zapaści grawitacyjnej regionów tak dużych jak dziesiątki milionów lat świetlnych, łącząc w nich całą materię w gromady galaktyk - każda zawierająca równowartość tysiąca galaktyk Drogi Mlecznej. ”
Dr Loeb wskazał także, gdzie ludzkość (lub inne zaawansowane cywilizacje) powinna rozważyć przeniesienie się, gdy ekspansja Wszechświata powoduje, że gwiazdy Grupy Lokalnej rozszerzają się poza kosmiczny horyzont. Wskazuje, że w ciągu 50 milionów lat świetlnych lubi Gromadę Panny, która zawiera około tysiąc razy więcej materii niż Galaktyka Mlecznej Drogi. Drugim najbliższym jest Gromada Coma, zbiór ponad 1000 galaktyk znajdujących się w odległości około 336 milionów lat świetlnych.
Oprócz oferowania rozwiązania przyspieszającego rozszerzanie się Wszechświata, badanie dr Loeba przedstawia również kilka interesujących możliwości, jeśli chodzi o poszukiwanie inteligencji pozaziemskiej (SETI). Jeśli faktycznie istnieją już zaawansowane cywilizacje migrujące w celu przygotowania się do nieuchronnej ekspansji Wszechświata, można je wykryć na różne sposoby. Loeb wyjaśnił:
„Jeśli podróżujące cywilizacje transmitują potężne sygnały, możemy być w stanie zobaczyć dowody ich migracji do gromad galaktyk. Co więcej, spodziewalibyśmy się większej koncentracji zaawansowanej cywilizacji w gromadach, niż można by się tego spodziewać po prostu licząc liczbę galaktyk tam. Ci, którzy się tam osiedlili, mogliby tworzyć zamożniejsze społeczności, analogicznie do cywilizacji w pobliżu rzek i jezior na Ziemi. ”
Ten artykuł jest podobny do badania przeprowadzonego przez dr Loeba w 2011 roku, które ukazało się w Journal of Cosmology and Astroparticle Physics pod tytułem „Kosmologia z gwiazdami nadprzyrodzonymi”. W tym czasie dr Loeb zastanawiał się, co wydarzy się w odległej przyszłości, kiedy wszystkie pozagalaktyczne źródła światła przestaną być widoczne lub dostępne z powodu przyspieszającej ekspansji Wszechświata.
Badanie to było kontynuacją artykułu z 2001 roku, w którym dr Loeb zajął się tym, co stanie się z Wszechświatem za miliardy lat - które ukazało się w czasopiśmie Listy z przeglądu fizycznego pod tytułem „Długofalowa przyszłość astronomii pozagalaktycznej”. Wkrótce potem dr Loeb i sam Freeman Dyson zaczęli odpowiadać na temat tego, co można zrobić, aby rozwiązać ten problem.
Ich korespondencja była przedmiotem artykułu Nathana Sandersa (pisarza dla Astrobites), który opowiadał, co dr Loeb i dr Dyson mieli do powiedzenia na ten temat. Loeb przypomina:
„Dziesięć lat temu napisałem kilka artykułów na temat długofalowej przyszłości Wszechświata za biliony lat. Ponieważ ekspansja kosmiczna przyspiesza, pokazałem, że gdy wszechświat starzeje się dziesięciokrotnie (za około sto miliardów lat), cała materia poza naszą Lokalną Grupą galaktyk (która obejmuje Drogę Mleczną i galaktykę Andromedy, wraz z ich satelitami) oddalą się od nas szybciej niż światło. Po opublikowaniu jednego z moich artykułów w 2011 roku Freeman Dyson napisał do mnie i zasugerował ogromny „projekt inżynierii kosmicznej”, w którym skoncentrujemy materię z dużego obszaru wokół nas do wystarczająco małej objętości, aby pozostała związana z własnej grawitacji i nie rozszerzać się wraz z resztą Wszechświata. ”
W tym czasie dr Loeb wskazał, że dane zebrane przez Sloan Digital Sky Survey (SDSS) wykazały, że próby „superinżynierii” nie miały miejsca. Było to oparte na fakcie, że gromady galaktyk obserwowane przez SDSS nie były nadmiernie zagęszczone, ani nie wykazywały szczególnie dużych prędkości (jak można by się spodziewać). Do tego dr Dyson napisał: „To rozczarowujące. Z drugiej strony, jeśli nasi koledzy byli zbyt leniwi, aby wykonać tę pracę, mamy mnóstwo czasu, aby zacząć to robić sami. ”
Podobny pomysł przedstawił dr Dan Hooper, astrofizyk z Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) i University of Chicago. W swoim badaniu dr Hooper zasugerował, że zaawansowane gatunki mogą przetrwać wszystkie gwiazdy w Grupie Lokalnej, rozszerzającej się poza horyzont kosmiczny (za 100 miliardów lat), poprzez zbieranie gwiazd w dziesiątkach milionów lat świetlnych.
Zbiór ten polegałby na budowie niekonwencjonalnych Sfer Dysona, które wykorzystywałyby energię zebraną od gwiazd do napędzania ich w kierunku centrum cywilizacji gatunku. Jednak użyteczne byłyby tylko gwiazdy o masie od 0,2 do 1 mas Słońca, ponieważ gwiazdy o dużej masie ewoluowałyby poza swoją główną sekwencją przed dotarciem do miejsca docelowego, a gwiazdy o niskiej masie nie generowałyby energii wystarczającej do przyspieszenia, aby zdążyć z czasem .
Ale, jak wskazuje dr Loeb, istnieją dodatkowe ograniczenia tego podejścia, które sprawiają, że migracja jest bardziej atrakcyjna niż zbiór.
„Po pierwsze, nie znamy żadnej technologii, która umożliwiałaby poruszanie się gwiazd wokół, a ponadto gwiazdy podobne do Słońca świecą tylko przez około dziesięć miliardów lat (rzędu obecnego wieku Wszechświata) i nie mogą służyć jako piece nuklearne, które utrzymywałyby nas w cieple w bardzo odległą przyszłość. Dlatego zaawansowana cywilizacja nie musi podejmować się gigantycznego projektu budowlanego, jak zasugerowali Dyson i Hooper, ale musi jedynie popchnąć się w kierunku najbliższej gromady galaktyk i wykorzystać zasoby gromady jako paliwo dla przyszłego dobrobytu. ”
Chociaż może się to wydawać naprawdę odległym problemem, rodzi kilka interesujących pytań na temat długoterminowej ewolucji Wszechświata i tego, w jaki sposób inteligentne cywilizacje mogą zostać zmuszone do adaptacji. W międzyczasie, jeśli oferuje on dodatkowe możliwości wyszukiwania inteligencji pozaziemskiej (ETI), to tym lepiej.
I jak powiedział dr Dyson, jeśli obecnie nie ma ETI przygotowujących się na nadchodzącą „kosmiczną zimę” z kosmicznymi projektami inżynieryjnymi, być może jest to coś, co ludzkość może kiedyś zaplanować!
