Дослідження показує, що інопланетні мегаструктури, створені для збору енергії з зірок або зміни їх орбіт, можуть бути фізично можливими. Це задовольняє наші науково-фантастичні мрії та бажання не відчувати себе самотніми у великому, холодному Всесвіті.

Більше того, ці величезні конструкції можуть залишатися стабільними протягом невизначеного часу, якщо їх правильно налаштувати.

Вони можуть навіть випромінювати характерні техносигнали, що дозволяє астрономам шукати цивілізації, які вижили достатньо довго, щоб досягти високих рівнів Шкали Кардашова, яка оцінює цивілізації за їх здатністю використовувати енергію.

Основи цієї ідеї викладені у недавньому дослідженні Коліна МакІннеса, інженерного вченого з Університету Глазго, який раніше моделював можливість реалізації надмасштабних астрономічних проектів.

МакІннес представляє спрощений план для створення пасивно стабільних мегаструктур, таких як зіркові двигуни та бульбашки Дайсона.

Вчені та фантасти уявляють зіркові двигуни як величезні, відбивні структури, які гравітаційно пов'язані з зіркою. У найпростішій формі концепція є плоским диском, хоча МакІннес вважає, що версія з підтримуючим кільцем може бути більш стабільною.

Ці двигуни використовують тиск, що створюється зірковою радіацією, щоб змінити орбіту зірки та перемістити цілі сонячні системи через космос – можливо, щоб уникнути катастрофи, що знищує цивілізацію.

Бульбашка Дайсона, з іншого боку, оточує зірку щільним роями відбивачів, щоб збирати її світло та забезпечувати набагато більше енергії, ніж будь-який планетарний процес може надати.

Цивілізації, які живуть достатньо довго, напевно, вичерпають свої ресурси або час. Як неприємне нагадування, Сонце поступово стане яскравішим і врешті-решт зробить Землю непридатною для життя.

Отже, розвинені цивілізації, безумовно, потребуватимуть неймовірних обсягів енергії для терраформування інших планет, зміни орбіт небесних тіл або живлення міжзоряних подорожей.

Але чи можуть уявні астро-масштабні мегаструктури, які астрономи припускають, що можуть бути способами, якими розвинені цивілізації можуть використовувати енергію, залишатися стабільними самі по собі, без активних контрольних заходів, щоб не впасти у свої зірки?

Щоб дізнатися, МакІннес розробив розрахунки, які розглядають мегаструктури як тривимірні об'єкти, а не точкові маси без розмірів.

Ці розрахунки показують, що зіркові двигуни з рівномірним розподілом маси завжди нестабільні. Однак вони можуть залишатися пасивно стабільними, якщо вони складаються з відбивача, підтримуваного кільцем, яке містить більшість маси структури.

Подібно, статичні бульбашки Дайсона можуть бути вроджено нестабільними. Проте бульбашка Дайсона, можливо, побудована з розібраної планетарної системи, може досягти пасивної стабільності, якщо вона складається з великої кількості легких відбивачів, формуючи хмару, яка є досить щільною, щоб збалансувати свою власну гравітацію з силами, що діють з боку зірки.

"Зірковий двигун може в принципі бути стабілізований за допомогою кільцевої конфігурації, тоді як бульбашка Дайсона може в принципі бути стабілізована, якщо велика кількість відбивачів розгорнута в щільній хмарі," - пише МакІннес.

Довгострокова стабільність також вказує на можливість довготривалих залишків мегаструктур. Всесвіт старий і непередбачуваний, тому навіть розвинені істоти можуть бути перевершені своїми творіннями, які вижили без обслуговування як символи здатності (або безумства) своїх творців.

Хоча ці космічні проекти можуть здаватися іншопланетними, розрахунки МакІннеса базуються на фізичних законах, тому вони пропонують підказки про те, що шукати в пошуках позаземних цивілізацій.

Це дослідження було опубліковане в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.