Képzeljük el, hogy a távoli jövőben az emberiség elhagyja bolygónkat,
sok ezer fényévre keringő planétákon emel városokat,
és az egész galaxist behálózzák a kereskedelmi és közlekedési útvonalak.
Mire lenne szüksége a civilizációnknak, hogy mindezt megtegye?
Számos kérdés felmerül. Hogyan kommunikálnánk?
Milyen lenne a galaktikus kormányzat?
És mind közül az egyik legfontosabb:
honnan vennénk az energiát, hogy működtessük a civilizációt,
annak iparát, a terraformálásokat, a csillaghajókat?
Egy csillagász, Nyikolaj Kardasev javasolta azt a skálát,
amellyel egy fejlődő civilizáció növekvő energiaigényét mérhetjük fel.
A fejlődés első fázisában, ahol mi is tartunk,
bolygónk erőforrásai, a fosszilis üzemanyagok,
napelemek, atomerőművek
elegendők lehetnek naprendszerünk bolygóinak betelepítéséhez,
de ennél többre nemigen.
A harmadik, utolsó fázisban lévő civilizációnak
kb. 100 milliárdszor több energia kell galaktikus méretű terjeszkedéséhez,
mint a Nap által másodpercenként sugárzott 385 yottajoule.
Hacsak nem történik áttörés a fizika valamely határterületén,
egyetlen energiaforrás jöhet szóba:
a szupertömegű fekete lyuk.
Elsőre talán meghökkentő, hogy egy fekete lyuk energiaforrás lehet,
pedig így van, köszönhetően az akkréciós korongjának,
amely az eseményhorizontba hulló, lapított gyűrűbe összeállt anyag.
A perdületmegmaradás törvénye miatt
az anyagrészecskék nem hullanak csak úgy a fekete lyukba,
hanem lassan, spirálisan érik el azt.
A fekete lyuk erős gravitációjának hatására
a részecskék helyzeti energiája mozgási energiává alakul,
ahogy egyre közelebb jutnak az eseményhorizonthoz.
A részecskék kölcsönhatása eredményeként a mozgási energia
sugárzássá alakulva jut az űrbe.
Ez az anyag-energia átalakulás elképesztő hatékonyságú:
6% a nem forgó, és akár 32% a forgó fekete lyukak esetében.
Ez sokszorosan felülmúlja a maghasadást,
a jelenleg rendelkezésre álló leghatékonyabb eljárást,
amellyel anyagból energiát nyerhetünk.
A maghasadás az uránatom mindössze 0,08%-át alakítja energiává.
A fekete lyuk energiájának hasznosításához egy olyan szerkezet lehet a kulcs,
amelyet Freeman Dyson fizikus tervezett, és Dyson-gömbnek nevezünk.
Dyson vetette fel a 60-as években, hogy egy fejlett, bolygóközi civilizáció
képes lenne mesterséges gömböt létrehozni központi csillaga körül,
és így befogni és saját céljaira használni annak kisugárzott energiáját.
Hasonló, bár jóval összetettebb megoldás
a fekete lyukaknál is alkalmazható lehet.
De ahhoz, hogy energiát termeljen, a fekete lyuknak anyagra van szüksége,
ezért nem takarhatjuk el teljesen egy gömbbel.
Ha megtennénk, a pólusokból kilövellő plazmasugarak,
amelyek megfigyelhetők sok, szupermasszív fekete lyuknál,
darabokra robbantanának bármit, ami az útjukba kerül.
Így inkább egyfajta Dyson-gyűrűt kellene terveznünk,
masszív, távolról vezérelt kollektorokkal.
Ezek a fekete lyuk körül keringenének,
esetleg az akkréciós korong síkjában, de annál kijjebb,
és fényvisszaverő panelekkel sugároznák az összegyűjtött energiát
az erőművekhez,
vagy tárolótelepekhez.
A kollektorok elhelyezésénél ügyelni kell a fekete lyuktól való távolságukra.
Ha túl közel vannak, megolvadnak a kisugárzott energiától,
Ha túl távol, a rendelkezésre álló energia töredékét tudják csak összegyűjteni,
és a fekete lyuk körül keringő csillagok zavarhatják a működésüket.
A szerkezet megépítéséhez valószínűleg több földnyi,
jó fényvisszaverő anyagra volna szükség, például hematitra,
és további néhány bolygónyi anyagra, az összeszerelő robotok légióihoz.
Ha megépülne, a Dyson-gyűrű technológiai mestermű lenne,
amely képes ellátni energiával egy galaxist benépesítő civilizációt.
Mindez elrugaszkodottnak tűnhet,
de már ma is, a jelenlegi energiaválságban,
szembe kell néznünk azzal, hogy bolygónk energiaforrásai végesek.
A megújuló energia előállítására folyamatosan keressük az új módszereket,
különösen, hogy ez a záloga
fajunk túlélésének és technológiai fejlődésének.
Talán most is létezik valahol egy civilizáció,
amely leigázta az űr ezen óriásait.
Akár fel is ismerhetjük őket,
a fekete lyuk felől érkező fény időszakos elhalványodásából,
ahogy a Dyson-gyűrű elhalad köztük és köztünk.
De az is lehet, hogy e szuperszerkezetek megmaradnak elméletnek.
Erre csak az idő – és az alkotó tudomány – adhat választ.