Sphère de Dyson

A.1945-4

L’idée lui en est venue en 1945 après la lecture du roman de science-fiction Star Maker d’Olaf Stapledon paru huit ans plus tôt. Dans son article, Dyson explique qu’une telle sphère est un moyen idéal pour une civilisation très avancée de faire face à un accroissement démographique exponentiel. Il la décrit comme une coquille enserrant son étoile parente, captant la quasi-intégralité de sa radiation stellaire. Dyson explique que de telles sphères pourraient aussi abriter des structures d’habitations. Enfin, il recommande d’observer la galaxie dans l’infrarouge afin de détecter de possibles sphères dans notre galaxie. Plusieurs programmes de recherche de possibles sphères de Dyson ont été menés depuis 1985. Si des étoiles ont pu afficher des caractéristiques proches de celles attendues concernant ces mégastructures spatiales, aucune conclusion n’a pu être tirée concernant l’existence probante de tels objets artificiels. En revanche, la science-fiction a beaucoup utilisé l’idée de Dyson, que ce soit en littérature, au cinéma, dans les jeux vidéo, ainsi qu’à la télévision.

 

L’idée lui en est venue en 1945 après la lecture du roman de science- Star Maker d’Olaf Stapledon paru huit ans plus tôt. Dans son article, explique qu’une telle sphère est un moyen idéal pour une civilisation très avancée de faire face à un accroissement démographique exponentiel. Il la décrit comme une coquille enserrant son étoile parente, captant la quasi-intégralité de sa stellaire. Dyson explique que de telles sphères pourraient aussi abriter des structures d’habitations. Enfin, il recommande d’observer la galaxie dans l’infrarouge afin de détecter de possibles sphères dans notre galaxie. Plusieurs programmes de recherche de possibles sphères de Dyson ont été menés depuis 1985. Si des étoiles ont pu afficher des caractéristiques proches de celles attendues concernant ces mégastructures spatiales, aucune conclusion n’a pu être tirée concernant l’existence probante de tels objets artificiels. En revanche, la science-fiction a beaucoup utilisé l’idée de Dyson, que ce soit en littérature, au , dans les jeux , ainsi qu’à la télévision.

Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation (« Recherche de sources stellaires artificielles de rayonnements infrarouges »), le . Il part du postulat que des civilisations extraterrestres ont une avance technologique sur l’humanité : « Il est donc plus que probable que de tels êtres observés par nous auront existé depuis des millions d’années, et auront atteint un niveau technologique surpassant le nôtre par de nombreux ordres de magnitude. Une hypothèse de travail raisonnable est alors que leur habitat se sera étendu jusqu’aux limites fixées par les principes malthusiens. » Dyson postule ensuite que ces civilisations extraterrestres possèdent un système solaire semblable au nôtre : « En prenant notre propre système solaire comme modèle, nous atteindrons au moins une image possible de ce qui pourrait normalement arriver ailleurs. Je n’affirme pas que cela se produira dans notre système ; je dis seulement que c’est ce qui pourrait s’être produit dans d’autres systèmes. »

Or, une civilisation extraterrestre à la conquête de son système solaire, et assez avancée technologiquement, a besoin d’une double alimentation : en matière et en énergie. Dyson rappelle que celle de l’espèce humaine est actuellement (en 1960) de l’ordre de 1020 ergs/s. Cependant : « Les quantités de matière et d’énergie dont on pourrait imaginer qu’elles nous deviennent accessibles au sein du système solaire sont de 2 × 1030 g (la masse de Jupiter) et 4 × 1033 ergs/s (la diffusion totale de l’énergie solaire). » Dyson évoque donc deux solutions accessibles à une civilisation hautement avancée, au sein de son système solaire : son étoile (le Soleil dans le cas de la Terre) pour l’énergie et sa géante gazeuse (Jupiter le cas échéant) pour la matière. La masse de la géante gazeuse, une fois manipulée à cette fin, permettrait de créer une mégastructure apte à capter l’énergie de l’étoile. Toutefois, la manipulation technologique permettant d’utiliser cette source nécessite elle-même de l’énergie. Dyson imagine en effet de « désassembler et de réarranger une planète de la taille de Jupiter », et estime cette opération à environ 1044 ergs, c’est-à-dire à une quantité d’énergie égale à celle radiée par le Soleil en 800 ans. « Enfin, la masse de Jupiter, si elle est distribuée dans une coque sphérique tournant autour du Soleil au double de la distance d’où s’y trouve la Terre, aurait une épaisseur telle que la masse soit de 200 g/cm2 de surface (2 à 3 m, en fonction de la densité). Une coque de cette épaisseur pourrait être rendue habitable avec confort, et pourrait contenir toute la machinerie nécessaire à l’exploitation de la radiation solaire tombant dessus depuis l’intérieur. »

Le physicien revient sur la nécessité civilisationnelle de cette mégastructure, expliquant comment l’accroissement démographique a pu motiver la d’une biosphère artificielle : « sauf accidents, les pressions malthusiennes finiront par amener les espèces intelligentes à adopter une telle exploitation efficace des ressources à leur disposition. On devrait s’attendre à ce que, dans les quelques milliers d’années de son entrée dans l’étape de son développement industriel, toute espèce intelligente se retrouve à occuper une biosphère artificielle entourant complètement son étoile parente8. » Dyson conclut son article sur la possibilité, étant donné son exposé, d’observer le ciel en ne se limitant plus aux étoiles visibles, mais en étendant l’investigation aux sources d’émissions infrarouges (ce qu’il nomme les « étoiles infrarouges »).

En septembre 2021, l’astrophysicien taïwanais Tiger Yu-Yang Hsiao, proposait dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un dispositif similaire à celui imaginé par Dyson adapté à un trou noir. D’après ses calculs, envelopper un tel astre d’une dizaine de kilomètre de diamètre avec des capteurs à photons permettrait de récolter une énergie équivalente à une dizaine de milliers de soleils.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Sph%C3%A8re_de_Dyson

http://archivesgamma.fr/2022/03/21/sphere-de-dyson