כדור דייסון
כדור דייסון הוא מגה-מבנה היפותטי אשר מקיף כוכב (כמו השמש) כדי לנצל את האנרגיה של אותו הכוכב.
כדור כזה תואר לראשונה ב-1937 על ידי אולף סטפלדון בנובלת המדע הבדיוני "Star Maker". הרעיון הונגש לציבור מאוחר יותר על-ידי הפיזיקאי התאורטיקן פרימן דייסון. דייסון העריך כי מבנים כאלו הם המענה המתבקש לצורכי האנרגיה ההולכים וגדלים של ציוויליזציות טכנולוגיות, והציע לחפש מבנים שכאלו כדי לאתר חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ. מאמר של דייסון משנת 1960 שפורסם בכתב העת "Science", הוא כנראה הפעם הראשונה שבה הרעיון גובש בצורה מסודרת.
וריאציות ביניים בדרך לכדור דייסון כוללות ״בועת דייסון״, ו״טבעת דייסון״ - מגה מבנים שיפוזרו מסביב לשמש כדי לקלוט מהשמש אנרגיה, ולשגרה לכדור הארץ. רעיון דומה מפורט גם על ידי סופר המדע הבדיוני לארי ניבן בספרו "עולם טבעת" שבו מתואר עולם הבנוי כטבעת מסביב לכוכב. עולם כזה, שהוא בעל שטח גדול בהרבה מזה של כדור הארץ, הוא בעל שטח זעיר לעומת כדור דייסון. כדור דייסון בעל רדיוס של יחידה אטמוספרית אחת (המרחק מכדור הארץ לשמש) הוא בעל היקף של כ-10 מיליארד ק"מ, פי 25 מהמרחק בין כדור הארץ אל הירח. שטחו של כדור דייסון הוא 2.8 * 10 בחזקת 17 מיילים רבועים, שטח גדול פי 550 מיליון משטח הפנים של כדור הארץ.
ביישום מסביב לשמש, שטח זה את כל קרינת השמש שהיא 384.6 yottawatts או 3.846 * 10 בחזקת 26 וואט. נתון זה גדול פי 33 טריליון מצריכת האנרגיה של האנושות בשנת 1998, שעמדה על כ-12 טרה-וואט.
בנייתו של כדור דייסון נמצא הרחק מעבר ליכולות הקיימות בקרב האנושות כיום, אם כי מפרשי שמש הם צעד קטנטן מתבקש בדרך למימושו. כדור דייסון ממחיש עד כמה רחוקה האנושות מלנצל אף חלק קטן מהפוטנציאל האפשרי של אנרגיה סולארית הנפלטת מהשמש.
כדור דייסון וגידול אוכלוסין מעריכי
ערכים מורחבים – גידול מעריכי, גידול אוכלוסין
כדור דייסון ממחיש את הבעיה הכרוכה ברצון לקיים גידול מעריכי בנתון פיזי כלשהו - לדוגמה צמיחה כלכלית חומרית שגדלה בקצב קבוע, או גידול אוכלוסין שגדל בקצב גידול קבוע. אם קצב גידול הוא קבוע (אחוז גידול קבוע), פירוש הדבר שהגידול עצמו הוא גידול מעריכי - בכל מספר שנים הנתון מכפיל את גודלו פי 2. לדוגמה אוכלוסיית העולם גדלה כיום בקצב של כ-1.1% בשנה. אם נניח שקצב הגידול הזה ישאר קבוע, מתקבל כי יש מחזור הכפלה של 65 שנה - האוכלוסייה גדלה פי 2 בזמן זה. לאחר מחזור הכפלה אחד האוכלוסייה גדולה פי 2 מאוכלוסייה המקורית, כעבור 2 מחזורי הכפלה היא גדולה פי 4, כעבור 3 מחזורים פי 8 וכך הלאה בחזקות של 2. נוכל לראות כי אפילו אם הייתה בידנו אפשרות לבנות טבעת דייסון או כדור דייסון, אלו היו מתמלאים בצורה מהירה למדי. יש לציין כי היכולת לבנות את אחד הדברים האלה דורשת כמות עצומה של אנרגיה וכן טכנולוגיות ויכולות פיזיקליות שאין כרגע ברשותנו.
אם גידול אוכלוסין יתקדם בקצב מעריכי, בקצב 1.1%, פירושו מחזור הכפלה של 65 שנה. ניתן לראות בחישוב פשוט עם גיליון נתונים כי תוך 20 מחזורי הכפלה, או 1,300 שנים, האוכלוסייה תהיה גדולה עד כדי שבכל מטר רבוע (כולל שטחים באוקיינוס) יצטרכו להצטופף 10 בני אדם.[1] מצב זה בעייתי לא רק מבחינת הצפיפות הקיצונית שלו אלא גם מפני שבמצב כזה אין מקום ליצורים אחרים כולל יצורים שמבצעים ייצור ראשוני - מספקים לנו אנרגיה כימית החיונית לקיום החיים ומייצרים חמצן.
אנשים רבים, במיוחד מהזרם של אופטימיזם טכנולוגי טוענים כי פתרון לבעיה זו של גידול אוכלוסין הוא יישוב של כוכבי לכת אחרים דרך מסע לחלל. הדבר דורש מסע במהירות מעל מהירות האור דבר שכיום המדע אינו מאפשר. במהירות נמוכה יותר ממהירות האור מסע כזה ידרוש מאות אלפי שנים. סוג אחר של פתרון כביכול לבעיה זו הוא בנייה של טבעת דייסון או כדור דייסון. אלא שלמרות שכדור דייסון גדול בשטחו פי 550 מיליון משטחו של כדור הארץ (או שהאנושות תוכל ליישב עוד 550 מיליון פלנטות בתוך 1300 שנה) הוא יתמלא במהירות אם מניחים שהגידול המעריכי ימשך באותו קצב גידול קבוע. אם אוכלוסייה כדור הארץ אכן תגיע לצפיפות של 10 אנשים למטר רבוע בשנה מסויימת, הזמן שיקח לה למלא כדור דייסון בצפיפות כזו היא בתוך 29 מחזורי הכפלה נוספים שהם כ-1,900 שנים. הזמן שיקח לה למלא כדור דייסון נוסף הוא מחזור הכפלה בודד - 65 שנה.
למרבה המזל האוכלוסייה האנושית (ורוב האוכלוסיות של יצורים חיים בכלל) אינה גדלה בצורה מעריכית אלא בפונקציה של גידול סיגמואידי - עקב תופעות כמו ייקור המזון כאשר האוכלוסייה גדלה, וכן עקב מעבר דמוגרפי. עם זאת המערכת הכלכלית -חברתית הנוכחית, קפיטליזם כפי שאנו מכירים אותו מאז המהפכה התעשייתית, מבוסס על הנחה כי יש צורך בצמיחה כלכלית וגידול אוכלוסין בעלי קצב גידול קבוע כדי לאפשר שגשוג רווחה חברתית ויציבות חברתית. קצב גידול איטי יותר פירושו אמנם הימנעות מבעיות קיומיות חמורות של רעב המוני או הרס אקולוגי שיכחידו את האנושות, ומצד שני הפסקת גידול כזה פירושו סכנה של משבר כלכלי -חברתי. מסיבה זו יש כלכלנים ואנשי סביבה וקיימות המחפשים דרך של כלכלה בת קיימא ובמיוחד דרך לעבור לכלכלת מצב יציב.
ראו גם
קישורים חיצוניים
- ספירת דייסון בוויקיפדיה האנגלית
- ד"ר מאיר ברק, מה זה כדור דייסון, מכון ויצמן למדע, 1.1.2009