Энтропия против мегароев: почему даже сверхцивилизации не вечны

Новое исследование Брайана Лаки, астронома из Breakthrough Listen Initiative, посвящено анализу устойчивости мегароев — гипотетических структур, которые цивилизации второго типа по Кардашеву могли бы использовать для сбора энергии своей звезды. Работа, озаглавленная «От земли к пыли: каскады столкновений и судьба мегароев Кардашева II», ставит под сомнение долговечность таких конструкций, учитывая неизбежные динамические и физические вызовы, с которыми они столкнутся.

Энергия и эволюция цивилизаций

Шкала Кардашева, предложенная советским астрономом Николаем Кардашевым, классифицирует цивилизации по уровню энергопотребления. Цивилизация типа I использует всю энергию своей планеты, типа II — своей звезды (например, через сферу Дайсона или мегарой), а типа III — галактики. Человечество, находящееся на уровне ~0.7, лишь начинает осваивать космические масштабы энергии. Однако реалистично ли достижение типа II?

Классификация Кардашева основана на предположении о темпах роста 1% в год. Кардашев считал, что человечеству потребуется 3200 лет, чтобы достичь Типа II, и 5800 лет, чтобы достичь Типа III. Физик и футурист Митио Каку предположил, что если люди будут увеличивать потребление энергии в среднем на 3 процента каждый год, они могут достичь типа I через 100–200 лет, типа II через несколько тысяч лет и типа III через 100 000 — миллион лет.

Уязвимость мегароев

Мегарои представляют собой огромные скопления орбитальных элементов (спутников, коллекторов), которые должны работать согласованно. Брайан Лаки указывает, что их стабильность подрывается несколькими фундаментальными проблемами:

1. Каскадные столкновения
   Даже незначительные сбои в системе наведения или орбитальные возмущения могут привести к цепной реакции столкновений. По расчетам, время до первого столкновения примерно равно орбитальному периоду, деленному на долю покрытия роя. Гиперскоростные столкновения быстро разрушат систему, если не будет постоянных корректировок.
2. Гравитационные возмущения
   Эффект Лидова-Козаи, возникающий в системах с тремя телами (например, звезда, мегарой и планета-гигант), вызывает циклические изменения эксцентриситета и наклона орбит. Это приводит к пересечению траекторий элементов и катастрофическим столкновениям. В Солнечной системе Юпитер мог бы дестабилизировать мегарой за миллионы лет, а в двойных системах — за тысячи.
3. Термодинамические эффекты
   Эффект Ярковского, связанный с асимметричным тепловым излучением вращающихся тел, создает микроскопическую, но накапливающуюся тягу, изменяющую орбиты. Кроме того, несферичность гравитационного поля звезды, солнечный ветер и корональные выбросы добавляют нестабильности.

Политические и инженерные вызовы

Брайан Лаки подчеркивает, что без активной поддержки мегарои быстро деградируют. Это требует не только технологического совершенства, но и беспрецедентной социальной стабильности. Цивилизация должна:

• Координировать ресурсы в масштабах всей звездной системы.
• Подавлять внутренние конфликты, терроризм или идеологический раскол.
• Поддерживать инфраструктуру тысячелетиями, несмотря на внешние угрозы.

Для человечества такие задачи кажутся фантастическими: даже краткосрочные глобальные проекты (например, борьба с изменением климата) сталкиваются с политическими барьерами.

Выводы: хрупкость технологических утопий

Брайан Лаки заключает, что мегарои вряд ли существуют как «вечные» структуры. Они либо требуют непрерывного контроля и ремонта, либо разрушаются под действием энтропии. Это ставит под сомнение распространенное представление о цивилизациях типа II как о неуязвимых сверхразумах.

Исследование также затрагивает тему Великого Фильтра: если даже продвинутые цивилизации не могут преодолеть инженерные и социальные ограничения, это вполне может объяснить «молчание» Вселенной. Мегарои, превращающиеся в пыль, становятся метафорой хрупкости любого технологического могущества перед лицом фундаментальных законов физики и времени.

Работа Брайан Лаки — это напоминание о том, что даже самые грандиозные космические проекты подчиняются принципу энтропии, а устойчивость цивилизации зависит не только от энергии, но и от ее способности противостоять хаосу.