Qu’est-ce qu’une sphère de Dyson?
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Une sphère de Dyson est un projet théorique de méga-ingénierie qui consiste à encercler une étoile avec des plateformes en orbite serrée. C'est la solution ultime pour la production d'énergie, offrant à ses créateurs une grande surface d'habitation et la capacité de capter chaque parcelle de rayonnement solaire émanant de leur étoile centrale.
Une sphère de Dyson est une construction hypothétique de méga-ingénierie qui consisterait essentiellement à enfermer une étoile afin de capter le rayonnement solaire émis par l'étoile et de le transformer en énergie utilisable pour une civilisation capable d’un tel exploit technique.
Pourquoi construire une sphère de Dyson ?
L’énergie solaire est sans doute la plus prometteuse des sources d’énergie disponibles à l’humanité. Néanmoins, seule une infime partie de l’énergie produite par notre Soleil atteint la Terre. Le reste est propulsé dans l’univers dans toutes les autres directions. De cette infime partie qui balaye la Terre, nous n’en récupérons ici encore qu’une toute petite partie.
La plus grande partie de l’énergie générée par notre étoile est donc perdue dans le vide de l’espace.
Et si nous pouvions collecter cette quantité phénoménale d’énergie? C’est précisément l’objectif d’une structure comme la sphère de Dyson.
Origine de la sphère de Dyson
Cette mégastructure a été envisagée la première fois en 1960 par l’astrophysicien américano-britannique Freeman Dyson.
Dyson partait du principe que la recherche de source de rayonnement infrarouge artificiel pouvait être une piste à envisager par les scientifiques dans leur quête de signaux extraterrestres.
Dans son raisonnement, une étoile enfermée dans une sphère de Dyson nous paraitrait obscurcie. En revanche, la chaleur continuerait à s’accumuler dans une telle sphère. Il faudrait donc procéder à l'évacuation de la chaleur par divers moyens. Les extraterrestres expulseraient donc cet excès en émettant du rayonnement infrarouge, une fréquence de lumière invisible à l’œil nu.
Pour l’astrophysicien américain, une telle signature énergétique serait la preuve de la présence d’une civilisation extraterrestre avancée.
Dyson théorisa qu’une telle structure a peut-être déjà été construite quelque part dans l’univers ou même dans notre galaxie.
Une telle sphère captant l’énergie d'une étoile serait rendue nécessaire par la quantité croissante d’énergie consommée par une civilisation qui aurait commencé à coloniser les planètes et les lunes présentes dans son système solaire. Elle serait donc la conséquence logique de toute civilisation spatiale dont les besoins énergétiques ne pourraient plus simplement dépendre de la planète d’origine.
La demande énergétique allant toujours croissante, leur planète d’origine ou les minerais présents sur les autres astres pourraient ne pas suffire pour supporter un effort de colonisation soutenu.
Il apparaitrait alors très rapidement qu’une exploitation pleine et entière de l’énergie générée par leur étoile apporterait la solution à cette problématique.
Une sphère de Dyson permettrait à ses fabricants d’être littéralement branchés à leur étoile!
Le niveau d’organisation et d’avancée technologique d’une telle civilisation correspondrait à une civilisation de type 2 sur l’échelle de Kardashev.
Pour rappel, cette échelle servant à catégoriser le niveau de développement des civilisations spatiales avait été définie en 1964 par l’astrophysicien russe Nikolai Kardashev.
Les types de sphères de Dyson
Deux types de sphères de Dyson sont envisagées par les astrophysiciens et les futurologues.
La première consisterait à construire une sphère englobant l’ensemble du Soleil à une distance permettant également d’englober également la planète Terre.
Une telle structure demanderait un effort considérable puisque la surface à construire est phénoménale.
Dyson pensait d’ailleurs que ce modèle était probablement le moins plausible.
Une telle construction serait vulnérable à l'impact de comètes ou d'astéroïdes en provenance d'un autre système solaire. Ces corps risqueraient de venir percuter la surface de la sphère, ce qui risquerait tout simplement de provoquer l'effondrement de l'ensemble de la structure.
Toutefois, l’énergie capturée par une sphère de Dyson entièrement opaque (aussi appelée coquille de Dyson) en une seule seconde serait suffisante pour alimenter les besoins actuels de la Terre pour un million d’années.
Un modèle moins ambitieux, mais plus réaliste consisterait à assembler et faire graviter des panneaux solaires autour de l’étoile et qui permettrait tout de même de capter une quantité largement suffisante d’énergie solaire. L’énergie stockée serait alors récupérée et retransmise vers une planète.
Comment construire une sphère de Dyson?
La construction d’un projet de ce genre ne serait pas à la portée de l’humanité avant des siècles. Et même lorsque nous serons en mesure de jeter les bases de cette centrale solaire géante, les matériaux requis seront eux aussi tout aussi phénoménaux.
On estime que pour construire un nombre suffisant de panneaux solaires autour du Soleil, il faudrait démembrer une planète entière.
Bien évidemment, il est hors de question de démembrer notre planète pour un tel projet.
Une hypothèse envisagée serait de se servir des ressources offertes par la planète Mercure.
La planète la plus proche du Soleil offre deux avantages :
- Elle est à proximité du Soleil
- Elle est riche en minerai
En installant des bases sur Mercure, les terriens du futur pourraient se fournir en matériaux directement sur la petite planète tout en plaçant les panneaux solaires assez rapidement en orbite autour du Soleil.
En effet, la planète Mercure est particulièrement riche en fer.
Qui serait candidat pour accepter de se faire dorer sous le Soleil à la surface de Mercure? Sans doute peu de gens.
Il serait donc plus raisonnable de compter sur une armée de robots pour mener à bien la construction d’une sphère de Dyson.
La première vague de robots installerait des panneaux solaires en orbite autour de la planète Mercure afin de commencer à récupérer de l’énergie solaire nécessaire pour commencer les travaux d’extractions qui auront lieu sur Mercure.
Ensuite, les robots commenceraient alors l’extraction des ressources et entameraient le raffinage de celles-ci.
Des usines seraient alors construites sur place afin d'amorcer la fabrication des panneaux solaires, mais également de robots supplémentaires afin d’accélérer l’extraction des ressources et la fabrication des panneaux.
La solution envisagée pour envoyer les panneaux solaires en orbite autour du Soleil serait celle d’un canon à rail qui propulserait les éléments fabriqués directement dans l’espace.
Dès que les premiers panneaux solaires seraient mis en orbite, le processus de construction de la mégastructure connaitrait alors une croissance exponentielle. Davantage d’énergie serait alors disponible, permettant une accélération de la fabrication de panneaux et de robots, entrainant une hausse de la productivité, et ainsi de suite.
Une sphère de Dyson a-t-elle déjà été découverte?
Malgré les efforts de plusieurs astronomes qui ont scruté le ciel dans le champ de l’infrarouge en quête de signaux prometteurs, aucun indice de la présence de telle structure n’a pu être observé.
Néanmoins, en 2015, une équipe d’astronomes dirigée par l’astrophysicienne Tabetha Boyajian ont enregistré une curieuse diminution de la luminosité de l’étoile KIC 8462852, située à environ 1500 années-lumière de la Terre.
Les astronomes du monde entier se sont alors précipités pour étudier cette étoile.
L’analyse de la diminution de la luminosité d’une étoile est une technique employée pour découvrir des exoplanètes. Cette technique de détection porte le nom de méthode de transit. En effet, il est fréquent que la luminosité d’une étoile soit affectée lorsqu’une planète passe entre une étoile et nous.
Mais KIC 8462852 semblait toutefois présenter une diminution lumineuse peu commune. Alors qu’une planète aussi grosse que Jupiter entraine une diminution de la luminosité d’environ 1%, la diminution occasionnée par le mystérieux objet passant devant KIC 8462852 était de l’ordre de 20% et dura presque une semaine.
Aurait-on finalement détecté une sphère de Dyson? L’astrophysicienne Tabetha Boyajian l’espère, mais pense que davantage d’observations doivent continuer à être effectués avant de s’aventurer à émettre la moindre conclusion définitive.
Selon elle, nous pourrions également être tout simplement en présence d'un phénomène naturel inconnu.
La Sphère de Dyson dans la culture populaire
Dans le roman Star Maker de l’auteur Olaf Stapledon, paru en 1937, l’écrivain avait déjà décrit comment une couverture aurait été construite autour d’une galaxie pour en stocker l’énergie. Cette structure aurait alors obscurci la lumière émanant de cette galaxie.
En 1970, l’auteur Larry Niven imagina une structure en forme d’anneau autour d’une étoile pour en capter l’énergie.
Dans un épisode de la série spatiale Star Trek, l’équipage du vaisseau Enterprise rencontre une sphère de Dyson d'une taille de 200 millions de kilomètres de diamètre.
Enfin, Stellaris, un jeu vidéo se déroulant dans l’espace et développé par la société de production Paradoxe interactive, permet la construction d’une Sphère de Dyson autour d’une étoile.
La sphère de Dyson est un exemple intéressant de l’interaction productive qu’il peut y avoir entre la science-fiction et la science.
Une idée qui a d’abord émergé dans un roman de science-fiction a fini par devenir une théorie scientifique pour finalement devenir un indice recherché par les astronomes et qui permettrait de révéler la présence d’une civilisation extraterrestre.
