¿Podría una esfera Dyson sobrevivir a una supernova?

Obligatorio Qué pasa si cita :

Regla general para estimar los números relacionados con las supernovas: por más grandes que creas que son las supernovas, son más grandes que eso.

Aquí hay una pregunta para darle una idea de la escala:

¿Cuál de los siguientes sería más brillante, en términos de la cantidad de energía entregada a su retina?

• Una supernova, vista desde tan lejos como el Sol está de la Tierra, o

• ¿La detonación de una bomba de hidrógeno presionada contra tu globo ocular?

La aplicación de la regla general de los físicos sugiere que la supernova es más brillante. Y de hecho, lo es... por nueve órdenes de magnitud.

Estoy bastante seguro de que la supernova, con la gran cantidad de fotones que soplan en su entorno mientras explota, simplemente plasmificaría la esfera de Dyson, mucho antes de que la radiación pudiera tener alguna posibilidad de separarla.

Si desea estimar una distancia segura, como dijo PCman en su comentario, considere que una supernova puede emitir alrededor de$10^{44}$Julios. La salida de rutina del Sol es$10^{26} \ J/s$. El período máximo de una supernova es de unas 6 horas, por lo que$10^{44}$julios se distribuye en unos 21000 segundos. Por lo tanto, una supernova solo sería de aproximadamente$4\cdot10^{13}$veces más brillante que el sol normal en su apogeo. Suponga que su esfera Dyson puede recibir 10 veces la intensidad normal de la luz solar. A una distancia de solo 2,2 millones de AU será seguro. ¡Eso es menos de 55 000 veces más lejos que Plutón!

L.Dutch ya le dio la respuesta, que la esfera de Dyson no sobreviviría a la supernova, pero pensé que sería divertido considerar cuán mal se pondrían las cosas.

La esfera Dyson probablemente ya ha sufrido bastante. Para darle una oportunidad de pasar toda la vida de la estrella (hasta este punto), diga que la estrella tiene un radio de varios cientos de veces el Sol (por lo tanto, un par de AU de tamaño) y pesa alrededor de$20-25M_{\odot}$. Esto significa que la esfera de Dyson tiene que sobrevivir a la ablación por los vientos de la estrella, que podrían tener velocidades terminales de$\sim2000\;\text{km s}^{-1}$. Con tasas de pérdida de masa de, digamos,$10^{-6}M_{\odot}\;\text{yr}^{-1}$, eso no es horrible comparado con lo que está por venir, pero de todos modos, va a causar un desgaste. Es bastante probable que la megaestructura ya esté lidiando con agujeros y podría verse comprometida estructuralmente. También hará calor, si la estrella tiene una luminosidad de$\sim1000L_{\odot}$, la esfera se calentará hasta cerca de 1300 Kelvin, lo que probablemente derretirá algunos de sus componentes a menos que estén adecuadamente protegidos.

Digamos que la luminosidad de la supernova, en sus etapas iniciales, es$L\sim10^{44}\;\text{erg s}^{-1}$. Si usamos la ley de Stefan-Boltzmann y asumimos que la esfera de Dyson tiene un radio de 3 AU, para abarcar una estrella tan grande, vemos que la esfera de Dyson se calentará rápidamente hasta alrededor de 90 000 Kelvin, que es más que suficiente para vaporizar los componentes clave de la megaestructura. (En realidad, no me sorprendería si la temperatura es mucho más alta: las suposiciones de que la esfera de Dyson es un cuerpo negro en estas condiciones, y es capaz de irradiar de manera eficiente, pueden no ser necesarias...)

Los fotones tardaron varios minutos en llegar a la esfera de Dyson, que ahora ha sido pulverizada. Los remanentes luego serán embestido por las capas exteriores de la estrella, que se han convertido en material eyectado de quizás$\sim10M_{\odot}$ moviéndose a velocidades de$\sim10000\;\text{km s}^{-1}$. Tardarán entre 4 y 6 horas en llegar a los restos de la esfera y transportarán una enorme cantidad de energía cinética. A medida que la onda de choque alcance un radio de 3 AU, rápidamente barrerá la esfera de Dyson y se la llevará a medida que se expande hacia afuera en un remanente de supernova.

No está completamente claro. La construcción de una esfera Dyson lleva la tecnología más allá de lo que se conoce actualmente, por lo que no sabemos nada del comportamiento de dicha tecnología. Una supernova arrojaría cantidades masivas de energía más allá de lo que produciría una estrella normal, pero sin especificar la tecnología y cómo se usó, no se puede saber qué haría bajo cargas excesivas. Por ejemplo, los molinos de viento están diseñados para funcionar bajo ciertas condiciones de viento, pero generalmente están diseñados para desconectarse y enrollar sus hélices bajo condiciones de viento excesivo. ¿Qué pasaría si se hiciera una esfera Dyson usando tecnología de campo de fuerza? La sobrepresión podría simplemente "atravesar" el campo sin ser capturado, pero no dañaría mientras los generadores de campo estuvieran intactos. Y luego dependería de cuán protegidos estuvieran los generadores de campo.

Si está escribiendo ficción, puede elegirla de cualquier manera: sobrevive o no. Luego, invente alguna razón tecno-balbuceante para que eso sea cierto.

Si quieres saber de verdad? No lo sabemos, porque no sabemos cómo construir una esfera Dyson, por lo que no podemos decir qué hará bajo una carga excesiva.