Raumcon
Astronomie => Technik & Wissenschaft: Astronomie => Thema gestartet von: Tobias Kolkmann am 07. August 2016, 23:21:00
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Hallo zusammen,
bei dem Thread zu KIC 8462852 (https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=13860.150) wird ja munter diskutiert, was die Verdunklung dieses Sterns ausmachen kann. Vielleicht kann die Ursachenforschung uns ja auch beim Thema "Dunkle Materie" weiterhelfen.
Wenn wir dort schon über Megastrukturen möglicher intelligenter Spezies reden, wäre dies nicht auch eine Erklärung für nicht sichtbare, baryonische Materie? Ich möchte nicht in Phantastereien abgleiten, aber wäre es eine mögliche Erklärung für dunkle Materie, wenn etwaige Lebensformen die Energie ihrer Sonne vollends in einer Dyson-Sphäre ausschöpfen?
Was spräche dagegen, dass Sterne hinter Dyson-Sphären einen nennenswerten Anteil an der dunklen Materie haben?
Welche sonstigen Fragen und Erkenntnisse aus der Verdunklung dieses Sterns können uns ansonsten bei der Beschreibung von dunkler Materie helfen?
Viele Grüße
Tobias
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Spannende Idee ... für eine SciFi-Geschichte als Opening-Scene: die große Erkenntnis! ... (das meine ich gutwillig ernst :) )
Aber, eine Dysonsphäre würde zwar das direkte Licht (erstmal) absorbieren ... aber dann nach außen natürlich weiter abstrahlen, wahrscheinlich im IR-Bereich. Sie ist ja nicht nach außen isoliert, sondern würde sich im thermischen Gleichgewicht zwischen innerer Absorption, Reflexion und Re-Emission und äußerer Re-Emission befinden.
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Spannende Idee ... für eine SciFi-Geschichte als Opening-Scene: die große Erkenntnis! ... (das meine ich gutwillig ernst :) )
gibt's schon*. Wobei da sicher mehr als nur eine Geschichte drum geschrieben werden kann ;)
Zum Thema: Muss bei einer Dyson Sphäre eigentlich immer soviel IR abgegeben werden (welche detektierbar wäre), oder könnte man sich ein System vorstellen, bei dem die Menge von Infrarot soweit abgeschwächt wäre (oder umgewandelt und genutzt), das wir das System gar nicht mehr "sehen" könnten?
*Um nicht zu spoilern habe ich den Titel weggelassen... Wer es trotzdem wissen will, dem kann ich den Titel per PM zukommen lassen...
Gruß
Sir Falcon
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Hmm ... ich habe da auch "einen Zyklus" im Kopf, wo Sterne verlöschen ... Vielleicht reden/denken wir vom selben ;).
Bzgl. IR: Man kann sich schon ein technsiches System denken*, dass auch außerhalb IR abstrahlt ... aber es stahlt immer noch elektromagnetisch ab und ist dadurch dedektierbar, halt mit anderen Sensoren.
*Wobei hier die Thermodynamik wohl eine realen Strich durch die Rechnung macht. Jede technische Maschine "produziert" Verlustwärme ...
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gibt's schon*. Wobei da sicher mehr als nur eine Geschichte drum geschrieben werden kann ;)
Stimmt, der Roman (kein Zyklus) erschien erst letztes Jahr und ist sogar von nem deutschen Autor geschrieben ;)
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gibt's schon*. Wobei da sicher mehr als nur eine Geschichte drum geschrieben werden kann ;)
Stimmt, der Roman (kein Zyklus) erschien erst letztes Jahr und ist sogar von nem deutschen Autor geschrieben ;)
genau den hatte ich im Sinn :)
Gruß
Sir Falcon
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Gut, Petersons Buch können wir ja hier (https://forum.raumfahrer.net/index.php?board=36.0) besprechen.
Es ist ja fast ein Raumfahrt Buch und handelt im Wesentlichen von Dingen, die es schon gibt, oder an denen gerade gearbeitet wird.
Außer die Dyson Sphäre. ;)
Eine Dyson Sphäre erfordert einen gewaltigen Aufwand.
Würde sie genauso viel Energie abstrahlen, wie sie aufnimmt, wäre sie ja sinnlos.
Zumindest wandelt sie Licht und Wärme in andere Energieformen um und ist nicht mehr mit optischen Teleskopen zu sehen.
Die Gravitation wäre jedoch weiterhin voll wirksam.
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Hallo Jörg
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Würde sie genauso viel Energie abstrahlen, wie sie aufnimmt, wäre sie ja sinnlos.
Zumindest wandelt sie Licht und Wärme in andere Energieformen um und ist nicht mehr mit optischen Teleskopen zu sehen.
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Das funktioniert thermodynamisch nicht.
Wie sollte diese Umwandlung geschehen? Man kann mit Solarzellen die Energie in der Sonnenstrahlung in ein elektrisches Feld überführen, oder mittels Solarthermie in ein "bedrücktes" Medium (da sind wir schon nahe am Begriff der Temperatur als Zustandsgröße des Mediums). Wie willst du dabei Wärme vermeiden? Dann müsste eine Maschine den Prozess "irgendwie" kühlen. Dann hat diese Maschine aber auch einen Wirkungsgrad ... und produziert selbst Abwärme ... die dann wieder mit einer Kühlmaschine ... also es geht ganz grundsätzlich nicht, "Wärme zu vermeiden". Außer du spekulierst jenseits der bekannten Thermodynamik ...
Und eine Dysonsphäre sollte gerade im IR-Bereich zu sehen sein. Die Idee war, die gesamte kurzwellige Strahlung des Sterns aufzufangen, irgendwie zur Arbeit zu nutzen, wodurch sie langwelliger wird ... und am Ende die Prozesswärme im langwelligen Bereich abzustrahlen. Dysonsphären würden dazu führen, dass wir Sterne gerade nur noch im IR-Bereich sehen würden.
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Den Roman kenne ich nicht, war nur eine Überlegung, die ich mir selber gestellt habe. Hatte versucht, Ursachen zu finden, die dem Widersprechen... nicht, dass wir hier wilde Theorien über dunkle Materie anstellen und die Aliens lachen sich ins Fäustchen, was wir uns hier für einen Mist ausdenken während sie die nächste Sphäre bauen ;D
Den Punkt mit der Abstrahlung finde ich schonmal ganz wichtig. Klar, man würde kein optisches Licht mehr sehen, aber vermutlich eine Restenergie, die aus der Sphäre entweicht, denn die Wärme muss in Form von Strahlung ja wieder ins All abgestrahlt werden. Die Frage ist nur, ob diese Strahlung in einer für uns messbaren Größe ist oder in der Hintergrundstrahlung untergeht.
Wie Schillrich sagt, "muss" eine Abstrahlung vorhanden sein, das denke ich auch. Am wahrscheinlichsten im Infrarot-Bereich, wobei ich nicht ausschließen kann, dass sich die "Wärme"-IR-Strahlung auch in andere Strahlungsenergie umwandeln ließe.
Oder nehmen wir mal einen Schwarm an, der nicht 100% eines Sterns verdeckt sondern nur 20%. Hätte das Auswirkungen auf unsere Berechnung der Masse dieses Sterns, sodass wir auch weniger Masse messen? (Gebt mir gerne ein Stichwort, wie man die Masse von Sternen bestimmt).
Gibt es innerhalb unserer Milchstraße eigentlich Hinweise auf dunkle Materie? Ich kenne nur die Theorie aus der Beobachtung entfernter Galaxien... auf Entfernungsmaßstäben im intergalaktischen Bereich könnte man Dyson-Sphären/Schwärme vermutlich gar nicht nachweisen...
Viele Grüße
Tobias
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Und eine Dysonsphäre sollte gerade im IR-Bereich zu sehen sein. Die Idee war, die gesamte kurzwellige Strahlung des Sterns aufzufangen, irgendwie zur Arbeit zu nutzen, wodurch sie langwelliger wird ... und am Ende die Prozesswärme im langwelligen Bereich abzustrahlen.
Du hast recht, Daniel.
Die Energie kann ja nicht verloren gehen.
In irgend einer Form muss sie raus, höchstwahrscheinlich als Wärme.
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Wenn man die Erde mal als Anfangsbauteil einer D.Sphäre betrachtet -
welchen Promille-Anteil der "geplanten" Kugelfläche hat sie ?
Wieviel fängt sie ein an Strahlung ALLER Art und Partikel etc. ?
Wieviel fängt dann eine D.Sphäre ein und muß es z.Teil wieder los werden?
Kommt der evtl. Faktor Reflektion zu Quelle nicht in nicht mehr zu vernachlässigende Größen?
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Würde sie genauso viel Energie abstrahlen, wie sie aufnimmt, wäre sie ja sinnlos.
Das geht aber nicht anders, was soll sie sonst mit der Energie machen? Es sei denn, die Aliens haben rausgefunden, wie man Energie wieder in Materie rückumwandelt (m=E/(c²)), dann würde das tatsächlich funktionieren. Ansonsten gilt die Entropie, kurzwellige Strahlen werden in langwellige umgewandelt, damit z.B. das Leben die eigene Ordnung erhalten kann: In seinem eigenen System verhindert es Entropie auf Kosten externer Quellen, die in höhere Entropie umgewandelt werden. Das gleiche gilt halt auch für Maschinen etc.
PS: Ich bin der Meinung, daß die Beiträge ab #375 in einen eigenen Thread verschoben werden sollten ("Dyson Sphären"), da das hier so gut wie nichts mehr mit dem Thread-Thema zu tun hat.
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Guten Morgen,
ich hab's aufgeteilt und als Frage umformuliert. So einen richtigen Platz für das Thema haben wir nicht. In die Raumfahrt passt es nicht (zu spekulativ). Daher lasse ich es hier in den Fragen der Astronomie, etwas umformulier: Mit welchen Signaturen würden sich Dysonsphären zeigen?
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Im Rahmen dieser Diskussion finde ich folgenden Artikel (http://gizmodo.com/a-new-type-of-dyson-sphere-may-be-nearly-impossible-to-1694258669) sehr interessant, der Dyson Spheres eher in Zusammenhang mit weißen Zwergen bringt. Die Vorteile sind schnell aufgezählt:
- Weitaus kleinere und damit masseärmere Hülle, da die habitable Zone weißer Zwerge im Regelfall viel geringere Radien aufweist
- Sehr viel längere Lebensdauer des Systems Sphäre/Stern
Nachteil für Außenstehende: Aufgrund der weitaus geringeren Sphärengröße und des viel geringeren Energieoutputs eines weißen Zwerges, wäre eine solche Sphäre wohl kaum detektierbar. Ob das mit der Rotation außerdem funktionieren würde, kann ich mir aufgrund der auftretenden Kräfte selbst bei utopischen Materialien nicht vorstellen.
Lustigerweise hätte eine solche Dyson Sphere in etwa die Ausmaße der Sphäre aus der bekannten Star-Trek-Folge "Relics"......ohne es beabsichtigt zu haben, war man seinerzeit schon weiter als die wissenschaftl. Gemeinde.
Edit: Der Threadtitel bzw. die darin enthaltene Diskussion suggeriert, dass eine Dysonsphäre automatisch geschlossen ist. Sollte man den Titel nicht entsprechend abändern? Eine schwarmförmige Dysonsphäre wäre ja (je nach Größe der Einzelteile) verhältnismäßig leichter zu entdecken......siehe eben Spekulationen zur Anomalie um KIC 8462852
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Eine vollständige Dysonsphäre würde in einer übergangszeit in der sich das innere aufheizt tatsächlich weitgehend unsichtbar sein. irgentwann ist aber ein Gleichgewicht erreicht, dann wird die komplette Energie die innerhalb der Kugel erzeugt wird als Wärme abgestrahlt.
Wenn der sinn der Kugel nicht das Aufheizen des Inneren ist, sondern Tarnung, dann könnte die Energie ja auch fokussiert in eine Richtung abgestrahlt werden.
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Bei Wikipedia stehen Dyson-Schwarm und -Ring auch unter dem Oberbegriff "Dysonsphäre"... ein passender Überbegriff ist mir hier auch nicht eingefallen.
Einen Ring um einen Stern oder einen Satelliten-Schwarm kann man sich noch gut vorstellen, da kann man Fliehkraft und Gravitation gut gegeneinander aufheben... aber eine Sphäre müsste schon extreme Kräfte an den Polen aushalten, was das ganze unwahrscheinlich macht. Aber ein dichter Schwarm könnte die Leuchtkraft eines Sterns beispielsweise schon stark einschränken.
Eine 100%ige Abschirmung wird nicht möglich sein, aber "verfälschte" Messergebnisse würden wir von solchen Objekten bestimmt bekommen.
Eine Dysonsphäre zum interstellaren Raum, wo sich die Gravitation des Sterns mit dessen Strahlungsdruck ausgleicht, kann man sich zwar auch vorstellen, gehört aufgrund der notwendigen Masse bei der großen Entfernung (bei unserer Sonne beschreibt die Oort'sche Wolke glaube ich diesen Bereich, die einen Kugelradius von ca. 1,6 Lichtjahren hätte) aber wohl auch eindeutig ins Reich der Phantasie.
Da ich selber eine komplette Sphäre inzwischen für sehr unwahrscheinlich halte, würde mich aber dennoch interessieren, wie stark die Abdunklung wohl durch einen Schwarm sein könnte. Die Bahnen der "Schwärmer" müsste zwar ziemlich komplex sein, wenn sie einen größeren Teil einer Sonne verdunkeln, sollte aber technisch machbar sein.
Einen Ring hingegen könnte man vermutlich recht gut sehen, wenn seine Achse auch nur ein wenig verschoben ist zu unserer Sichtlinie. Ineinander verschachtelte Ringe (unterschiedliche Durchmesser) dagegen könnten aber denke ich auch einen Stern komplett abdunkeln was einer Sphäre dann wieder sehr ähnlich wäre und die Frage nach der Abstrahlungswärme wieder eröffnet.
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Hallo Jörg
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Würde sie genauso viel Energie abstrahlen, wie sie aufnimmt, wäre sie ja sinnlos.
Zumindest wandelt sie Licht und Wärme in andere Energieformen um und ist nicht mehr mit optischen Teleskopen zu sehen.
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Das funktioniert thermodynamisch nicht.
Wie sollte diese Umwandlung geschehen? Man kann mit Solarzellen die Energie in der Sonnenstrahlung in ein elektrisches Feld überführen, oder mittels Solarthermie in ein "bedrücktes" Medium (da sind wir schon nahe am Begriff der Temperatur als Zustandsgröße des Mediums). Wie willst du dabei Wärme vermeiden? Dann müsste eine Maschine den Prozess "irgendwie" kühlen. Dann hat diese Maschine aber auch einen Wirkungsgrad ... und produziert selbst Abwärme ... die dann wieder mit einer Kühlmaschine ... also es geht ganz grundsätzlich nicht, "Wärme zu vermeiden". Außer du spekulierst jenseits der bekannten Thermodynamik ...
Und eine Dysonsphäre sollte gerade im IR-Bereich zu sehen sein. Die Idee war, die gesamte kurzwellige Strahlung des Sterns aufzufangen, irgendwie zur Arbeit zu nutzen, wodurch sie langwelliger wird ... und am Ende die Prozesswärme im langwelligen Bereich abzustrahlen. Dysonsphären würden dazu führen, dass wir Sterne gerade nur noch im IR-Bereich sehen würden.
Was hast du denn mit deiner Thermodynamik ständig? Ich habe bis jetzt noch nicht gelesen das einer dieses ausgeschlossen hat. Oder war das in einen anderen Tread?
Ob die Verdunkelung um KIC 8462852 natürlichen Ursprungs ist oder künstlichen, macht doch in der Thermodynamik keinen Unterschied. Oder ist im IR Bereich dort nichts zu sehen?
Also irgendwie verstehe ich gerade die verbissene Diskussion hierum nicht so ganz.
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Die Sache ist doch ganz einfach: man braucht einen Radiator um die Wärme nach außen hin abzustrahlen, dann kann man da Strom erzeugen und die Sphäre an sich kühler halten.
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Hallo oh_Brain
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Was hast du denn mit deiner Thermodynamik ständig? Ich habe bis jetzt noch nicht gelesen das einer dieses ausgeschlossen hat. Oder war das in einen anderen Tread?
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Manchmal helfen Grundsatzbetrachtungen ... um eine Sache zu verstehen oder Fehlschlüsse zu vermeiden.
Die Idee hier war, dass die Sphäre irgendwie nicht abstrahlen würde, auch nicht im IR-Bereich. Und aus der Thermodynamik ergibt sich nun mal, dass das “irgendwie“ grundsätzlich nicht geht. Eine Dysonsphäre wäre zu sehen.
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Was passiert denn, wenn die Außenhaut der Sphäre auf ein paar Kelvin herunter gekühlt wird? Die hiermit "bekommende" Energie könnte man (wie auch schon hier erwähnt) gebündelt in eine Richtung ablenken.
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Ich habe lange gelesen und geschwiegen. Jetzt muss ich auch mal meinen Senf dazu geben. Das Energie nicht einfach verschwindet ist klar. Ich denke es wäre die Frage, wenn es eine Hochstechnische Zivilisation gibt und die so eine Anlage bauen könnte, über welche grundsätzlichen Technologien sie verfügen müsste. Mal angenommen die wollen wirklich nicht weiter auffallen. Dann könnte man wie oben bereits geschrieben einen weisen Zwerg oder einen ähnlichen "schwach" Energie abgebenden Stern / Objekt mit der Sphäre zubauen. Dadurch erreiche ich ja schon mal, dass das Objekt nicht mit gewöhnlichen Methoden (Teleskop im Sichtbaren Bereich) erkannt werden kann. Hierdurch falle ich u.U. schon durch das erste Entdeckungsraster. Weiterhin wird die abgestrahlte Energie weit in den IR Bereich verschoben. Durch das kleinere Objekt, im Vergleich zu einem Stern wie unserer Sonne, schränke ich die Energiemenge ja auch schon mal ein. Eine Überlegung wäre hier auch eine Sphäre um einen braunen Zwerg. Der hat ja auch so schon kaum Energie und ist sehr schwer zu entdecken! Darüber hinaus muss die Zivilisation eine gewisse Hochtechnologie haben. Wer kann schon sagen, welche Möglichkeiten der Energieabsorption die haben. Prinzipiell ist das ja möglich, siehe Photosynthese. Da wird ja auch Energie in Masse umgewandelt. Das diese Masse entsorgt oder anders verwendet werden muss ist klar.
So und jetzt zerreißt mich :D
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Braune Zwergen kühlen aber "schnell" ab, d.h. die habitable Zone wandert zumindest weit schneller als die eines weißen Zwerges. Das wäre für Bewohner im Inneren der Dysonsphäre eher schlecht und angesichts des gigantischen Aufwands wohl kaum lohnenswert......andererseits ab wie vielen Jahren Betriebszeit würde sich eine Sphäre lohnen, bzw. kann sich sowas überhaupt lohnen?
Photosynthese wandelt Energie außerdem nicht in Materie um, sondern speichert sie ja nur in vorhandener Materie ab....;). Es werden aber keine neuen Atome gebildet.
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gibt's schon*. Wobei da sicher mehr als nur eine Geschichte drum geschrieben werden kann ;)
Stimmt, der Roman (kein Zyklus) erschien erst letztes Jahr und ist sogar von nem deutschen Autor geschrieben ;)
genau den hatte ich im Sinn :)
Gruß
Sir Falcon
Kenn ich zwar immer noch.nicht, erinnere mich abet an die erste Folge der Kurzgeschichten Serie »Raumkadetten« im DDR Jugendheft Technikus von Steinmüller (?) als der Prüfling Barnads Stern finden sollte und durchfiel, da nicht auffindbar. Da musste ein größeres Teleskop ran, das ihn Dysonsphäre eingebaut fand. So etwa 40 Jahre her
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Etwas off topic:
Eine Übersicht zu den einzelnen "Raumkadetten"-Folgen im "technikus" findest Du hier:
http://www.spittel.de/sf/t.htm#Technikus (http://www.spittel.de/sf/t.htm#Technikus)
Hab ich immer gern gelesen.
Christoph
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Ergänzung:
Die Serie ist von Rolf Hofmann und erschien 1976 bis 1980.
Christoph
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Ich habe lange gelesen und geschwiegen. Jetzt muss ich auch mal meinen Senf dazu geben. Das Energie nicht einfach verschwindet ist klar. Ich denke es wäre die Frage, wenn es eine Hochstechnische Zivilisation gibt und die so eine Anlage bauen könnte, über welche grundsätzlichen Technologien sie verfügen müsste. Mal angenommen die wollen wirklich nicht weiter auffallen. Dann könnte man wie oben bereits geschrieben einen weisen Zwerg oder einen ähnlichen "schwach" Energie abgebenden Stern / Objekt mit der Sphäre zubauen. Dadurch erreiche ich ja schon mal, dass das Objekt nicht mit gewöhnlichen Methoden (Teleskop im Sichtbaren Bereich) erkannt werden kann. Hierdurch falle ich u.U. schon durch das erste Entdeckungsraster. Weiterhin wird die abgestrahlte Energie weit in den IR Bereich verschoben. Durch das kleinere Objekt, im Vergleich zu einem Stern wie unserer Sonne, schränke ich die Energiemenge ja auch schon mal ein. Eine Überlegung wäre hier auch eine Sphäre um einen braunen Zwerg. Der hat ja auch so schon kaum Energie und ist sehr schwer zu entdecken! Darüber hinaus muss die Zivilisation eine gewisse Hochtechnologie haben. Wer kann schon sagen, welche Möglichkeiten der Energieabsorption die haben. Prinzipiell ist das ja möglich, siehe Photosynthese. Da wird ja auch Energie in Masse umgewandelt. Das diese Masse entsorgt oder anders verwendet werden muss ist klar.
So und jetzt zerreißt mich :D
So ein weisser Zwerg hat eine ziemliche Anziehungskraft, wenn man dort auf unbedenkliche Entfernung bleiben würde käme da nix mehr an denke ich.
Micha
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Können geschlossene Dysonsphären überhaupt funktionieren?
Wenn man sowas um einen Stern baut, was ist mit dem Sonnenwind (https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind)?
Müßten sich nicht im Inneren immer mehr Ionisierte und Radioaktive Partikel anhäufen,
da z.B. unsere Sonne ja einen konstanten Teilchenstrom aussendet (etwa 1 Mio Tonnen/sec laut wiki) und
bei Roten Zwergsternen, wie ist es da mit den ausbrüchen (http://www.spektrum.de/news/zwergstern-mit-riesenausbruch/956710)?
Die Innenwand der Sphäre wird dann ständig mit Ionisierten Partikeln bombardiert.
Wie verhindert man auf Dauer die radioaktive Kontamination der Innenseite?
Es müßte sich doch mit der Zeit so eine Art Atmosphäre in der Dysonsphäre bilden, und mit zunehmender Teilchendichte müßte sich
doch das Innere der Sphäre mehr und mehr aufheizen so das sich der Wohnraum nur an der Außenseite der Spähre hinter einer
dicken Abschirmung befinden kann, da das innere mit einem Plasma gefüllt ist, quasi ein künstlicher Roter Riese.
Wenn man sowas theoretisch um unsere Sonne bauen würde, wie groß müßte sie sein, damit sich der Energiehaushalt in einem
gewissen Gleichgewicht bewegt, die Erdbahn ist doch dafür zu nah dran,
wohl eher weit außerhalb der Marsbahn, es sei den man baut viele "Lüftungsschlitze" ein damit das Plasma entweichen kann, dann wär sie aber nicht mehr
geschlossen und sollte mit den richtigen Messmethoden aus der Entfernung detektierbar sein.
So ein weisser Zwerg hat eine ziemliche Anziehungskraft, wenn man dort auf unbedenkliche Entfernung bleiben würde käme da nix mehr an denke ich.
ein weißer Zwerg würde da doch viel mehr Sinn machen, man stellt den Durchmesser der Sphäre auf z.B. g ein,
man wohnt nicht im Inneren sondern an der Oberfläche -> könnte man hier auch eine Athmosphäre erzeugen? ::)
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Gäbe es denn im Sonnensystem genug Material um eine an den »Polen« offene Schale zu errichten, und sei sie nur 1 m stark? Oder muss man gaanz weit raus, zum Material sammeln? Wo wäre die beste Position dafür?
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Geschlossene Dyson-Sphären könnten meiner Meinung nach nicht funktionieren. Eine Rotation über mehrere Achsen kann ich mir nicht vorstellen, daher kann sich auch nur auf einer Achse Gravitation und Fliehkraft ausgleichen. Eine Sphäre hätte an den Polen eine sehr Starke Anziehung zum Stern, die vermutlich nicht durch die Struktur ausgeglichen werden kann.
Wenn man 100% der Sonnenenergie ausnutzen möchte, wäre (bis zu einem Gewissen Grad) meiner Meinung nach eine Anordnung mehrerer Dyson-Ringe vorstellbar, aber keine geschlossene Sphäre.
Eine Sphäre könnte man, wie schon gesagt wurde, vermutlich zumindest im infraroten Wellenbereich entdecken. Die Wärme muss zwangsweise abgeführt werden. Durch eine größere Fläche und einem Lebensraum, der auf mehr als 263° Kelvin gewärmt werden müsste, würde die Wärmesignatur aber bestimmt um einiges kälter und somit unauffälliger sein, als würde der Stern selber noch leuchten. Würde mich interessieren, ob es hierzu Berechnungen gibt, wo so ein Szenarion schon einmal simuliert wurde.
Der Sonnenwind würde die Stabilität der Struktur beeinflussen und sie quasi "auseinander" drücken. Wenn man auf der "Außenseite" durch langsamere Rotation eine Gravitation aufbauen möchte, kann der Sonnenwind diese Struktur ggf. auch ein wenig stützen. Die Kontamination der Innenseite durch Strahlung kann das Material abfangen, aus dem die Sphäre gebaut ist, wenn man auf der Außenseite das Habitat baut. Auf der Innenseits wäre ein Habitat wohl am besten durch EM-Felder und eine Innenatmosphäre zu schützen... welche Variante insgesamt von Vorteil wäre, sollte aber vielleicht in ein anderes Thema entkoppelt werden, weil es hier ja speziell darum geht, wie man solche eine Sphäre entdecken könnte.
Viele Grüße
Tobias
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[/quote]
ein weißer Zwerg würde da doch viel mehr Sinn machen, man stellt den Durchmesser der Sphäre auf z.B. g ein,
man wohnt nicht im Inneren sondern an der Oberfläche -> könnte man hier auch eine Athmosphäre erzeugen? ::)
[/quote]
Du vergisst dabei das der weisse Zwerg trotzdem die Masse der Sonne hätte.
Micha
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Du vergisst dabei das der weisse Zwerg trotzdem die Masse der Sonne hätte.
Ne hab ich nicht. ;)
Wenn man als Zwerg auch eine Sonnenmasse nimmt, hätte die Sphere
einen Radius von ~3677000km um ein g an der Oberfläche zu haben.
G (https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationskonstante) = 6,67408^-11
M (https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenmasse) = 1,98892^30
g (https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld) = 9,82
r² = G*M/g
Da die meißten weißen Zwerge (https://de.wikipedia.org/wiki/Wei%C3%9Fer_Zwerg) deutlich weniger als eine Sonnenmasse haben,
typisch so 0,5–0,7Msol, würde die Sphäre kleiner ausfallen.
Einfach mit der kleineren Masse nochmal rechnen.
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Würde sie genauso viel Energie abstrahlen, wie sie aufnimmt, wäre sie ja sinnlos.
Das geht aber nicht anders, was soll sie sonst mit der Energie machen? Es sei denn, die Aliens haben rausgefunden, wie man Energie wieder in Materie rückumwandelt (m=E/(c²)), dann würde das tatsächlich funktionieren. Ansonsten gilt die Entropie, kurzwellige Strahlen werden in langwellige umgewandelt, damit z.B. das Leben die eigene Ordnung erhalten kann: In seinem eigenen System verhindert es Entropie auf Kosten externer Quellen, die in höhere Entropie umgewandelt werden. Das gleiche gilt halt auch für Maschinen etc.
PS: Ich bin der Meinung, daß die Beiträge ab #375 in einen eigenen Thread verschoben werden sollten ("Dyson Sphären"), da das hier so gut wie nichts mehr mit dem Thread-Thema zu tun hat.
Korrekt! Sofern eine Dysonsphäre den Zweck einer Energieumwandlung hat, kommt es auf den Wirkungsgrad an. mit dem die Energie der Strahlung des Sterns in einer speicherbare Energieform oder Materie (Antimaterie) umgewandelt wird.
Um diesen Betrag würde die Abstrahlung der Dysonsphäre reduziert werden. In welchem Bereich die Dysonsphäre die nicht genutzte Energie dann abstrahlen würde, käme auf den Durchmesser der Dysonshäre an. Je größer der Radius, desto langwelliger (kälter).
Sofern die so gespeicherte Energie aber im gleichen System auch wieder "verbraucht" wird, ändert sich an der Gesamterngiebilanz nichts: im Endeffekt würde in diesem Fall trotzdem die gesamte Energie des Sterns lokal emitiert. Die einzige Lösung, weshalb eine Dysonsphäre dunkel wäre, wenn die Energie an ganz anderer Stelle umgesetzt wird, nämlich da wo wir gerade nicht hin schauen.
Nichtsdesto trotz: wäre ein großteil der Sterne bereits hinterDysonsphären verschwunden und würde die so "gewonnene" Energie zur interstellaren Raumfahrt genutzt, würde es sich trotzdem in einem bemerkenswerten IR-Hintergrund bemerkbar machen ... wenn die ganzen interstellaren Raumschiffe, die durch die Energie von Abermilliarden Sternen angetrieben würden, durch die Galaxie schwirren.
In dem Fall frage ich mich aber schon, weshalb wir noch keinen Besuch bekommen haben. ;)
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Du vergisst dabei das der weisse Zwerg trotzdem die Masse der Sonne hätte.
Ne hab ich nicht. ;)
Wenn man als Zwerg auch eine Sonnenmasse nimmt, hätte die Sphere
einen Radius von ~3677000km um ein g an der Oberfläche zu haben.
G (https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationskonstante) = 6,67408^-11
M (https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenmasse) = 1,98892^30
g (https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld) = 9,82
r² = G*M/g
Da die meißten weißen Zwerge (https://de.wikipedia.org/wiki/Wei%C3%9Fer_Zwerg) deutlich weniger als eine Sonnenmasse haben,
typisch so 0,5–0,7Msol, würde die Sphäre kleiner ausfallen.
Einfach mit der kleineren Masse nochmal rechnen.
Dir ist jetzt aber schon klar das ein weisser Zwerg ein toter Stern ist und bei der Entferung nicht mehr viel ankommen würde an Energie.
Micha
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Nochmal zurück zu meiner Frage
Gäbe es denn im Sonnensystem genug Material um eine an den »Polen« offene Schale zu errichten, und sei sie nur 1 m stark? Oder muss man gaanz weit raus, zum Material sammeln? Wo wäre die beste Position dafür?
Wo und wie im Heimischen Sonnensystem möglich ?
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Nochmal zurück zu meiner Frage
Gäbe es denn im Sonnensystem genug Material um eine an den »Polen« offene Schale zu errichten, und sei sie nur 1 m stark? Oder muss man gaanz weit raus, zum Material sammeln? Wo wäre die beste Position dafür?
Wo und wie im Heimischen Sonnensystem möglich ?
Zum "wie" kann ich Dir leider keine Angaben machen. Die Prozesstechnik dazu überschreitet derzeit noch meinen Horizont. ;)
Wenn man aber mal eine Dysonsphäre mit Radius 1AE annimmt, kann man die Oberfläche einer vollkommen geschlossenen Sphäre berechnen. Und damit das Volumen an Material, welches man benötigt, wenn man eine Dicke von 1mm annimmt.
Demzufolge komme ich überschlägig auf ein benötigtes Materialvolumen von 2,83 x 10^21m³. Die Erde hat ein Volumen von 1,28 x 10^21m³ ... also etwas weniger als die Hälfte des benötigten Materials.
Wenn man also Erde, Venus und Merkur komplett verwurstet, sollte man mit diesen in etwa so eine Dysonsphäre hinbekommen. Man muss halt dann mit dem Material auskommen, was diese drei Planeten so hergeben.
Mit dem Material des gesamten Sonnensystems (ohne Sonne) könnten man also ca. 100 solcher Dysonsphären bauen können. Oder eine mit einer Dicke von etwa 10 cm. (auch wenn dieser dann zu einem erheblichen Anteil aus Wasserstoff besteht - aber wer die Prozesstechnik dazu beherrscht, baut sicher auch stabile Gebilde aus Wasserstoff ;) )
Für eine 1m dicke Dysonsphäre reicht das Material unseres Sonnensystems nicht. Dazu darf man bei den Nachbarn stibitzen gehen.
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Dir ist jetzt aber schon klar das ein weisser Zwerg ein toter Stern ist und bei der Entferung nicht mehr viel ankommen würde an Energie.
Es ist richtig das es ein "toter" Stern ist, trotzdem ist er immer noch sehr heiß und gibt Strahlung ab wodurch er langsam auskühlt, und das viele Milliarden Jahre lang recht gleichmäßig.
Allerdings sollte man lieber rechnen als nur schreiben viel kommt nicht mehr an...
Ein Versuch:
Leuchtkraft Weißer Zwerg ~ e-4 * Lsol, ist so ca. der Durchschnitt für so 0,6Msol Zwerg (geschätzt aus Hertzsprung-Russel-Diagramm (https://en.wikipedia.org/wiki/Hertzsprung%E2%80%93Russell_diagram)).
Lsol = 3,845e26 W
Lzwerg ~ Lsol * e-4 ~ 3,845e22 W
Dysonsphere Radius = ~3677000km (war meine Rechnung zu seiner Sphere um 1Msol Zwerg bei ein g (https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld) an der Oberfläche.)
Oberfläche Sphere O = 4piR² = 1,67e20 m² (die Dicke der Sphärenschale nicht berücksichtigt)
Die Sonne schickt uns 1367W (https://de.wikipedia.org/wiki/Solarkonstante) bei einem AE Entfernung (im Zenit), rechnet man mit der kleineren Leuchtkraft und dem Abstand der Sphere
L/O = J/m²*s (https://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtkraft) -> 230J/m²*s was zwar viel weniger sind als die 1367W bei uns, aber im Gegensatz zur Erde,
wird die gesammte immere Kugel der Sphere bestrahlt und das sehr konstand, da es kein Tag/Nacht gibt.
Da die Sphere hier auch für eine Sonnenmasse berechnet war, würde sie kleiner ausfallen wenn man mit nur 0,6Msol rechnet was die J/m²*s noch etwas nach oben korrigieren sollte.
Nicht berücksichtigt ist das Sonne und WZ unterschiedliches Strahlungsspektrum haben, aber näherungsweise sollte es reichen.
Wenns genauer sein soll Stefan-Boltzmann-Gesetz (https://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz) und Plancksches_Strahlungsgesetz (https://de.wikipedia.org/wiki/Plancksches Strahlungsgesetz), ist mir jetzt aber ein bischen zu Komplex da damit zu rechnen. ;)
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Dir ist jetzt aber schon klar das ein weisser Zwerg ein toter Stern ist und bei der Entferung nicht mehr viel ankommen würde an Energie.
Es ist richtig das es ein "toter" Stern ist, trotzdem ist er immer noch sehr heiß und gibt Strahlung ab wodurch er langsam auskühlt, und das viele Milliarden Jahre lang recht gleichmäßig.
Allerdings sollte man lieber rechnen als nur schreiben viel kommt nicht mehr an...
Ein Versuch:
Leuchtkraft Weißer Zwerg ~ e-4 * Lsol, ist so ca. der Durchschnitt für so 0,6Msol Zwerg (geschätzt aus Hertzsprung-Russel-Diagramm (https://en.wikipedia.org/wiki/Hertzsprung%E2%80%93Russell_diagram)).
Lsol = 3,845e26 W
Lzwerg ~ Lsol * e-4 ~ 3,845e22 W
Dysonsphere Radius = ~3677000km (war meine Rechnung zu seiner Sphere um 1Msol Zwerg bei ein g (https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerefeld) an der Oberfläche.)
Oberfläche Sphere O = 4piR² = 1,67e20 m² (die Dicke der Sphärenschale nicht berücksichtigt)
Die Sonne schickt uns 1367W (https://de.wikipedia.org/wiki/Solarkonstante) bei einem AE Entfernung (im Zenit), rechnet man mit der kleineren Leuchtkraft und dem Abstand der Sphere
L/O = J/m²*s (https://de.wikipedia.org/wiki/Leuchtkraft) -> 230J/m²*s was zwar viel weniger sind als die 1367W bei uns, aber im Gegensatz zur Erde,
wird die gesammte immere Kugel der Sphere bestrahlt und das sehr konstand, da es kein Tag/Nacht gibt.
Da die Sphere hier auch für eine Sonnenmasse berechnet war, würde sie kleiner ausfallen wenn man mit nur 0,6Msol rechnet was die J/m²*s noch etwas nach oben korrigieren sollte.
Nicht berücksichtigt ist das Sonne und WZ unterschiedliches Strahlungsspektrum haben, aber näherungsweise sollte es reichen.
Wenns genauer sein soll Stefan-Boltzmann-Gesetz (https://de.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmann-Gesetz) und Plancksches_Strahlungsgesetz (https://de.wikipedia.org/wiki/Plancksches Strahlungsgesetz), ist mir jetzt aber ein bischen zu Komplex da damit zu rechnen. ;)
So faszinierend der Gedanke eines Dysonsphäre um einen weißen Zwerg ist mit der Möglichkeit dessen Außenseite zu nutzen (anstatt dessen Innenseite), wird die Problematik der Stabilität nochmals um Größenordnungen erhöht, wenn man so dicht ran will, dass man einen "kuschligen" Energieübertrag hat.
Speziell an den Polen, welche nicht durch die Rotation stabilisiert werden, wird man recht starke Gravitationskräfte des Sterns spüren. Wie will man solche eine Sphäre dort stabilisieren, wenn auch keinerlei Strahlungsdruck und Sonnenwind "stützt"? Man hätte somit eine ungestützte Struktur, welche in einem Gravitationsfeld gegen 1G quasi schweben dar.
Und wenn man einen breiten Ring in Betracht zieht, dann darf man sich Gedanken machen, was an dessen Rand geschieht. Eine irgendwie geartete Atmosphäre kann nicht gehalten werden. Aber das ist wohl nicht Ziel und Zweck des Ganzen, denn die würde auch flöten gehen, wenn nur ein Asteroid durch die Sphäre schlägt ... was schnell passieren wird.
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So faszinierend der Gedanke eines Dysonsphäre um einen weißen Zwerg ist mit der Möglichkeit dessen Außenseite zu nutzen (anstatt dessen Innenseite), wird die Problematik der Stabilität nochmals um Größenordnungen erhöht, wenn man so dicht ran will, dass man einen "kuschligen" Energieübertrag hat.
Speziell an den Polen, welche nicht durch die Rotation stabilisiert werden, wird man recht starke Gravitationskräfte des Sterns spüren. Wie will man solche eine Sphäre dort stabilisieren, wenn auch keinerlei Strahlungsdruck und Sonnenwind "stützt"? Man hätte somit eine ungestützte Struktur, welche in einem Gravitationsfeld gegen 1G quasi schweben dar.
Und wenn man einen breiten Ring in Betracht zieht, dann darf man sich Gedanken machen, was an dessen Rand geschieht. Eine irgendwie geartete Atmosphäre kann nicht gehalten werden. Aber das ist wohl nicht Ziel und Zweck des Ganzen, denn die würde auch flöten gehen, wenn nur ein Asteroid durch die Sphäre schlägt ... was schnell passieren wird.
Da eine Errichtung einer Dyson Sphere weit über unseren Möglichkeiten liegt überlasse ich das Problem den Erbauern. ;)
Allerdings ist eine geschlossene Kugel von sich aus schon sehr Stabiel und Asteorieden sind gar kein Problem, denn
wenn man in der Lage ist sowas zu bauen, kann man es auch schützen und schon allein vom Materialaufwand befürchte ich,
das es nach dem Bau quasi keine Asteorieden mehr in dem System geben sollte. ;D
Ein Ring könnte sehr hohe Wände haben, die die Atmosphere halten.
Und bei dem Modell würde sie ja nicht Rotieren, ich will ja die Anziehung des Sterns an der
Oberseite haben und die nicht durch Zentrifugalkraft wieder verlieren, dabei bleibt aber die Frage
kann eine von der Massenverteilung her sehr Homogen konstruierte Sphere auch ohne Rotation sauber
im Schwerefeld des Sterns liegen, damit man nicht ständig nachjustieren muß? Ich denke ja,
da die schwerkraft sich ja auch kugelförmig ausbreitet.
Und ich sehr eine Rotation bei einer Kugelshere eher als Problem an, da die unterschiedliche
Anziehungskraft sie eher wie Haumea (https://de.wikipedia.org/wiki/(136108)_Haumea) aussehen lassen würde, was beim Bau mit berücksichtigt werden müsste,
so wär der Abstand zum Stern an den Polen um einiges geringer als am Äquator.
Hier werden meiner Meinung nach, 3 völlig unterschiedliche Dinge diskutiert,
eine Anordnung mehrerer Dyson-Ringe vorstellbar...
Wenn man auf der "Außenseite" durch langsamere Rotation eine Gravitation aufbauen möchte
Dysonsphäre != Dysonring != Dysonswarm (haben wir ja mittlerweile um unseren Planeten errichtet)
Das sind doch von ihrer Funktion her völlig unterschiedliche Objekte,
Ein Swarm ist sowas wie ein Satellitensystem a la Iridium,
ein Ring würde rotieren um am der inneren Seite die Zentrifugalkraft zu erzeugen,
eine Sphäre würde einen Stern komplett umschließen,
die Frage bleibt da aber, richtig Groß (Erdbahn oder weiter) oder; en miniature?
Wenn man bei der Detektierbarkeit bleibt
sollten die 3 verschiedenen Arten auch unterschiedliche
Helligkeitsschwankungen/Änderungen verursachen.
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Aus was für einem Material soll eigentlich so ein Teil bestehen damit es nicht zerbricht? Hat Maxwel damals nicht bei dem Saturn Ring ausgerechnet das ein fester Ring instabil wäre ?
Micha
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Aus was für einem Material soll eigentlich so ein Teil bestehen damit es nicht zerbricht? Hat Maxwel damals nicht bei dem Saturn Ring ausgerechnet das ein fester Ring instabil wäre ?
Micha
Wie ich schon schrieb, überlasse ich das Problem den Erbauern. :)
Es ging nur um Theorie.
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Aus was für einem Material soll eigentlich so ein Teil bestehen damit es nicht zerbricht? Hat Maxwel damals nicht bei dem Saturn Ring ausgerechnet das ein fester Ring instabil wäre ?
Micha
Wie ich schon schrieb, überlasse ich das Problem den Erbauern. :)
Es ging nur um Theorie.
Die Theorie überlässt Du auch den Erbauern oder wie?
Micha
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Die Theorie überlässt Du auch den Erbauern oder wie?
Nein es besteht ein ziemlicher Unterschied darin ober man etwas theoretisch durchrechen kann,
oder ob man es bauen will...
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Aus was für einem Material soll eigentlich so ein Teil bestehen damit es nicht zerbricht? Hat Maxwel damals nicht bei dem Saturn Ring ausgerechnet das ein fester Ring instabil wäre ?
Micha
Wie ich schon schrieb, überlasse ich das Problem den Erbauern. :)
Es ging nur um Theorie.
Theoretisch könnte man den Strahlungsdruck verwenden, um einen solchen Ring von innen stabil zu halten. Ein Stern in der Mitte hilft einem da im Gegensatz zu einem Planeten gut weiter.
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Die Theorie überlässt Du auch den Erbauern oder wie?
Nein es besteht ein ziemlicher Unterschied darin ober man etwas theoretisch durchrechen kann,
oder ob man es bauen will...
Wenn Du nicht weist aus was Du etwas bauen willst kannst Du es auch nicht durch rechnen.
Micha
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Die Theorie überlässt Du auch den Erbauern oder wie?
Nein es besteht ein ziemlicher Unterschied darin ober man etwas theoretisch durchrechen kann,
oder ob man es bauen will...
Grundsätzlich sollte man sich vorher überlegen, welche Anforderungen die Dyson-Sphäre bzw. ein Dyson-Ring haben sollte. Und dann darauf, aus welchem Material er beschaffen sin sollte.
Wenn die Sphäre an den Polen offen ist, ist es ein breiter Ring. Die hohen Mauern um eine Atmosphäre zu halten (welche dabei ebenfalls eine enorme Masse wäre), macht nur dann hisnichtlich des Aufwandes einer Dyson-Sphäre / -Ring Sinn, wenn die Wahrscheinlichkeit auf annähernd NULL gesenkt wird, dass irgend eine Komet oder Asteroid ein Loch hinein schlägt. Dabei ist es egal ob die Atmosphäre hinnen oder Außen gehalten werden soll.
Sobald ein Loch drin ist, strömt alles weg.
Im Roman "Ringwelt" von Larry Niven wird beschrieben, wie auf der Ringwelt ein pervers hoher Berg mit mehreren hundert Kilometer Höhe existiert, bis klar wird, dass er eigentlich eine Beule ist, welche ein Asteroid von der Außenseite geschlagen hat ohne durch zu schlagen. Das Material darf also zumindest so zäh sein, dass vor einem Durchschlag das Material derart verformt würde, dass es auf der Innenseite einen stabilen Berg bilden würde, der so hoch ist, dass durch das zentrale Loch am Gipfel, keine Atmosphäre mehr austreten kann. Also keine Art negativer Vulkan würde.
So ein Material, dass das vermag darf erst noch entwickelt und dann in ausreichenden Mengen hergestellt werden.
Da scheint mir die Entwicklung einer entsprechenden Faser für einen stabilen und nutzbaren Weltraumlift geradezu ein Kinderspiel gegen.