Dysonsphäre - Wie würde man sie entdecken?

Hallo zusammen,

bei dem Thread zu KIC 8462852 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

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.

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

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 ...

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

Zitat von: SirFalcon am 08. August 2016, 11:54:45

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

Gut, Petersons Buch können wir ja hier 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.

Hallo Jörg

...
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.
...

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.

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 

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

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.

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?

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.

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?

Im Rahmen dieser Diskussion finde ich folgenden Artikel 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

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.

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.

Hallo Jörg

Zitat von: -eumel- am 08. August 2016, 14:54:56

...
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.
...

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.

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.

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.

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.

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 

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.

Zitat von: Prodatron am 08. August 2016, 14:32:19

Zitat von: SirFalcon am 08. August 2016, 11:54:45

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

Etwas off topic:

Eine Übersicht zu den einzelnen "Raumkadetten"-Folgen im "technikus" findest Du hier:
http://www.spittel.de/sf/t.htm#Technikus

Hab ich immer gern gelesen.

Christoph

Ergänzung:
Die Serie ist von Rolf Hofmann und erschien 1976 bis 1980.

Christoph