Ist Dyson Sphere eine stabile Konstruktion?

Brauchen wir ein Positionskontrollsystem für die Dyson-Sphäre, um ihren Ursprung immer auf das Zentrum des Sterns auszurichten?

Das wichtige Prinzip für diese Frage ist die sphärische Symmetrie unter Anwendung des Gaußschen Gesetzes. Bei einer elektrisch geladenen Kugel werden die Ladungen auf der Oberfläche angesammelt, was dazu führt, dass das Feld überall innerhalb dieser Kugel effektiv Null ist. Mathematisch entspricht eine Dyson-Sphäre dem. Natürlich wäre das Feld innerhalb der Dyson-Sphäre wegen der Sonne nicht Null, aber der Beitrag der Dyson-Sphäre-Sphärenstruktur selbst könnte Null sein. Ich sage "könnte", weil dies davon ausgeht, dass die Angelegenheit perfekt verteilt ist.

Ein solches System ist weder stabil noch instabil. Es ist einfach ausgewogen.

seine Herkunft

Wenn die perfekte Symmetrie erfüllt ist (und die Nachbarschaft klar ist, dazu später mehr), ist die Position des Sterns innerhalb der Kugel für seine Stabilität tatsächlich irrelevant. Das System wäre mit dem Stern nahe am Rand genauso stabil wie genau im Zentrum der Dyson-Kugel.

Wenn die Materie alles andere als perfekt kugelförmig wäre, wäre sie kategorisch instabil, nicht nur ausgeglichen. Ich glaube, das ist die gleiche Art von Konsequenz wie der Satz von Earnshaw. Jede Anordnung von Materie wird keinen inhärent stabilen Punkt im leeren Raum erzeugen, wo die Divergenz des Feldes Null ist.

Für Science-Fiction-Zwecke würde ich sagen, dass die Antwort "Ja" ist, eine aktive Stabilisierung in irgendeiner Form wäre erforderlich. Selbst wenn Sie von perfekter Symmetrie ausgehen, gibt es Möglichkeiten, wie andere Objekte im Sonnensystem dazu führen würden, dass die Kugel und der Stern ohne aktive Steuerung zusammenstoßen. Ich muss das in zwei Fälle unterteilen:

Faktoren gelten auch, wenn die Sonne am Ursprung steht:

• Die Strahlung in unserem Teil der Galaxie ist nicht isotrop, also würde sie die Kugel dazu bringen, schließlich den Stern zu treffen
• Gravitationswellen können ungleichmäßig wirken, und dies kann zu anderen Arten der Instabilität (nächste Liste) führen, um sie schließlich dazu zu bringen, zu treffen

Faktoren, die gelten, wenn die Sonne leicht vom Ursprung abweicht:

• Wenn die Sonne nicht tot wäre, würden Gezeitenkräfte von anderen astronomischen Körpern sie zur Seite beschleunigen
• Wenn die Dyson-Sphäre ungleichmäßig wäre und die Sonne nicht am CM wäre, würde sie beschleunigen, und das wäre eine instabile Beschleunigung

Wenn wir jedoch davon ausgehen, dass eine fortgeschrittene Zivilisation die Dyson-Sphäre gebaut hat, sollte es keine schwierige Aufgabe sein, kontrollierte reflektierte Strahlung von der Sonne selbst zu verwenden, um sie im Zentrum zu halten. Es gibt andere, viel größere Probleme mit der Körperlichkeit einer solchen Struktur.

Sie haben äußere Einflüsse ignoriert. Etwas so Einfaches wie Asteroiden, die die Außenseite der Kugel treffen, würde sie aus dem konzentrischen Gleichgewicht bringen und eine Drift in Richtung Exzentrizität verursachen, was schließlich zu einem Kontakt zwischen dem Stern und der Schere führt (oder wahrscheinlicher zu einer Verdampfung eines Teils der Kugel lange vor a Kontakt). Es müsste eine aktive Nachkorrektur/Stabilisierung erfolgen.