Könnte eine Dyson-Sphäre eine Supernova überleben?

Obligatorisches Was-wäre-wenn-Zitat :

Faustregel zum Schätzen von Supernova-bezogenen Zahlen: Egal wie groß Sie Supernovae denken, sie sind größer als das.

Hier ist eine Frage, um Ihnen ein Gefühl für die Größenordnung zu geben:

Welche der folgenden wäre in Bezug auf die Energiemenge, die an Ihre Netzhaut abgegeben wird, heller:

• Eine Supernova, gesehen aus der Entfernung der Sonne von der Erde, oder

• Die Detonation einer Wasserstoffbombe, die gegen Ihren Augapfel gedrückt wird?

Die Anwendung der physikalischen Faustregel legt nahe, dass die Supernova heller ist. Und tatsächlich ist es ... um neun Größenordnungen.

Ich bin mir ziemlich sicher, dass die Supernova mit der schieren Menge an Photonen, die während der Explosion in ihre Umgebung explodieren, die Dyson-Kugel einfach plasmifizieren würde, lange bevor die Strahlung die Möglichkeit hätte, sie auseinanderzudrücken.

Wenn Sie eine sichere Entfernung abschätzen möchten, wie PCman in ihrem Kommentar sagte, bedenken Sie, dass eine Supernova ungefähr emittieren kann$10^{44}$Joule. Die Routineausgabe der Sonne ist$10^{26} \ J/s$. Die Spitzenzeit einer Supernova beträgt also etwa 6 Stunden$10^{44}$Joule verteilt sich über etwa 21000 Sekunden. Somit wäre eine Supernova nur ungefähr$4\cdot10^{13}$Mal heller als die normale Sonne auf ihrem Höhepunkt. Angenommen, Ihre Dyson-Kugel kann das 10-fache der normalen Sonnenlichtintensität aufnehmen. In einer Entfernung von nur 2,2 Millionen AE wird es sicher sein. Das ist weniger als 55.000 Mal weiter als Pluto!

L.Dutch hat Ihnen bereits die Antwort gegeben, dass die Dyson-Sphäre die Supernova nicht überleben würde, aber ich dachte, es wäre lustig, darüber nachzudenken, wie schlimm die Dinge werden würden.

Die Dyson-Sphäre hat wohl schon einiges durchgemacht. Um ihm eine Chance zu geben, das gesamte Leben des Sterns (bis zu diesem Punkt) zu überstehen, sagen Sie, dass der Stern einen Radius hat, der mehrere hundert Mal so groß ist wie die Sonne (also ein paar AE groß) und ungefähr wiegt$20-25M_{\odot}$. Dies bedeutet, dass die Dyson-Sphäre die Ablation durch die Winde des Sterns überleben muss, die Endgeschwindigkeiten von haben könnten$\sim2000\;\text{km s}^{-1}$. Bei Massenverlustraten von, sagen wir,$10^{-6}M_{\odot}\;\text{yr}^{-1}$, das ist nicht schlimm im Vergleich zu dem, was noch kommen wird, aber es wird trotzdem einiges an Verschleiß verursachen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Megastruktur bereits mit Löchern zu kämpfen hat und strukturell kompromittiert sein könnte. Heiß wird es auch - wenn der Stern eine Leuchtkraft von hat$\sim1000L_{\odot}$, wird sich die Kugel auf etwa 1300 Kelvin aufheizen, wodurch wahrscheinlich einige ihrer Komponenten schmelzen werden, wenn sie nicht ausreichend abgeschirmt sind.

Sagen wir, dass die Leuchtkraft der Supernova in ihren Anfangsstadien ist$L\sim10^{44}\;\text{erg s}^{-1}$. Wenn wir das Stefan-Boltzmann-Gesetz verwenden und davon ausgehen, dass die Dyson-Kugel einen Radius von 3 AE hat, um einen so großen Stern zu umfassen, sehen wir, dass sich die Dyson-Kugel schnell auf etwa 90.000 Kelvin aufheizt, was mehr als heiß genug ist verdampfen die Schlüsselbestandteile der Megastruktur. (Ich wäre eigentlich nicht überrascht, wenn die Temperatur viel höher wäre - die Annahme, dass die Dyson-Kugel unter diesen Bedingungen ein schwarzer Körper ist und effizient strahlen kann, ist möglicherweise nicht erforderlich. . .)

Es dauerte mehrere Minuten, bis die Photonen die nun pulverisierte Dyson-Kugel erreichten. Die Überreste werden dann von den äußeren Schichten des Sterns gerammt, die sich vielleicht in Auswurfmaterial verwandelt haben$\sim10M_{\odot}$ bewegt sich mit Geschwindigkeiten von$\sim10000\;\text{km s}^{-1}$. Sie werden ungefähr 4-6 Stunden brauchen, um die Überreste der Kugel zu erreichen, und werden eine enorme Menge an kinetischer Energie mit sich führen. Wenn die Schockwelle einen Radius von 3 AE erreicht, wird sie die Dyson-Sphäre sofort mitreißen und davontragen, während sie sich nach außen zu einem Supernova-Überrest ausdehnt.

Es ist völlig unklar. Der Bau einer Dyson-Sphäre erfordert eine Technologie, die über das hinausgeht, was derzeit bekannt ist, sodass wir nichts über das Verhalten einer solchen Technologie wissen. Eine Supernova würde riesige Mengen an Energie abgeben, die über das hinausgeht, was der normale Stern produzieren würde, aber ohne die Technologie und ihre Verwendung zu spezifizieren, kann man nicht sagen, was sie unter übermäßiger Belastung tun würde. Zum Beispiel sind Windmühlen so konstruiert, dass sie unter bestimmten Windbedingungen laufen, aber normalerweise so konstruiert, dass sie ihre Stützen unter übermäßigen Windbedingungen lösen und einrollen. Was wäre, wenn eine Dyson-Kugel mit Kraftfeldtechnologie hergestellt würde? Überdruck könnte das Feld einfach "durchblasen", ohne eingefangen zu werden, aber keinen Schaden anrichten, solange die Feldgeneratoren intakt sind. Und dann würde es davon abhängen, wie stark die Feldgeneratoren abgeschirmt sind.

Wenn du Fiktion schreibst, kannst du es so oder so wählen: es überlebt oder nicht. Dann denken Sie sich einfach einen Techno-Geschwätz-Grund dafür aus, dass das wahr ist.

Wenn du es wirklich wissen willst? Wir wissen es nicht, weil wir nicht wissen, wie man eine Dyson-Kugel baut, also können wir nicht sagen, was sie unter übermäßiger Belastung macht.