О повышении яйценоскости крупного рогатого скота в нечерноземной полосе сферы Дайсона
Очередная печальная новость потрясла всех инопланетяноведов: астрономы не обнаружили в видимой части Вселенной ни одной цивилизации третьего типа по Кардашеву (т.е. использующую мощность, сравнимую мощностью излучения целой галактики).
Предыдущая печальная новость (2015г.) на эту тему касалась Ц3Т весьма странного на современный взгляд вида: триллионы сфер Дайсона, окружающие все звезды в галактике. Искали эти самые полностью застроенные сферами Дайсона галактики по тепловому изучению с температурой 300 кельвинов. Если воспринимать сферу Дайсона сугубо как тепловую машину, непонятно, с чего бы температура холодильника этой тепловой машины должна равняться именно 300К. А разгадка проста: по первоначальной идее, сфера Дайсона - это жизненное пространство для расселения несчетных квинтиллионов американцев, каковые должны были получится из экстраполяции скорости размножения времен беби-бума. А в основном, конечно - для пшеничных полей и крупного рогатого скота для прокорма всей этой оравы. Так что в переводе политэкономический язык новость 2015г. звучит так: ни одной аграрной гипердержавы галактических масштабов пока не обнаружена, так что можно пока не спешить принимать протекционистские меры для защиты земных фермеров.
Более свежая новость, с поминания которой я собственно начал, касается более продвинутой модели Ц3Т, возможно даже построившей развитой феодализм. Автор статьи резонно замечает, что никаких резонов совмещать холодильник тепловой машины и потребителя выработанной энергии нет. Более того, он вполне современно предполагает, что энергия, собранная со всей звезды или целой галактики, скорее понадобиться не для разведения коровок, а для питания несчетных квадриллионов компьютеров, которые должны получиться из экстраполяции скорости размножения транзисторов времен закона Мура.
Однако, из структуры текста статьи создается ощущение, что автор хочет скорее не найти сверхцивилизацию, а дать этой самой сверхцивилизации полезный совет. Поиску в данных космического телескопа "Планк" посвящено только 13 из 38 страниц статьи. Остальной объем посвящен проработке идеи микроскопических ректенн для поглощения видимого света. Эти устройства (теоретически) имеют большую величину отношения эффективной площади поглощения к массе (несколько мг/м2). Так что чтобы полностью окружить Галактику сферической поглощающим облаком из ректенн (этакая общегалактическая сфера Дайсона) - понадобиться всего лишь 1000000 солнечных масс ректенн. Температура такой сферы будет всего порядка 1 кельвина выше температуры реликтового излучения, так что теоретический идеальный КПД преобразования излучения звезд в работу будет заметно выше (аж на 5%), чем для вышеупомянутых классических трехсоткельвиновых сфер Дайсона.
Автор ответственно подходит к вопросу выбора материала для ректенн, сравнивая различные металлы по проводимости и распространенности. Отдельный подраздел посвящен ректеннам из углеродных нанотрубок. Все очень серьезно. Для цивилизаций, у которых вот прямо сейчас нет бесхозных нескольких миллионов солнечных масс магния или железа (магний по мнению автора лучше), предлагается бюджетный вариант - классическая сфера Дайсона с радиусом 1 а.е. вокруг одной звезды, но в виде облака ректенн. Для ее создания достаточно распилить на микроскопические проволочки металлический астероид Психе. И уж для совсем бедных цивилизаций - Sphere Home Edition, облако из ректенн радиусом 10000км вокруг одной планеты, поглощающее 1% падающего на планету света. Для этого нужно полмиллиона тонн металла или 150 тыс. тонн углеродных нанотрубок.
Правда во всем этом подробнейшем труде не поднимается один мелкий технический вопрос - а как собственно снимать с ректенн полученную энергию и переправлять ее потребителям? Ну, положим, лично я могу предложить несколько способов, но у них всех потенциальное КПД значительно меньше, чем те проценты увеличения КПД ректенн, за которые автор статьи мысленно боролся, предлагая разнообразные оптимизации. Собственно, именно этим перекосом и вызваны нотки сарказма в моем изложении его труда - для понимания, как будет выглядеть сверхцивилизация издалека, такая подробность проработки всего одного частного аспекта метода сбора энергии совершенно избыточна (учитывается даже зависимость проводимости металлов от температуры!), а для предложения перспективного проекта для земной цивилизации или хотя бы антуража фантастического романа - как-то не доработаны остальные аспекты.
Я тоже склонен давать советы сверхцивилизациям, хотя и менее официальные. Поэтому уже от себя скажу - если уж сверхцивилизации понадобится космических масштабов суперкомпьютер, то надо учесть тот факт, что для снижения задержек обмена информацией данный суперкомпьютер должен быть максимально компактным.
Больше безумных экстраполяций богу безумных экстраполяций! Прикинем энергопотребление совершенно типичного сверхкомпьютера размером с планету (типа guberniya расового финна Ханну Райаниеми). Энергопотребление современных процессоров - порядка одного ватта на грамм. Процессор массой с Землю будет потреблять и превращать в тепло 10 светимостей Солнца. Если радиатор этого процессора будет иметь площадь равную площади поверности Земли, то для сброса всего этого тепла излучением радиатор должен быть нагрет до 120000 градусов.
Система охлаждения планетарного компьютера (в спящем режиме).
Планерка IT-отдела, обслуживающего планетарный компьютер.
Для поддержания температуры процессора равной 300 кельвинам путем передачи тепла радиатору с помощью теплового насоса потребуется мощность, равная 4000 светимостей Солнца. Энергии со сферы Дайсона вокруг средней руки голубого сверхгиганта или электростанции на основе черной дыры должно хватить. Такой компьютер будет чрезвычайно полезен... ну, например, он сможет предсказывать погоду на Земле на три, а возможно даже на четыре месяца вперед...
Замечу, впрочем, что неустранимое выделение тепла при вычислениях характерно только для компьютеров, использующих необратимые вычисления. Для обратимых вычислений (и в частности квантовых компьютеров) этой проблемы нет. Так что пару предыдущих абзацев (и две картинки) я написал исключительно для того, чтобы проиллюстрировать мысль, что сверхцивилизация может выглядеть и как яркий компактный объект. Собственно, она может выглядеть как угодно, но это уж совсем тривиальное утверждение.