Sedan 1990-talet har astrofysiker vet att universum under de senaste miljarder åren har upplevt en snabbare expansion. Detta gav upphov till teorin om att universum genomsyras av en mystisk osynlig energi känd som "mörk energi", som verkar mot tyngdkraften och skjuter kosmos från varandra. Med tiden kommer denna energi att bli den dominerande kraften i universum, vilket får alla stjärnor och galaxer att spridas utanför den kosmiska horisonten.
Vid denna tidpunkt är alla stjärnor och galaxer i universum inte längre synliga eller tillgängliga från någon annan. Frågan kvarstår, vad kommer intelligenta civilisationer (som våra egna) göra för resurser och energi på denna punkt? Denna fråga behandlades i ett nyligen uppsats av Dr. Abraham Loeb - Frank B. Baird, Jr., professor i vetenskap vid Harvard University och ordförande för Harvard Astronomy Department.
Uppsatsen, "Securing Fuel for our Frigid Cosmic Future", dykte nyligen upp online. Som han antyder i sin studie, när universum är tio gånger dess nuvarande ålder (ungefär 138 miljarder år gammal), kommer alla stjärnor utanför den lokala gruppen av galaxer inte att vara tillgängliga för oss eftersom de kommer att försvinna snabbare än ljusets hastighet . Av denna anledning rekommenderar han att mänskligheten följer lektionen från Aesops fabel, "Myrorna och gräshoppan".
Denna klassiska berättelse berättar om myror som tillbringade sommaren för att samla mat för vintern medan gräshoppan valde att njuta av sig själv. Medan det finns olika versioner av berättelsen som erbjuder olika tar på sig vikten av hårt arbete, välgörenhet och medkänsla, är lektionen enkel: alltid vara beredd. I detta avseende rekommenderar Loeb att avancerade arter migrerar till rika galaxkluster.
Dessa kluster representerar de största reservoarerna av materie bunden av tyngdkraften och skulle därför vara bättre i stånd att motstå universums accelererade expansion. Som Dr. Loeb berättade för Space Magazine via e-post:
”I min uppsats påpekar jag att mamma naturen var vänlig mot oss eftersom den spontant föder samma massiva bränslebehållare som vi skulle ha strävat efter att samla på med konstgjorda medel. Störningar av primordial densitet från det tidiga universum ledde till gravitationskollaps av regioner så stora som tiotals miljoner ljusår och samlade all materia i dem i kluster av galaxer - var och en innehöll motsvarigheten till tusen Vintergalaxer. "
Dr. Loeb indikerade också var mänskligheten (eller andra avancerade civilisationer) bör överväga att flytta till när universumets utvidgning gör att stjärnorna i den lokala gruppen expanderar bortom den kosmiska horisonten. Inom 50 miljoner ljusår, indikerar han, gillar Virgo Cluster, som innehåller ungefär tusentals gånger mer materia än Vintergalaxen. Den näst närmaste är Coma Cluster, en samling av över 1000 galaxer som ligger ungefär 336 miljoner ljusår bort.
Förutom att erbjuda en lösning på den snabbare expansionen av universum, presenterar Dr. Loebs studie också några intressanta möjligheter när det gäller sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI). Om det faktiskt redan finns avancerade civilisationer som migrerar för att förbereda sig för den oundvikliga expansionen av universum, kan de vara påvisbara på olika sätt. Loeb förklarade:
”Om resande civilisationer överför kraftfulla signaler kan vi kanske se bevis för deras migration mot kluster av galaxer. Dessutom skulle vi förvänta oss en större koncentration av avancerad civilisation i kluster än vad vi kunde förvänta oss helt enkelt genom att räkna antalet galaxer där. De som bosätter sig där kan etablera mer välmående samhällen, i analogi med civilisationer nära floder eller sjöar på jorden. ”
Denna artikel liknar en studie som Dr. Loeb genomförde tillbaka 2011, som dök upp i Journal of Cosmology and Astroparticle Physics under titeln ”Cosmology with Hypervelocity Stars”. Vid den tiden behandlade Dr. Loeb vad som skulle hända i en avlägsen framtid när alla extragalaktiska ljuskällor kommer att upphöra att vara synliga eller tillgängliga på grund av den snabbare expansionen av universum.
Denna studie var en uppföljning av ett papper från 2001 där Dr. Loeb behandlade vad som skulle bli av universumet i miljarder år - som dök upp i tidskriften Fysiska granskningsbrev under titeln ”Den långsiktiga framtiden för extremagalaktisk astronomi”. Strax därefter började Dr. Loeb och Freeman Dyson själv korrespondera om vad som kunde göras för att lösa detta problem.
Deras korrespondens var föremål för en artikel av Nathan Sanders (en författare för Astrobites) som berättade om vad Dr. Loeb och Dr. Dyson hade att säga i frågan. Loeb påminner om:
”För ett decennium sedan skrev jag några artiklar om universumets långsiktiga framtid, biljoner år från och med nu. Eftersom den kosmiska expansionen påskyndas visade jag att när universum en gång kommer att åldras med en faktor om tio (ungefär hundra miljarder år från och med nu), så betyder allt utanför vår lokala grupp av galaxer (som inkluderar Vintergatan och Andromeda-galaxen, längs med med deras satelliter) kommer att avta bort från oss snabbare än ljus. Efter att ett av mina artiklar publicerades 2011, skrev Freeman Dyson till mig och föreslog till ett enormt ”kosmiskt ingenjörsprojekt” där vi kommer att koncentrera ämnet från en storskalig region runt omkring oss till en tillräckligt liten volym så att den kommer att förbli bunden av sin egen tyngdkraft och inte expandera med resten av universum. "
Då indikerade Dr. Loeb att data som samlats in av Sloan Digital Sky Survey (SDSS) indikerade att försök till ”super-engineering” inte tycktes ske. Detta var baserat på det faktum att de galaxkluster som observerades av SDSS inte var överdrivna och inte heller uppvisade särskilt höga hastigheter (som man kunde förvänta sig). Till detta skrev Dr. Dyson: ”Det är en besvikelse. Å andra sidan, om våra kollegor har varit för lata för att göra jobbet, har vi gott om tid att börja göra det själva. ”
En liknande idé presenterades i ett nyligen uppsats av Dr. Dan Hooper, en astrofysiker från Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) och University of Chicago. I sin studie föreslog Dr. Hooper att avancerade arter kunde överleva alla stjärnor i den lokala gruppen som expanderade bortom den kosmiska horisonten (100 miljarder år från nu) genom att skörda stjärnor över tiotals miljoner ljusår.
Denna skörd skulle bestå av att bygga okonventionella Dyson-sfärer som skulle använda den energi de samlade in från stjärnor för att driva dem mot mitten av artens civilisation. Men bara stjärnor som sträcker sig i massan från 0,2 till 1 solmassor skulle kunna användas, eftersom högmassiga stjärnor skulle utvecklas utanför deras huvudsekvens innan de når destinationen och lågmassastjärnor skulle inte generera tillräckligt med energi för att accelerera det i tid .
Men som Dr. Loeb indikerar finns det ytterligare begränsningar för detta tillvägagångssätt, vilket gör migrering mer attraktiv än skörd.
”För det första känner vi inte till någon teknik som möjliggör rörelse av stjärnor runt, och dessutom lyser solliknande stjärnor bara i ungefär tio miljarder år (av universums nuvarande ålder) och kan inte tjäna som kärnugnar som skulle hålla oss varma in i den mycket avlägsna framtiden. Därför behöver en avancerad civilisation inte inleda ett gigantiskt byggprojekt som föreslagits av Dyson och Hooper, utan behöver bara driva sig mot det närmaste galaxklusteret och dra fördel av klusterresurserna som bränsle för dess framtida välstånd. "
Även om detta kan verka som en verkligt långtgående oro, väcker det några intressanta frågor om universumets långsiktiga utveckling och hur intelligenta civilisationer kan tvingas anpassa sig. Under tiden, om det erbjuder några ytterligare möjligheter att söka efter utomjordiska intelligenser (ETI), så desto bättre.
Och som Dr. Dyson sa, om det för närvarande inte finns några ETI: er som förbereder sig för den kommande ”kosmiska vintern” med kosmiska ingenjörsprojekt, kanske det är något som mänskligheten kan planera att ta itu med en dag!
