- Если термоядерная энергия необходима развитым цивилизациям, доказательства ее использования могут помочь нам найти инопланетян.
- Новое исследование, проведенное Вашингтонским университетом, анализирует, как режим термоядерного синтеза дейтерий-дейтерий (DD) может повлиять на соотношение дейтерия и водорода в экзопланете по сравнению с окружающей межзвездной средой.
- Предстоящие космические миссии, возможно, смогут обнаружить эти волновые излучения и предоставить убедительные доказательства существования развитой жизни.
Ученые используют множество методов в поисках инопланетной жизни. Один из подходов заключается в использовании как наземных, так и космических передовых телескопов для хорошего, старомодного наблюдения за звездами. Радиоастрономия также дала некоторые захватывающие результаты , даже если они не дали никаких инопланетян (пока).
Затем идут стратегии, которые предполагают воображение способов, которыми развитые цивилизации попытаются удовлетворить свои растущие потребности в энергии. Пока некоторые ученые размышляют о том, как обнаружить кольца Дайсона — мегаструктуры, окружающие звезду — с Земли, Дэвид Кэтлинг из Вашингтонского университета рассматривает еще одну энергетическую сигнатуру не столь далекого будущего: ядерный синтез .
Термоядерный синтез является конечной целью земной генерации энергии на Земле. Слиянием плазмы двух легких ядер (в данном примере двух атомов изотопа водорода дейтерия) сильная ядерная сила связывает эти изотопы в гелий-3 и высвобождает огромное количество энергии .
Единственным преимуществом использования только дейтерия является то, что в отличие от многих других кандидатов на синтез (особенно трития), океаны и атмосфера Земли содержат много изотопа , также известного как тяжелая вода — около 35 граммов на тонну морской воды. Согласно новой статье Кэтлинга, опубликованной на сервере препринтов arXiv (она была принята к публикации в The Astrophysical Journal), астрономы могли бы обнаружить наличие такого режима синтеза дейтерия-дейтерия на другой планете, тщательно проанализировав ее атмосферу.
«Синтез дейтерий-дейтериевый (DD) рассматривается как идеальный источник энергии для человечества в далеком будущем, учитывая огромные запасы D в морской воде», — пишут авторы. «Здесь мы рассматриваем долгоживущие, внеземные, технологические общества, которые разрабатывают DD-синтез. Если такое общество сохранится в геологических масштабах времени, океанический дейтерий уменьшится».
Чтобы выяснить, как будет выглядеть это истощение, Кэтлинг и его команда разработали энергетическую экспедицию к развитой цивилизации примерно в 10 раз больше, чем ожидается, что потребности человечества в энергии к 2100 году составят около 1000 тераватт. Авторы обнаружили, что значение дейтерий-водород (DH) планеты уменьшится примерно на 16 частей на миллион за 170 миллионов лет по сравнению с окружающей межзвездной средой. Если на планете больше суши, чем на Земле, может потребоваться всего несколько миллионов лет, чтобы значение DH стало заметным.
Конечно, соседние с Землей звезды — Венера и Марс — имеют более высокие значения D/H, но они также непригодны для жизни, и авторы отмечают, что планеты с более высокими значениями DH, чем у Земли, вероятно, указывают на пригодность для жизни.
Итак, как нам точно найти эти планеты? Авторы предлагают сканировать определенные длины волн для полутяжелой воды (HDO) и H2O. Это не невозможно, поскольку ученые успешно обнаружили водяной пар на экзопланете еще в 2019 году. По данным Phys.org , две космические миссии в разработке — Обсерватория обитаемых миров и Большой интерферометр для экзопланет — потенциально могут измерять значения D/H, указывающие на развитые цивилизации.
Энергия термоядерного синтеза однажды осветит Землю. И она также может пролить свет на то, что мы не одиноки во Вселенной.
Прочитайте что такое взгляд в будущее