ダイソン球は恒星版ケスラーシンドローム地獄を作る (2/3)

ダイソン球が見つからない本当の理由とは？

なぜ異性文明の構築したダイソン・スウォームがみつからないのか？

考えられる答えは2つあります。

1つは観察可能な範囲に異性文明が存在しない可能性。

もう1つはダイソン・スウォームという巨大建造物の維持運営の困難さに起因するものです。

つまり、ダイソン・スウォームのような無数の人工衛星を長期間に渡り恒星の周りに張り付けておくことは、思いのほか難しい可能性があったのです。

そこでラクキー氏は超高度文明が構築した人工衛星の“大群”が長期間にわたり存続できるかどうか、詳細な理論検討とシミュレーションを行いました。

その結果、何もしなければ避けがたい連鎖衝突（コリジョン・カスケード）の脅威が浮かび上がりました。

これは、地球周回軌道の宇宙ごみ問題で知られるケスラーシンドロームにも似た現象です。

一基の衛星が故障して軌道制御を失うと、やがて別の衛星と衝突して大量の破片（デブリ）を生みます。

その破片はさらに別の衛星に次々と衝突し、連鎖的に衝突事故が広がってしまいます。

ダイソン球という巨大システムにおいて最初の衝突が発生するまでの時間は、「衛星群が覆う面積の割合で軌道周期を割った程度」しかないという計算も示されました。

言い換えれば、恒星を取り囲む範囲（カバー率）が大きいほど衝突開始までの時間が短くなるということです。

エネルギーを効率よく集めようと衛星を高密度に配置すれば、それだけ早くカスケード崩壊が始まるわけです。

もちろん高度文明も衛星が安定して運行できるよう軌道を構造化するでしょう。

たとえば赤道面に複数のリング状軌道帯を作るなどの工夫が考えられますが、ラクキー氏によれば、そうした方法でも初期衝突の発生を大幅には遅らせにくいそうです。

「ある程度のランダム要素が加われば、結局衝突は避けられない」という指摘です。

ただし軌道を整然と配置することで衝突時の相対速度を下げる効果は期待できます。

低速の衝突なら破片の飛散が多少抑えられるため、カスケードの増幅を鈍化させることはできるでしょう。

しかし一度でも高速衝突（ハイパーベロシティ衝突）が発生すれば危機的です。

ラクキー氏は「ひとたび衝突カスケードが始まれば、超高速衝突の場合は極めて迅速に壊滅的な事態へ発展する」と強調しています。

まさに宇宙規模のドミノ倒しです。

さらに長い目で見ると、静的な衛星配置ではいずれ破綻すると結論づけました。

恒星系内の他の天体による重力擾乱が無視できないためです。

例えばその恒星系に木星クラスの巨大惑星が存在したり、恒星が連星系だったりすると、重力の影響でダイソン・スウォームの衛星軌道は少しずつズレを蓄積します。

リドフ-コザイ効果などによって、当初は別々の軌道面を回っていた衛星同士が数百万年スケールで傾斜角を変化させ、最終的には衝突コースに乗る可能性があるそうです。

ラクキー氏の計算では、太陽系を例にすると木星のような惑星の重力だけで数百万年以内に衛星群が不安定化し得るとのことです。

連星の場合はわずか数千年で衝突カスケードが誘発されるケースもあるといいます。

数百万年や数千年といった時間は人類史から見れば途方もなく長いですが、恒星規模の構造物を維持するには決して十分とはいえません。

さらに恒星の放射エネルギーも問題です。

ヤルコフスキー効果によって、衛星が自転しながら日射と熱放射を不均衡に受けると、経年で徐々に軌道にズレが生じます。

同じ軌道帯に投入した衛星がばらける原因になりうるのです。

恒星の自転による重力場の歪みや、太陽風・コロナ質量放出（CME）などの宇宙天気も、衛星群に少なからぬ影響を与えます。

このように多種多様な要因が重なり合い、ダイソン・スウォームは放置すると軌道ゆらぎを蓄積し、いずれ衝突コースへと入ってしまうというわけです。