La sphère de Dyson est une structure hypothétique de taille immense. C’est une sphère qui enferme complètement (ou presque complètement) une étoile, utilisant toute l’énergie rayonnée par les réactions de fusion qui se déroulent dans son noyau. L’idée d’une sphère de Dyson a été formalisée et popularisée pour la première fois par le célèbre physicien Freeman Dyson dans un article de 1959 dans Science intitulé « Recherche de sources artificielles stellaires de rayonnement infrarouge », bien qu’il ait à l’origine eu l’idée d’un roman de science-fiction de 1945 d’Olaf. Stapledon intitulé Star Maker.
Notre soleil a une production d’énergie d’environ 4 x 10^26 watts, soit environ 100 millions de fois la consommation totale d’énergie de l’humanité au cours du siècle dernier chaque seconde. Si cette énergie pouvait être exploitée via une sphère Dyson, nous aurions assez de puissance pour soutenir une population de milliers de milliards de fois notre population actuelle pendant de nombreux éons.
La proposition originale pour une sphère Dyson n’était pas pour une sphère solide, mais une collection d’environ 10^5 objets qui absorbent collectivement la majeure partie de l’énergie solaire de l’étoile. Parfois appelé essaim Dyson, cela permettrait la construction incrémentielle du système, avec des sous-composants en orbite autour de l’étoile indépendamment. De l’extérieur, un tel essaim apparaîtrait noir, n’émettant que des rayonnements infrarouges. Certains de nos télescopes infrarouges en orbite recherchent des corps tels que des sphères ou des essaims de Dyson depuis des décennies, sans succès. Si des réflecteurs étaient utilisés à l’intérieur des objets, l’énergie rayonnante pourrait n’être dirigée que dans un seul sens, ce qui la rendrait difficile à détecter à distance.
Des calculs préliminaires ont montré que notre système solaire contient suffisamment de matière rigide pour construire un essaim Dyson, mais probablement pas une sphère Dyson rigide, qui devrait avoir environ un million de km (600,000 XNUMX miles) d’épaisseur pour être stable. Un bon matériau de construction candidat serait le buckminsterfullerène, un allotrope de carbone doté d’une résistance immense.
La sphère de Dyson est souvent mentionnée en conjonction avec le schéma de classification de Kardashev, une méthode utilisée pour classer des civilisations hypothétiques en fonction de leurs sources d’énergie. Selon ce schéma de classification, une civilisation de type I serait une civilisation qui utilise les sources d’énergie d’une planète entière, une civilisation de type II serait une civilisation qui utilise la production d’une étoile entière pour l’alimentation, et une civilisation de type III serait celle qui utilise un galaxie entière pour le pouvoir. Une civilisation de type IV plus spéculative serait celle qui exploiterait la puissance d’un univers entier. La construction d’une sphère Dyson placerait une civilisation carrément dans la catégorie de type II.