La sfera di Dyson è un’ipotetica struttura di dimensioni immense. È una sfera che racchiude completamente (o quasi) una stella, sfruttando tutta l’energia irradiata dalle reazioni di fusione che avvengono nel suo nucleo. L’idea di una sfera di Dyson è stata formalizzata e resa popolare per la prima volta dal famoso fisico Freeman Dyson in un articolo del 1959 su Science intitolato “Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation”, anche se originariamente ha preso l’idea da un romanzo di fantascienza del 1945 di Olaf Stapledon intitolato Star Maker.
Il nostro sole ha una produzione di energia di circa 4 x 10^26 watt, o circa 100 milioni di volte il consumo totale di energia dell’umanità nel secolo scorso ogni secondo. Se questa energia potesse essere imbrigliata tramite una sfera di Dyson, avremmo abbastanza potere per sostenere una popolazione trilioni di volte la nostra attuale popolazione per molti eoni.
La proposta originale per una sfera di Dyson non era per una sfera solida, ma una raccolta di ~10^5 oggetti che assorbono collettivamente la maggior parte dell’energia solare della stella. A volte chiamato “sciame Dyson”, ciò consentirebbe la costruzione incrementale del sistema, con sottocomponenti che orbitano indipendentemente dalla stella. Dall’esterno, un tale sciame sembrerebbe nero, emettendo solo radiazioni infrarosse. Alcuni dei nostri telescopi a infrarossi orbitanti hanno cercato per decenni corpi come sfere o sciami di Dyson, senza fortuna. Se si utilizzassero riflettori all’interno degli oggetti, l’energia radiante potrebbe essere diretta in un solo modo, rendendo difficile l’individuazione a distanza.
Calcoli preliminari hanno dimostrato che il nostro sistema solare contiene materia abbastanza rigida per costruire uno sciame di Dyson, ma probabilmente non una sfera di Dyson rigida, che dovrebbe essere spessa circa un milione di km (600,000 miglia) per essere stabile. Un buon materiale da costruzione candidato sarebbe buckminsterfullerene, un allotropo di carbonio con una forza immensa.
La sfera di Dyson è spesso menzionata insieme allo schema di classificazione di Kardashev, un metodo utilizzato per classificare le ipotetiche civiltà attraverso le loro fonti di energia. Secondo questo schema di classificazione, una civiltà di tipo I sarebbe quella che utilizza le fonti di energia di un intero pianeta, una civiltà di tipo II sarebbe quella che utilizza l’energia prodotta da un’intera stella e una civiltà di tipo III sarebbe quella che utilizza un intera galassia per il potere. Una civiltà di tipo IV più speculativa sarebbe quella che sfrutta il potere di un intero universo. La costruzione di una sfera di Dyson collocherebbe una civiltà esattamente nella categoria di tipo II.