ทรงกลม ไดสันเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ ในเชิงสมมติฐาน ที่ครอบคลุมดาวฤกษ์ และดักจับ พลังงานส่วนใหญ่จากดาวฤกษ์^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}แนวคิดนี้เป็นการทดลองทางความคิดที่พยายามจินตนาการว่า อารยธรรม ที่เดินทางในอวกาศจะตอบสนองความต้องการด้านพลังงานได้อย่างไรเมื่อความต้องการเหล่านั้นเกินกว่าสิ่งที่สามารถสร้างได้จาก ทรัพยากรของ ดาวเคราะห์ บ้าน เกิดเพียงอย่างเดียว เนื่องจากพลังงานที่ปล่อยออกมาจากดาวฤกษ์เพียงเศษเสี้ยวเล็กน้อยเท่านั้นที่ไปถึงพื้นผิวของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ การสร้างโครงสร้างที่ล้อมรอบดาวฤกษ์จะช่วยให้อารยธรรมสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานได้มากขึ้น

จินตนาการสมัยใหม่ครั้งแรกเกี่ยวกับโครงสร้างดังกล่าวเกิดขึ้นโดยOlaf Stapledonในนวนิยายวิทยาศาสตร์เรื่องStar Maker (1937) แนวคิดเดียวกันนี้ถูกนำมาใช้ในภายหลังโดยนักฟิสิกส์Freeman Dysonในบทความปี 1960 ของเขาเรื่อง "Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation " ^{[ 4 ]} Dyson คาดการณ์ว่าโครงสร้างดังกล่าวจะเป็นผลลัพธ์เชิงตรรกะของความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นของอารยธรรมทางเทคโนโลยี และจะเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการอยู่รอดในระยะยาว สัญญาณของทรงกลมดังกล่าวที่ตรวจพบในการค้นหาทางดาราศาสตร์จะเป็นตัวบ่งชี้ถึงสติปัญญาจากนอกโลก

นับตั้งแต่บทความของไดสัน มีการเสนอแบบจำลองต่างๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างเทียมหรือชุดของโครงสร้างเพื่อห่อหุ้มดาวฤกษ์ ในงานวิศวกรรมสำรวจหรือบรรยายไว้ในนิยายวิทยาศาสตร์โดยมักใช้ชื่อว่า "ทรงกลมไดสัน" ภาพในนิยายมักบรรยายถึงเปลือกแข็งของสสารที่ห่อหุ้มดาวฤกษ์ไว้ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ไดสันเองคิดว่าเป็นไปไม่ได้ ทรงกลมที่เขาจินตนาการนั้นประกอบด้วยกลุ่มวัตถุที่กระจัดกระจายหรือฝูงที่โคจรอย่างอิสระรอบดาวฤกษ์ ซึ่งการจัดเรียงนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อฝูงไดสัน

ได้รับแรงบันดาลใจจากนวนิยายวิทยาศาสตร์เรื่องStar Maker ในปี 1937 โดยOlaf Stapledon [ ^{5 ]}นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์Freeman Dysonเป็นคนแรกที่กำหนดแนวคิดของสิ่งที่ต่อมาเรียกว่า "ทรงกลม Dyson" อย่างเป็นทางการในบทความ Science ปี 1960 ของเขาเรื่อง^"การค้นหาแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดจากดาวฤกษ์เทียม" Dyson ตั้งทฤษฎีว่าเมื่อความต้องการพลังงานของอารยธรรมเทคโนโลยีขั้นสูงเพิ่มขึ้น จะมีช่วงเวลาหนึ่งที่อารยธรรมนั้นจำเป็นต้องเก็บเกี่ยวพลังงานจากดาวฤกษ์ในพื้นที่อย่างเป็นระบบในวงกว้าง เขาคาดการณ์ว่าสิ่งนี้สามารถทำได้ผ่านระบบโครงสร้างที่โคจรรอบดาวฤกษ์ ซึ่งออกแบบมาเพื่อดักจับและรวบรวมพลังงาน เขาให้เหตุผลว่าเนื่องจากโครงสร้างจะส่งผลให้เกิดการแปลงแสงดาวเป็น รังสี อินฟราเรดระยะไกลในวงกว้างการค้นหาแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดจากโลกจึงสามารถระบุดาวฤกษ์ที่สนับสนุนสิ่งมีชีวิตที่มีสติปัญญาได้^{[ 4 ]}

ไดสันไม่ได้อธิบายรายละเอียดว่าระบบดังกล่าวจะถูกสร้างขึ้นได้อย่างไร เพียงแต่กล่าวถึงในเอกสารว่าเป็น "เปลือก" หรือ " ชีวภาค " ต่อมาเขาชี้แจงว่าเขาไม่ได้นึกถึงโครงสร้างที่เป็นของแข็ง โดยกล่าวว่า "เปลือกหรือวงแหวนที่เป็นของแข็งที่ล้อมรอบดาวฤกษ์นั้นเป็นไปไม่ได้ในทางกลศาสตร์ รูปแบบของ 'ชีวภาค' ที่ผมจินตนาการไว้นั้นประกอบด้วยกลุ่มหรือฝูงของวัตถุที่เคลื่อนที่ในวงโคจรอิสระรอบดาวฤกษ์" ^{[ 6 ]}แนวคิดดังกล่าวได้รับการเรียกขานบ่อยครั้งว่า "ฝูงไดสัน" ^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตาม ในปี 2013 ไดสันกล่าวว่าเขารู้สึกเสียใจที่แนวคิดนี้ได้รับการตั้งชื่อตามเขา^{[ 8 ]}ในการสัมภาษณ์กับโรเบิร์ต ไรท์ในปี 2003 ไดสันกล่าวถึงงานวิจัยของเขาเกี่ยวกับการค้นหาทรงกลมไดสันว่าเป็น "เรื่องตลกเล็กๆ น้อยๆ" และแสดงความคิดเห็นว่า "คุณจะโด่งดังได้ก็ต่อเมื่อคุณคิดว่าสิ่งที่คุณไม่จริงจัง" ^{[ 9 ] [ 10 ]}ต่อมาเขาอธิบายว่า "และแน่นอนว่าเรื่องตลกก็คือ ท้องฟ้าเต็มไปด้วยแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรดซึ่งมีลักษณะเหมือนกับอารยธรรมประเภทที่ 2 ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลใดๆ ที่จะเชื่อว่าพวกมันเป็นสิ่งประดิษฐ์ ... จากระยะห่างของเรา พวกมันจะดูเหมือนกัน" ^{[ 11 ]}อย่างไรก็ตาม ในการสัมภาษณ์กับนักศึกษาจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระในปี 2018 เขาอ้างถึงสมมติฐานของทรงกลมไดสันว่าเป็น "ถูกต้องและไม่มีข้อโต้แย้ง" ^{[ 12 ]}ในการสัมภาษณ์อื่นๆ ขณะที่เสียใจกับการตั้งชื่อวัตถุ ไดสันแสดงความคิดเห็นว่า "ความคิดนี้เป็นความคิดที่ดี" และอ้างถึงการมีส่วนร่วมของเขาในงานวิจัยเกี่ยวกับการแยกส่วนดาวเคราะห์เพื่อเป็นวิธีการสร้างทรงกลมไดสัน^{[ 13 ]}

ตัวเก็บรวบรวมพลังงานแบบไดสันรอบดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลจะดูดซับและแผ่พลังงานจากดาวฤกษ์นั้นออกมาใหม่ ความยาวคลื่นของพลังงานที่แผ่ออกมาใหม่นี้อาจผิดปกติสำหรับประเภทสเปกตรัม ของดาวฤกษ์ เนื่องจากการมีอยู่ของธาตุหนักที่ไม่เกิดขึ้นตามธรรมชาติภายในดาวฤกษ์ หากเปอร์เซ็นต์ของความยาวคลื่นที่ผิดปกติดังกล่าวมีนัยสำคัญ โครงสร้างขนาดใหญ่ของสิ่งมีชีวิตต่างดาวอาจถูกตรวจพบได้ในระยะทางระหว่างดวงดาว^{[ 4 ]}ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของสิ่งที่เรียกว่าอารยธรรมคาร์ดาเชฟประเภท II ^{[ 14 ]}

SETIได้ค้นหาสเปกตรัมที่มีรังสีอินฟราเรดสูงเช่นนี้จากสิ่งที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ เช่นเดียวกับ ที่Fermilabทำ^{[ 15 ] [ 16 ]} Fermilab ค้นพบผู้สมัครที่มีศักยภาพ "คลุมเครือ" 17 ราย ซึ่งในจำนวนนี้ 4 รายถูกเรียกว่า "น่าสนใจแต่ยังคงน่าสงสัย" ในปี 2549 ^{[ 15 ]}การค้นหาในภายหลังยังส่งผลให้มีผู้สมัครหลายราย ซึ่งทั้งหมดยังไม่ได้รับการยืนยัน^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

เมื่อวันที่ 14 ตุลาคม 2558 นักวิทยาศาสตร์พลเมืองของ Planet Huntersค้นพบความผันผวนของแสงที่ผิดปกติของดาวKIC 8462852ทำให้สื่อคาดการณ์ว่าอาจมีการค้นพบทรงกลมไดสัน^{[ 20 ] [ 21 ]}อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์ในภายหลังแสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์สอดคล้องกับการมีอยู่ของฝุ่น^{[ 22 ] [ 23 ]}ในปี 2567 มีการคาดการณ์ในสื่อว่ามีการค้นพบสัญญาณที่เป็นไปได้ของทรงกลมไดสันระหว่างดวงดาว^{[ 24 ] [ 25 ]} วัตถุที่น่าสนใจทั้งเจ็ดชิ้น – ทั้งหมดตั้งอยู่ภายในระยะ 1,000 ปีแสงจากโลก – เป็น ดาว แคระ M ซึ่งเป็น ดาวประเภทหนึ่งที่มีขนาดเล็กกว่าและสว่างน้อยกว่าดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม ผู้เขียนผลการค้นพบระมัดระวังที่จะไม่กล่าวอ้าง เกินจริง ^{[ 26 ]}ถึงกระนั้น สื่อหลายแห่งก็หยิบยกเรื่องนี้ขึ้นมาอธิบาย คำอธิบายที่ไม่เพ้อฝันมากนักรวมถึงข้อเสนอแนะว่ารังสีอินฟราเรดที่ตรวจพบนั้นเกิดจากกาแล็กซีที่อยู่ไกลออกไปซึ่งถูกบดบังด้วยฝุ่น^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}

แม้ว่าทรงกลมไดสันในรูปแบบของฝูงจะเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แต่การสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่ที่เสถียรรอบดวงอาทิตย์ในปัจจุบันยังเกินขีดความสามารถทางวิศวกรรมของมนุษยชาติ จำนวนยานที่จำเป็นในการได้มา ส่งต่อ และบำรุงรักษาทรงกลมไดสันที่สมบูรณ์นั้นเกินขีดความสามารถทางอุตสาหกรรมในปัจจุบัน ทรงกลมไดสันกระตุ้นให้เกิดการคาดการณ์ถึงความเป็นไปได้ของเครื่องยนต์ดวงดาว ประเภทหนึ่ง ซึ่งเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ในเชิงสมมติฐานที่มีจุดประสงค์เพื่อสกัดพลังงานที่มีประโยชน์จากดวงดาว บางครั้งเพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ ตัวอย่างเช่นมีการเสนอสมองมาทริโอชก้า เพื่อใช้พลังงานที่สกัดจากทรงกลมไดสันสำหรับการคำนวณ ในขณะที่ เครื่องขับดันชคาดอฟจะสกัดพลังงานเพื่อขับเคลื่อน การออกแบบเครื่องยนต์ดวงดาวที่เสนอบางส่วนนั้นอิงตามทรงกลมไดสัน^{[ 30 ] [ 31 ]}นักอนาคตศาสตร์จอร์จ ดวอร์สกีได้สนับสนุนการใช้หุ่นยนต์ที่จำลองตัวเองได้เพื่อเอาชนะข้อจำกัดของขีดความสามารถทางวิศวกรรมของมนุษยชาติในระยะเวลาอันใกล้^{[ 32 ]}บางคนเสนอแนะว่าที่อยู่อาศัยทรงกลมไดสันอาจสร้างขึ้นรอบดาวแคระขาว^{[ 33 ]}หรือพัลซาร์^{[ 34 ]}

ในปี 2022 มีการเสนอแนะว่ากลุ่มดาวเทียมไดสันรอบดวงอาทิตย์สามารถปล่อยจากดาวพุธหรือดาวอังคารได้ เพื่อส่งพลังงานกลับมา มีการเสนอการถ่ายโอนพลังงานไร้สายแบบแผ่รังสีระยะไกล ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่^{[ 35 ]}

แนวคิดเบื้องต้นของทรงกลมไดสันปรากฏอยู่ในนวนิยายเรื่องStar Maker ในปี 1937 โดยOlaf Stapledon [ ^{1 ]}ซึ่งเขาบรรยายว่า "ระบบสุริยะทุกระบบ... ถูกล้อมรอบด้วยตาข่ายดักแสง ซึ่งรวมพลังงานแสงอาทิตย์ที่หลุดรอดออกมาเพื่อใช้ประโยชน์อย่างชาญฉลาด" ^{[ 36 ]}ไดสันได้รับแรงบันดาลใจจากหนังสือเล่มนี้และเสนอว่า "ทรงกลมสเตเปิลดอน" น่าจะเป็นชื่อที่เหมาะสมกว่าสำหรับแนวคิดนี้^{[ 37 ]}ทรงกลมไดสันในนิยายมักเป็นโครงสร้างแข็งที่ก่อตัวเป็นเปลือกต่อเนื่องรอบดาวฤกษ์ที่กล่าวถึง แม้ว่าตัวไดสันเองจะคิดว่าความเป็นไปได้นั้นเป็นไปไม่ได้ในทางกลไก^{[ 2 ] [ 3 ]}บางครั้งพวกมันถูกใช้เป็นอุปกรณ์พล็อตประเภทที่เรียกว่า^{วัตถุ}โง่ขนาดใหญ่^{[ 38 ]}

ทรงกลมไดสันปรากฏเป็นองค์ประกอบพื้นหลังในงานวรรณกรรมหลายเรื่อง รวมถึงนวนิยายเรื่องThe Wanderer ในปี 1964 โดยFritz Leiberซึ่งมนุษย์ต่างดาวล้อมรอบดาวฤกษ์หลายดวงด้วยวิธีนี้^{[ 1 ] [ 38 ] [ 39 ]}ทรงกลมไดสันถูกพรรณนาไว้ในหนังสือชุดSaga of Cuckoo ในปี 1975–1983 โดยFrederik PohlและJack Williamsonและทรงกลมหนึ่งทำหน้าที่เป็นฉากใน นวนิยายเรื่อง OrbitsvilleของBob Shaw ในปี 1975 และภาคต่อ^{[ 2 ] [ 3 ]}ในตอน " Relics " ปี 1992 ของรายการโทรทัศน์Star Trek: The Next Generation [ ^{40 ]}ยาน USS  Enterprise พบว่าตัวเองติดอยู่ในทรงกลมไดสันที่ถูกทิ้งร้าง^{[ 41 ] [ 42 ] ในการสัมภาษณ์ในปี 2011 ได สัน}กล่าวว่าเขาชอบตอนนี้ แม้ว่าเขาจะคิดว่าทรงกลมที่ปรากฏนั้น "ไร้สาระ" ^{[ 43 ]} Michael Jan Friedmanผู้เขียนนวนิยายได้สังเกตว่าในตอนของรายการโทรทัศน์นั้น ทรงกลมไดสันเป็นเพียงMacGuffinเท่านั้น โดย "ไม่มีรายละเอียดอะไรเกี่ยวกับมันเลย" ในเรื่อง และเขาจึงตัดสินใจที่จะขยายความองค์ประกอบของพล็อตเรื่องนี้ในนวนิยายของเขา^{[ 44 ] : ix}

ตัวอย่างเรื่องราวแนววิทยาศาสตร์อื่นๆ ได้แก่The World Is Round ของ Tony Rothman , ซีรีส์ Inquestor ของ Somtow Sucharitkul , Spinneret ของ Timothy Zahn , Federation World ของ James White , The Time Shipsของ Stephen BaxterและPandora's Star ของ Peter F. Hamilton ^{[ 1 ] : 133 รูปแบบต่างๆ ของ}แนวคิดทรงกลมไดสัน ได้แก่ แถบวงกลมเดี่ยวใน นวนิยาย Ringworldปี 1970 ของLarry Niven [ ^{3 ] [ 45 ] [ 46 ]}ครึ่งทรงกลมในนวนิยายBowl of Heaven ปี 2012 โดยGregory Benfordและ Niven [ ^{2 ] [ 3 ] และ}ทรงกลมซ้อนกัน – หรือที่รู้จักกันในชื่อสมองมาทริโอชก้า  – ในซีรีส์Cageworldปี 1980 ของ Colin KappและไตรภาคAsgardปี1979–1990 ของ Brian Stableford ^{[ 1 ] [ 3 ]}

Stableford สังเกตว่าทรงกลมไดสันมักถูกมองว่าเป็น MacGuffin หรือถูกลดบทบาทไปอยู่เบื้องหลังเรื่องเล่า โดยยกตัวอย่างเช่นThe Wanderer ของ Fritz Leiber และDeception Well ของ Linda Nagataเรื่องราวที่สำรวจแนวคิดนี้มักใช้รูปแบบต่างๆ เช่นRingworld ของ Larry Niven ^{[ 1 ] : 133} เขาระบุเหตุผลสองประการสำหรับเรื่องนี้ ประการแรก ขนาดที่ใหญ่โตของทรงกลมไดสันทำให้ยากที่จะกล่าวถึงภายในข้อจำกัดของเรื่องเล่าส่วนใหญ่ Friedman ชี้ให้เห็นว่าเขาหลีกเลี่ยงปัญหานี้ในนวนิยายเรื่อง “Relics” เนื่องจากหนังสือมีความยาวเพียงสี่ร้อยหน้าและเขามีเวลาเขียนเพียงไม่ถึงสี่สัปดาห์ ประการที่สอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในนิยายวิทยาศาสตร์เชิงลึก ทรงกลมไดสันนำเสนอความท้าทายทางวิศวกรรมที่ทำให้การใช้งานในการเล่าเรื่องซับซ้อนขึ้น^{[ 1 ] : 133 [ 44 ] : ix} ความยากลำบากประการหนึ่งเกิดขึ้นจากทฤษฎีเปลือกทรงกลม : ภายในเปลือกทรงกลม แรงโน้มถ่วงอยู่ในสมดุล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีกลไกเพิ่มเติม เช่น การหมุน เพื่อให้แรงโน้มถ่วงที่มีประสิทธิภาพที่พื้นผิวด้านใน ซึ่งในทางกลับกันจะนำไปสู่ความซับซ้อนเพิ่มเติม รวมถึงการไล่ระดับแรงโน้มถ่วงที่ลดลงเป็นศูนย์ที่ขั้ว^{[ 1 ] : 133} ผู้เขียนได้กล่าวถึงประเด็นเหล่านี้ผ่านการปรับเปลี่ยนแนวคิดต่างๆ รวมถึงการซ้อนกัน ของ Cageworld ของ Stableford แนวคิดทรงกลมคู่ ของ Dan Aldersonและการออกแบบวงแหวนโลกที่ลดขนาดลงของ Niven

• จานอัลเดอร์สัน  – โครงสร้างขนาดมหึมาเทียมบนดวงอาทิตย์ในจินตนาการ
• วิศวกรรมดาราศาสตร์  – รูปแบบหนึ่งของวิศวกรรมขนาดใหญ่
• รายชื่อเทคโนโลยีสมมุติ  – เทคโนโลยีที่เป็นไปได้ในอนาคต
• ลิฟต์อวกาศ  – รูปแบบใหม่ของระบบขนส่งอวกาศที่เสนอขึ้น
• เครื่องยนต์ดวงดาว  – โครงสร้างขนาดมหึมาในจินตนาการประเภทหนึ่ง
• ดาวแทบบี้  – ดาวที่มีลักษณะเด่นคือหรี่แสงลงอย่างผิดปกติ

• กันน์, อลาสแตร์ (29 ธันวาคม 2022). "ทรงกลมไดสัน: มนุษย์ (และมนุษย์ต่างดาว) จะดักจับพลังงานจากดาวฤกษ์ได้อย่างไร" . BBC Science Focus . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2024 . สืบค้นเมื่อ20 มีนาคม 2024 .
• แมนน์, อดัม (1 สิงหาคม 2019). "ทรงกลมไดสันคืออะไร?" . Space.com . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 7 มีนาคม 2024 . สืบค้นเมื่อ20 มีนาคม 2024 .
• Schulze-Makuch, Dirk (29 มกราคม 2014). "ทรงกลมไดสัน: ยังคงหายไป อาจเป็นไปไม่ได้" . นิตยสาร Smithsonian . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 28 กันยายน 2023. สืบค้นเมื่อ20 มีนาคม 2024 .
• สเตเบิลฟอร์ด, ไบรอัน (2004). "ทรงกลมไดสัน" . พจนานุกรมประวัติศาสตร์วรรณกรรมวิทยาศาสตร์ . สำนักพิมพ์สแกร์โครว์. หน้า 99. ISBN 978-0-8108-4938-9.
• Stanway, Elizabeth (21 พฤษภาคม 2023). "โครงสร้างขนาดมหึมา" . มหาวิทยาลัยวอร์วิก . บล็อกเรื่องราวจักรวาล. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 26 พฤษภาคม 2023 . สืบค้นเมื่อ25 มีนาคม 2024 .

ลองค้นหาคำว่า "Dyson sphere"ใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับทรงกลมไดสัน

• คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Dyson Sphere
• FermiLab: ขีดจำกัดบนของทรงกลมไดสันที่ครอบคลุมท้องฟ้าทั้งหมดโดยใช้ IRASพร้อมภาคผนวกเกี่ยวกับการออกแบบทรงกลมไดสัน

• ทรงกลมไดสันที่Memory Alpha