Sedan 1990-talet, astrofysiker har vetat att under de senaste miljarderna åren, universum har upplevt en accelererad expansionshastighet. Detta gav upphov till teorin att universum genomsyras av en mystisk osynlig energi känd som "mörk energi", som verkar mot gravitationen och trycker isär kosmos. I tid, denna energi kommer att bli den dominerande kraften i universum, vilket får alla stjärnor och galaxer att spridas bortom den kosmiska horisonten.

Vid denna tidpunkt, alla stjärnor och galaxer i universum kommer inte längre att vara synliga eller tillgängliga från någon annan. Frågan kvarstår, vad kommer intelligenta civilisationer (som vår egen) att göra för resurser och energi vid denna tidpunkt? Denna fråga togs upp i en ny artikel av Dr. Abraham Loeb – Frank B. Baird, Jr., Professor i naturvetenskap vid Harvard University och ordförande för Harvard Astronomy Department.

Pappret, "Säker bränsle för vår kyliga kosmiska framtid", nyligen dök upp på nätet. Som han antyder i sin studie, när universum är tio gånger sin nuvarande ålder (ungefär 138 miljarder år gammalt), alla stjärnor utanför den lokala gruppen av galaxer kommer inte att vara tillgängliga för oss eftersom de kommer att dra sig undan snabbare än ljusets hastighet. Av denna anledning, han rekommenderar att mänskligheten följer lärdomen från Aesops fabel, "Myrorna och gräshoppan".

Denna klassiska berättelse berättar historien om myror som tillbringade sommaren med att samla mat för vintern medan gräshoppan valde att roa sig. Även om det finns olika versioner av berättelsen som erbjuder olika synsätt på vikten av hårt arbete, välgörenhet, och medkänsla, lektionen är enkel:var alltid förberedd. I det här avseendet, Loeb rekommenderar att avancerade arter migrerar till rika galaxhopar.

Dessa kluster representerar de största reservoarerna av materia bundna av gravitationen och skulle därför bättre kunna motstå den accelererade expansionen av universum. Som Dr. Loeb sa till Universe Today via e-post:

"I min uppsats påpekar jag att moder Natur var snäll mot oss eftersom den spontant födde samma massiva reservoar av bränsle som vi skulle ha strävat efter att samla in på konstgjord väg. Urtäthetsstörningar från det tidiga universum ledde till gravitationskollapsen av regioner så stora som tiotals miljoner ljusår, samlar all materia i dem till kluster av galaxer – var och en innehåller motsvarande tusen Vintergatans galaxer."

Dr. Loeb angav också var mänskligheten (eller andra avancerade civilisationer) bör överväga att flytta till när universums expansion får stjärnorna i den lokala gruppen att expandera bortom den kosmiska horisonten. Inom 50 miljoner ljusår, han indikerar, gillar Virgo Cluster, som innehåller ungefär tusen gånger mer materia än Vintergatans galax. Den näst närmaste är Coma Cluster, en samling av över 1000 galaxer som ligger cirka 336 miljoner ljusår bort.

Förutom att erbjuda en lösning på den accelererande expansionen av universum, Dr Loebs studie presenterar också några intressanta möjligheter när det kommer till sökandet efter utomjordisk intelligens (SETI). Om, faktiskt, det finns redan avancerade civilisationer som migrerar för att förbereda sig för den oundvikliga expansionen av universum, de kan detekteras på olika sätt. Som Dr Loeb förklarade:

"Om resande civilisationer sänder kraftfulla signaler kan vi kanske se bevis för deras migration mot galaxhopar. Dessutom, vi skulle förvänta oss en större koncentration av avancerad civilisation i kluster än vad som kunde förväntas helt enkelt genom att räkna antalet galaxer där. De som bosätter sig där kan etablera mer välmående samhällen, i analogi med civilisationer nära floder eller sjöar på jorden."

Denna artikel liknar en studie som Dr. Loeb genomförde 2011, som dök upp i Journal of Cosmology and Astroparticle Physics under titeln "Cosmology with Hypervelocity Stars". Just då, Dr. Loeb tog upp vad som skulle hända i en avlägsen framtid när alla extragalaktiska ljuskällor kommer att upphöra att vara synliga eller tillgängliga på grund av universums accelererande expansion.

Denna studie var en uppföljning av en artikel från 2001 där Dr. Loeb tog upp vad som skulle hända av universum om miljarder år – som publicerades i tidskriften Fysiska granskningsbrev under titeln "The Long-Term Future of Extragalactic Astronomy". Kort därefter, Dr. Loeb och Freeman Dyson började själv korrespondera om vad som kunde göras för att lösa detta problem.

Deras korrespondens var föremål för en artikel av Nathan Sanders (skribent för Astrobites) som berättade vad Dr Loeb och Dr Dyson hade att säga om saken. Som Dr Loeb minns:

"För ett decennium sedan skrev jag några artiklar om universums långsiktiga framtid, biljoner år från nu. Eftersom den kosmiska expansionen accelererar, Jag visade att när universum kommer att åldras med en faktor tio (omkring hundra miljarder år från nu), all materia utanför vår lokala grupp av galaxer (som inkluderar Vintergatan och Andromedagalaxen, tillsammans med deras satelliter) kommer att dra sig undan från oss snabbare än ljuset. Efter att en av mina papper publicerades 2011, Freeman Dyson skrev till mig och föreslog ett stort "kosmiskt ingenjörsprojekt" där vi kommer att koncentrera materia från en storskalig region runt oss till en tillräckligt liten volym så att den kommer att förbli bunden av sin egen gravitation och inte expandera med resten av universum."

Just då, Dr. Loeb indikerade att data som samlats in av Sloan Digital Sky Survey (SDSS) indikerade att försök till "superteknik" inte verkade äga rum. Detta var baserat på det faktum att de galaxhopar som observerades av SDSS inte var övertäta, inte heller uppvisade de särskilt höga hastigheter (som man kunde förvänta sig). Till detta, Dr. Dyson skrev:"Det är en besvikelse. Å andra sidan, om våra kollegor har varit för lata för att göra jobbet, vi har gott om tid att börja göra det själva."

En liknande idé presenterades i en ny artikel av Dr. Dan Hooper, en astrofysiker från Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL) och University of Chicago. I sin studie, Dr Hooper föreslog att avancerade arter skulle kunna överleva alla stjärnor i den lokala gruppen som expanderar bortom den kosmiska horisonten (100 miljarder år från nu), genom att skörda stjärnor över tiotals miljoner ljusår.

Denna skörd skulle bestå av att bygga okonventionella Dyson-sfärer som skulle använda energin de samlade in från stjärnor för att driva dem mot mitten av artens civilisation. Dock, endast stjärnor med en massa på 0,2 till 1 solmassa skulle vara användbara, eftersom stjärnor med hög massa skulle utvecklas bortom sin huvudsekvens innan de når destinationen och stjärnor med låg massa inte skulle generera tillräckligt med energi för acceleration för att hinna i tid.

Men som Dr. Loeb indikerar, det finns ytterligare begränsningar för detta tillvägagångssätt, vilket gör att migrera mer attraktivt än att skörda.

"Först, vi känner inte till någon teknik som gör att stjärnor kan röra sig, och dessutom lyser solliknande stjärnor bara i cirka tio miljarder år (av ordningen universums nuvarande ålder) och kan inte fungera som kärnugnar som skulle hålla oss varma in i en mycket avlägsen framtid. Därför, en avancerad civilisation behöver inte ge sig i kast med ett gigantiskt byggprojekt som föreslagits av Dyson och Hooper, men behöver bara driva sig själv mot närmaste galaxhop och dra nytta av klusterresurserna som bränsle för dess framtida välstånd."

Även om detta kan verka som ett riktigt långt borta bekymmer, it does raise some interesting questions about the long-term evolution of the Universe and how intelligent civilizations may be forced to adapt. Sålänge, if it offers some additional possibilities for searching for extra-terrestrial intelligences (ETIs), then so much the better.

And as Dr. Dyson said, if there are currently no ETIs preparing for the coming "cosmic winter" with cosmic engineering projects, perhaps it is something humanity can plan to tackle someday!