forge cities on planets thousands of light-years away,

何千光年も離れた惑星に都市を作る。

and maintain a galactic web of trade and transport.

そして、貿易と輸送のための銀河の網を維持する。

What would it take for our civilization to make that leap?

文明が飛躍するには何が必要なのか？

There are many things to consider— how would we communicate?

考えなければならないことはたくさんあります。

What might a galactic government look like?

銀河政府はどんな姿をしているのかもしれませんか？

And one of the most fundamental of all:

そして、その中でも最も基本的なものの一つが

where would we get enough energy to power that civilization—

その文明を動かすのに十分なエネルギーはどこから得られるのでしょうか...

its industry, its terraforming operations, and its starships?

その産業、テラフォーミング事業、宇宙船？

An astronomer named Nikolai Kardashev proposed a scale

ニコライ・カルダシェフという天文学者が提案したスケール

to quantify an evolving civilization's increasing energy needs.

進化する文明の増加するエネルギー需要を定量化するために。

In the first evolutionary stage, which we're currently in,

今、私たちがいる第一進化段階では

planet-based fuel sources like fossil fuels,

化石燃料のような惑星ベースの燃料源。

solar panels and nuclear power plants

太陽光発電所と原子力発電所

are probably enough to settle other planets inside our own solar system,

は、おそらく私たちの太陽系内に他の惑星を定着させるのに十分な量である。

but not much beyond that.

しかし、それ以上のものはない。

For a civilization on the third and final stage,

第三次、最終段階の文明のために。

expansion on a galactic scale would require about 100 billion times

銀河規模での膨張には約1000億倍が必要

more energy than the full 385 yotta joules our sun releases every second.

太陽が毎秒放出する385ヨッタジュールよりも多くのエネルギーを持っています。

Barring a breakthrough in exotic physics,

エキゾチックな物理学の突破口を 見つけるまでは

there's only one energy source that could suffice:

エネルギー源は一つだけで十分だ

a supermassive black hole.

超巨大ブラックホール

It's counterintuitive to think of black holes as energy sources,

ブラックホールをエネルギー源と考えるのは直観的ではない。

but that's exactly what they are, thanks to their accretion disks:

しかし、それはまさに彼らの降着円盤のおかげです。

circular, flat structures formed by matter falling into the event horizon.

イベントの地平線に落下する物質によって形成された円形の平らな構造。

Because of conservation of angular momentum,

角運動量の保存のため

particles there don't just plummet straight into the black hole.

そこにある粒子はブラックホールに 突入するわけではありません

Instead, they slowly spiral.

その代わり、ゆっくりとスパイラルしていく。

Due to the intense gravitational field of the black hole,

ブラックホールの強烈な重力場のせいで

these particles convert their potential energy to kinetic energy

これらの粒子は、そのポテンシャルエネルギーを運動エネルギーに変換します。

as they inch closer to the event horizon.

イベントの地平線に近づくにつれて

Particle interactions allow for this kinetic energy

粒子間相互作用により、この運動エネルギー

to be radiated out into space

宙に放たれる

at an astonishing matter-to-energy efficiency:

驚くべき物質対エネルギー効率で

6% for non-rotating black holes, and up to 32% for rotating ones.

回転していないブラックホールは6％、回転しているものは32％まで。

This drastically outshines nuclear fission,

これは核分裂を劇的に凌駕している。

currently the most efficient widely available mechanism

現在最も効率的に利用可能なメカニズム

to extract energy from mass.

を使って、質量からエネルギーを抽出します。

Fission converts just 0.08% of a Uranium atom into energy.

核分裂はウラン原子のわずか0.08％をエネルギーに変える。

The key to harnessing this power may lie in a structure

この力を引き出す鍵は、構造にあるのかもしれません。

devised by physicist Freeman Dyson, known as the Dyson sphere.

物理学者フリーマン・ダイソンが考案した球体で、ダイソン球として知られています。

In the 1960s, Dyson proposed that an advanced planetary civilization

1960年代にダイソンは、先進的な惑星文明を提案しました。

could engineer an artificial sphere around their main star,

主星の周りに人工的な球体を作ることができました

capturing all of its radiated energy to satisfy their needs.

彼らのニーズを満たすために放射されたエネルギーのすべてをキャプチャします。

A similar, though vastly more complicated design

似たような、しかしはるかに複雑なデザイン

could theoretically be applied to black holes.

は理論的にはブラックホールにも適用できます。

In order to produce energy, black holes need to be continuously fed—

エネルギーを生み出すためには、ブラックホールにエネルギーを供給し続ける必要があります。

so we wouldn't want to fully cover it with a sphere.

だから、球体で完全に覆うことはしたくないだろう。

Even if we did, the plasma jets that shoot from the poles

仮にそうだとしても、極地から発射されるプラズマジェットは

of many supermassive black holes

沢山の超巨大ブラックホールの

would blow any structure in their way to smithereens.

どんな構造物も吹き飛ばして粉々にしてしまう。

So instead, we might design a sort of Dyson ring,

その代わり、ダイソンのリングのようなものをデザインするかもしれません。

made of massive, remotely controlled collectors.

巨大な遠隔操作のコレクターで作られています。

They'd swarm in an orbit around a black hole,

ブラックホールの周りの軌道に群がるんだ

perhaps on the plane of its accretion disk, but farther out.

おそらく降着円盤の平面上ではなく、もっと遠くにある

These devices could use mirror-like panels

これらのデバイスは、鏡のようなパネルを使用することができます。

to transmit the collected energy to a powerplant,

集めたエネルギーを発電所に送るためのものです。

or a battery for storage.

または保管用のバッテリーを使用します。

We'd need to ensure that these collectors are built at just the right radius:

適正な半径で収集者を確保する必要があります

too close and they'd melt from the radiated energy.

近づきすぎると放射エネルギーで溶けてしまいます。

Too far, and they'd only collect a tiny fraction of the available energy

遠すぎると、利用可能なエネルギーのごく一部しか集められない。

and might be disrupted by stars orbiting the black hole.

とブラックホールを周回している星によって乱されている可能性があります。

We would likely need several Earths worth of highly reflective material

高反射性物質の地球数個分が必要になりそうです。

like hematite to construct the full system—

ヘマタイトのように完全なシステムを構築するために

plus a few more dismantled planets to make a legion of construction robots.

さらにいくつかの解体された惑星を加えて、建設ロボットの軍団を作るために。

Once built, the Dyson ring would be a technological masterpiece,

ダイソンのリングを作れば、技術的には最高傑作となるでしょう。

powering a civilization spread across every arm of a galaxy.

銀河の隅々まで広がる文明の力。

This all may seem like wild speculation.

これは、すべて荒唐無稽な憶測に思えるかもしれません。

But even now, in our current energy crisis,

しかし、現在のエネルギー危機の中でも

we're confronted by the limited resources of our planet.

地球の限られた資源に直面しています。

New ways of sustainable energy production will always be needed,

持続可能なエネルギー生産の新しい方法が常に必要とされています。

especially as humanity works towards the survival

殊に人類は生存に向けて努力している

and technological progress of our species.

と我々の種の技術進歩。

Perhaps there's already a civilization out there

もしかしたらすでに文明があるのかもしれない

that has conquered these astronomical giants.

これらの天文学的な巨人を征服してきた

We may even be able to tell

伝えることもできるかもしれません。

by seeing the light from their black hole periodically dim

ブラックホールからの光が定期的に薄暗くなるのを見て

as pieces of the Dyson ring pass between us and them.

ダイソンの指輪のかけらが私たちと彼らの間を通り過ぎていきます。

Or maybe these superstructures are fated to remain in the realm of theory.

あるいは、これらの上部構造は理論の領域に留まる運命なのかもしれません。

Only time— and our scientific ingenuity— will tell.

時間と我々の科学的な創意工夫だけが、それを物語っている。