Matrijoschka-Gehirn

Ein Matrijoschka-Gehirn (Matrioshka Brain) ist eine hypothetische Megastruktur, die das Konzept der Dyson-Sphäre auf die Spitze treibt. Statt einer einzelnen Hülle um einen Stern besteht es aus mehreren konzentrischen Schalen, die wie russische Matrijoschka-Puppen ineinander verschachtelt sind. Jede Schale nutzt die Abwärme der inneren Schale als Energiequelle.

Das Konzept wurde von Robert Bradbury (nicht zu verwechseln mit Ray Bradbury) in den 1990ern vorgeschlagen. Die innerste Schale absorbiert das Sternlicht und nutzt es für Berechnungen. Die dabei entstehende Abwärme wird von der nächsten Schale aufgefangen, die bei niedrigerer Temperatur arbeitet, und so weiter. Jede Schale operiert bei einer anderen Temperatur und nutzt den Carnotschen Wirkungsgrad zwischen den Schalen.

Die Rechenleistung eines Matrijoschka-Gehirns wäre unvorstellbar. Schätzungen reichen von 10^42 bis 10^49 Operationen pro Sekunde, genug, um ganze Universen in Echtzeit zu simulieren. Eine Zivilisation mit einem solchen Gerät könnte jeden Menschen, der je gelebt hat, als perfekte Simulation wiedererschaffen.

In der Science-Fiction wird das Konzept in Charles Stross' 'Accelerando' explizit umgesetzt. Die äußeren Planeten des Sonnensystems werden zu Computronium verarbeitet und in ein Matrijoschka-Gehirn verwandelt. In Alastair Reynolds' Werk nutzen die Nestbuilder ähnliche Strukturen.

Das Matrijoschka-Gehirn ist relevant für die Simulationshypothese: Wenn solche Strukturen baubar sind, hätten fortgeschrittene Zivilisationen die Rechenleistung, um ganze Universen zu simulieren, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass wir in einer solchen Simulation leben.

Zusammen mit der Dyson-Sphäre, dem Shkadov-Triebwerk und der Ringwelt gehört das Matrijoschka-Gehirn zum Pantheon der großen Megastrukturen.