人类能够造出戴森球吗?1000年之后或许能行

subtitle 科学探索菌 09-26 23:11 跟贴 1 条

1960年弗里曼·戴森提出了戴森球理论。戴森幻想,当人类科技发展到一定的水平,对能源的需求也就更大,人类或许需要建造一个巨型的人造天体,将太阳包裹起来,以此来获取恒星的大部分能量。戴森建议搜寻这样的人造天体,以便寻找超级外星文明的踪迹。

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此后,这一设想出现在了很多科幻作品中,并成为了某些超级文明的标配。因为要建造如此巨大的人造天体,所需要的能源和资源本身就无比巨大。除非是宇宙中科技超级先进的高等文明,否则根本办不到。

能够控制一颗恒星的能量,按照苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫于1964年提出的星际文明等级设想,这样的文明在宇宙中属于二级文明。一级文明能够控制整颗行星的能量,三级文明则可以控制整个星系的能量,而目前人类连一级文明都达不到。可见,人类目前还没有能力建造戴森球。

众所周知,太阳就是一个天然的核聚变反应堆,所释放的能量十分巨大。研究表明,太阳为了产生这些能量,每秒钟要消耗400万吨的物质。不过,由于太阳质量十分巨大,在太阳46亿年的生命历程中,这仅消耗了太阳质量的很小一部分。太阳在一秒钟释放的所有能量,就够全人类用上很多很多年。

按照戴森的设想,整个戴森球要把太阳围起来。地球与太阳的平均距离是1.5亿千米,那么这个戴森球的直径就不能超过3亿千米,否则就把地球也包到里面了,当然也不能离地球太近,大概就是直径不超2亿千米的样子。地球本身也需要太阳光的照耀,还应该留点小缝隙,让阳光透过来。

先不说这样的结构是否稳定,光建造戴森球所需要的资源和能量就是惊人的。

就以质量为例,光太阳的质量就占据了太阳系物质总量的99.8%,而余下的尘埃才形成了8大行星以及其它小天体。其中木星是八大行星中最大的一个天体,它的质量是太阳质量的1‰,是其它七大行星质量总和的2.5倍。

戴森球要包裹太阳,必然是空心的。直径2亿千米有点太浪费资源,把这个戴森球的轨道建在水星轨道,就可以节省很多材料。水星距离太阳5790万千米。假设这个戴森球厚1米,半径6000万千米,那么这个球形壳体的体积为4.5X10∧22立方米。这些材料的密度以钢铁的密度(7.85吨每立方米)来算,所需要的质量为3.53X10∧26千克。

太阳的质量为2X10∧30千克,占了太阳系总质量的99.8%,那太阳系内其它物质的质量为4X10∧27千克。依此计算,这个工程大需要消耗质量9%的除太阳之外的太阳系物质。木星的质量为1.9×10的27次方千克,一颗木星或许就足够了。

不过,并不是所有的资源都可以用。像木星这种星球大部分是气体,只有核心部分是岩石质,那里面应该能够开采出钢铁等金属资源。把木星摧毁,说不定可以开采出有用的资源。而开采出这些资源,本身所需要的能量也十分巨大。

外星超级文明或许拥有能够将所有物质转化成所需物质的技术,这超越了化学法则,好比点石成金,可以将别的元素转化为指定的元素。目前人类就能够利用核反应实现这种变化,不过还属于很初级的那种。

如果没有这种技术,就算把太阳系内所有可用的资源搬空,也建造不出这个戴森球。非要实现这个梦想,就要从几光年之外的其它恒星系统(离地球最近的是比邻星,如下图所示)搬资源了。

如此看来,建造一个戴森球所需要的能量,或许已经远远超过我们从恒星摄取的能量了。

人类短期内肯定造不出戴森球,等人类发展到二级恒星文明时,或许就有能力实现这种设想。而与之类似的人造结构,比如戴森环(如下图所示),或许才是人类将来高效率获取恒星能源的必经之路,收集到太阳能之后,转换成激光传回地球。

从20世纪开始,人类的科技就爆发式增长,现在每隔10年,科学技术就会出现重大革新。给人类1000年的时间,我们能到达二级文明吗?没有人能够知道,因为这超出了我们的想象范围。但那时人类的脚步应该早已踏出了太阳系。

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