我们可以建造戴森球吗?

戴森球(戴森环)是已故的物理学家弗里曼·戴森,在1960年的科学论文“寻找人造恒星红外辐射源”中提出了巨构概念。

这种巨型结构通常被认为是一个巨大的外壳,包围着太阳,内衬镜子或太阳能电池板,旨在收集恒星能量输出的所有能量。

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以我们的太阳为例,每秒转化的能量大约是38600亿亿兆瓦,大约是我们目前全球能源消耗的一万亿倍。

戴森推测,由于文明的发展会导致其母星的物质和能源供应的减少,因此技术先进的文明将尽一切可能利用其恒星的能量。戴森也将这个作为寻找外星文明的依据,理论上一颗恒星在其盛年突然越来越暗,那么这个恒星系极有可能有先进文明存在。

能源的利用程度是一个文明发展的标志,在过去的几个世纪中,随着我们的文明工业化,全球能源消耗猛增了二十倍以上,而且这个和文明的进程一样在做加速度,人类总有一天也会耗尽地球的能源。

那么,人类有可能制造出戴森球吗?

从工程的角度来看,戴森球体听起来非常疯狂。作为一个巨大的空心球,这种结构是不可能的。牛津大学人类未来研究所的研究员斯图尔特·阿姆斯特朗说:“围绕太阳的实际球体是完全不切实际的。”

首先,防止球体自身破裂所需的拉伸强度大大超过了任何已知材料。另外,球体不会以稳定的方式在重力作用下与恒星结合。

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有些人可能会认为围绕恒星运动的完美球体会很稳定。但是,一旦这种结构受到流星或者彗星的撞击,整个结构就会像多米诺骨牌一样崩塌。

戴森球最好的距离就是建在地球附近,距离太阳大概一个天文单位,其内部表面积将是地球表面积的6亿倍,由于缺乏重力,整个球体必须沿赤道带旋转,以离心力的形式产生重力,但是这种旋转将对这种结构产生更大的破坏性。

因此制作戴森球或者戴森环都是不符合已知的力学和材料学的,几乎不可能做出来。

唯一有可能的结构形式----戴森蜂群

如果戴森球(戴森环)违反了基本物理定律,那么有没有一种机构能充分吸收太阳的能源呢?答案就是戴森蜂群。

戴森蜂群由成千上万个相对较小的阳能电池板组成,围绕太阳围绕着一系列轨道运行。就像蜜蜂在蜂巢周围嗡嗡作响一样,戴森群在很大程度上从外部遮住了阳光,捕获了大部分可用的太阳能。

说白了,这种结构就是把戴森球拆除分割成一个个独立小块,就像小行星一样,这种结构相对独立,通过智能导航系统可以各行其道,几乎不会相互影响,充分保证了结构的稳定性。

如何制造戴森蜂群?

雾化行星

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戴森蜂群解决了结构性问题,剩下的就材料问题了,要制作一个完整的戴森群以捕获几乎所有的太阳光线,可能需要拆除整个内部太阳系-水星,金星,地球和火星。

有些人会问,连地球都拆除了,我们住哪里?我觉得那时候人类应该已经有能力在太阳系各处建立哨所和定居点了,并且环境要比地球舒适几十倍。况且,人类本来就是很喜欢拆建的种族。

反正不管怎么样,水星肯定是要第一个被拆掉的,水星的大约一半的质量可以以氧气和铁元素的形式使用。水星的赤铁矿的氧化铁,是制作太阳能面板的好材料。

人工智能辅助

如此巨大的工程量,依靠人为操控机器,几乎是不可能完成的任务,还需要有智慧能力非常高的强人工智能为人类完全所有工作,机器人驱动的制造过程可以在短短几百年内构建出戴森。

总结:人类文明现在的发展程度还是过于低端,要想制作出戴森球这样的结构至少需要1到10万年左右,那时候或许人类已经不屑于利用太阳的能源,我们或许已经能够利用暗能量的。总之,戴森球并不是一个很完美的利用恒星能源的方式!!!