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戴森球可能实现吗?

发布时间:  浏览: 次  作者:www.tl6.net

很多人对戴森球比较陌生,这是一个什么“球”呢?人类造它干嘛?这到底是是个啥玩意?要知道戴森球是个啥玩意,我们就不得不先了解一下卡尔达舍夫宇宙文明等级理论。

 

 

卡尔达舍夫宇宙三级文明理论简介。

 

    卡尔达舍夫是前苏联天文学家,1964年,他提出了一个把宇宙文明分为三个层次,即三个等级的理论。这个理论认为宇宙文明的主要划分依据,就是文明所能够控制和利用能量大小,而且这些能量主要用于对地外文明的通讯等活动。

 

    一级文明为行星级文明,就是文明体能够完全控制和利用自己存在的本行星能源和资源,作为人类就是能够控制和利用地球能量,这个能量利用总量需达到1.74x10^17J/s(焦耳/秒),这个能量其实就是地球现在接收到太阳的能量。

 

    二级文明是恒星级文明,就是文明体能够完全控制和利用本级恒星的能源和资源,作为地球就是可以利用和控制太阳系的一切资源和能源,这个能量就是太阳目前辐射的全部能量,为3.78x10^26J/s。

 

 

    三级文明是星系级文明,就是文明体能够完全控制和利用本星系的能源和资源,作为地球就是能够控制和利用整个银河系能源和资源,这个能量就是整个银河系辐射总能量,约4x19^37J/s。

 

    达到了一级文明,人类就再也不怕来自地球的灾难;达到了二级文明,人类就再也不怕来自太阳系的灾难;达到了三级文明,人类就几乎可以应对一切来自宇宙的灾难,除了宇宙大爆炸和意识消散。

 

    而人类现在的能量使用总量才达到2x10^13J/s,相当0.73级文明,要达到一级文明能量需求还要在现在基础上增加数千倍,一些科学家认为,还需要200年左右的努力;而要达到二级文明还需要在现在能量利用基础上增加约19万亿倍,在一级文明基础上增加数十亿倍。

 

    三级文明目前还是人类想都不敢想的等级,需要多少亿年也没有一个底,所以不在考量之列。

 

 

    由此可见,文明等级的主要度量,就是利用能量的能力。

    

    而且人类现在的能源利用还主要用于生存和社会发展,并没有主要用于与外星文明联络或者太空探索开发。因此未来能量的大量开发,才是文明得以提升的根本。

 

    现在所有利用地球能源的设想,包括所谓可控核聚变实现后,能源危机就得到解决,海水中所储备的就能够使核聚变所需原料永不枯竭,经计算可用40亿年的想法,都是大大低估了文明升级能量暴增的需求。

 

 

    我们想想,未来达到二级文明,能量需求是现在的19万亿倍,海水中的氘还能够用亿万年吗?一些资料认为,现在海水的储量足够人类使用40亿年,是根据人类现在用量来计算的,二级文明的用量是现在用量的1.9万亿倍,这点储量还能用多久?简单计算,40除以19万,只能够用0.0002年!

 

    由此,不要认为人类开发出了核聚变就可以高枕无忧了,人类对能源的需求永无止境,且对能源的认识和利用技术必须不断的提升,才能够满足自己延续发展的需要。凭着现在人类认识,太阳巨大能量还可源源不断供应50亿年,因此利用好这笔财富,是最廉价最简单最直接的解决方案。

 

这就是戴森球理论提出的背景和依据。

 

    所谓戴森球是一个叫弗里曼·戴森的科学家,于上世纪的1960年提出来的一个假设理论。这个理论的实质,就是为了解决人类文明升级所需要的能源,必须建造一个包围太阳的球体结构,这个球体半径约太阳到地球这么大,也就是1.5亿km。通过这个结构,能够最大限度收集利用太阳能,将源源不断辐射到太空浪费掉的能量捕获起来,转化为人类文明升级所需的能源。

 

    这个能量达到二级文明所需能量,也就是恰为3.78x10^26J。这是因为太阳中心核聚变每秒钟有6亿吨的氢转化为5.858亿吨的氦,其中有420万吨质量转化为能量辐射出来,根据爱因斯坦质能方程E=MC^2计算,太阳每秒钟向释放的能量高达3.78x10^26J(焦耳),相当于10500亿亿度电。

 

 

    弗里曼·戴森可不是等闲之辈,他的这个理论也不是随便拍拍脑袋的空想。戴森曾经是爱因斯坦的副手,是一位赫赫有名的美国物理学家,他认为,光依赖地球资源和能源是远远不够人类未来文明发展需要的,而太阳巨大能量是源源不断可再生的。现在这些能量除了有10亿分之一辐射给了各大行星,地球获得了其中的22亿分之一,其余的都白白浪费掉了。

 

    戴森推断,任何文明发展到了一定阶段,都会利用本级文明依赖的恒星能源,最好的办法就是把自己的恒星包裹起来,让恒星能量全部或绝大部分得到利用。这种方法就是建造戴森球,人类要达到二级文明,就必须建造包裹太阳的戴森球。

 

    他的戴森球理论一出台,就得到了科学界的广泛关注和支持。

 

由此建设戴森球成为人类一个梦想。

 

    卡尔达舍夫理论和戴森球理论问世后,得到科学界的广泛认同,从那个时候开始,天文学家们在寻找地外文明时,就把这两个理论作为依据。人们把已经能够建设戴森球的文明定位为宇宙二级文明,因此在用大型望远镜进行巡天观测时,就注意寻找宇宙中有没有戴森球结构的恒星系统。

 

    上世纪的巡天观测活动,在数百万颗恒星中,科学家们曾经发现过几个有疑似戴森球结构的恒星。尤其是NASA的开普勒任务中观测了十几万颗恒星,发现一颗编号为KIC8462852的恒星,有着怪异的亮度变化,光变出现的凹坑很深,有时竟达到22%!

 

 

    要知道即便是木星这么大的行星,遮光凹坑也只能达到1%,因此KIC8462852恒星这种现象绝不是行星活动导致,由此人们怀疑那里有高等级文明正在建造戴森球。

 

    但这个说法并没有得到证实,还有的研究认为,这些现象就是星际尘埃所致。如今,由于人类观测手段还处于较为低级状态,还没有发现宇宙中存在戴森球结构的确切证据。

 

    作为人类文明,现在正处于能源危机和环境破坏的瓶颈,科学家相信,现阶段要解决能源危机的主要方向是可控核聚变,可控核聚变实现商业化运营,将是人类文明升级到一级文明的保障,这个时间大概要200年。

 

人类要升级到二级文明,启动戴森球建设很可能是必由之路。

 

    一些科学家认为,人类文明要升级到二级,如果不出现重大灾难变故,大概还需要5000年奋斗。人类要达到二级文明,所需能量要求达到1.74x10^26w,要解决能量问题,目前看来只有建设戴森球才能够做到。

 

    具体地说,戴森球就是一个包围着太阳的壳体,在这个壳体上布满了收集太阳能的装置,还有将收集到的太阳能转化为核聚变能源的装置,人们利用这些能量生存发展,更多的能量将用于与外星通讯和深空探索。戴森球建成后,地球没有了,人类都将移居到这个壳体上,并且开始星际移民。

 

 

    这个工程规模实在是太宏大了,现在看来是不可想象的。大到什么程度呢?就是需要全部拆解太阳系所有行星,包括地球,还包括一些矮行星和卫星、小行星,还要把太阳系丰度最高的氢和氦都收集起来,这些物质全部加起来,质量可达1.82x10^26kg,才能够在地球轨道这个位置,包围着太阳建设出一个半径1.5亿km,8~20cm厚度的薄壳,这个壳体的密度可达600kg/m^2。

 

    戴森球建成后,太阳系就只有一颗太阳和一个包裹太阳的壳体,其余都是空空如也了,人们在壳体上仰望星空,再也看不到月亮、金星、火星、木星、土星等行星了,只有遥远的恒星还镶嵌在漆黑的夜空。

 

 

人类有能力建设戴森球这种超巨大工程吗?

 

    经过许多科学家数十年的研究和发展,戴森球已经不局限于一个封闭的球体,有很多设想。如戴森云、戴森泡、戴森网等等,这些结构有的是云片状,有的是太阳帆状,还有的是网格状,要解决的重点难题,就是建设材料够用,建设方法可行,这个结构如何支撑巨大重力不被压垮,还要最大限度收集太阳能量,并且让人类在上面舒适的生活。

 

    有一些科学家对建设戴森球建设比较乐观,比如牛津大学物理学家斯图亚特·阿姆斯特朗就设计出一套异常简单的方案,这个方案提出可以分阶段实施戴森球建设,通过递进式能量获得和开采并举的办法,认为并不需要多长时间,戴森球建设就能够完成。

 

 

    但更多的科学家对戴森球建设在短期内可行性持质疑和否定态度。时空通讯同样认为现阶段不要说建设戴森球,就是想一想或者做方案准备都还为时过早,这应该是几千年以后的事情。但我相信,只要人类文明有足够长的寿命,戴森球是能够建起来的,也是必须建起来的。这是人类文明发展的必由之路,是走向深空的前提条件。

 

    我们想一想都会觉得振奋或者恐怖,到了那个年代,人类已经变得早就不是我们认识的样子了,机器人在各大行星上面爆破,一个个行星被拆得乱七八糟,无人驾驶运载飞船忙忙碌碌的穿梭在太空,像蚂蚁垒窝一样拼接着戴森球。

 

    我们可以试着想一想,是现在的人幸福呢,还是戴森球大建设时代人更幸福呢?不过那个时代的人类早已经不是我们时代可以窥探的意识形态了,想了也是扯淡。

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关键词:戴森球,可能实现吗

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