1960年弗里曼·戴森提出了戴森球理论。戴森幻想,当人类科技成长到必然的程度,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门能量。戴森建议搜寻这样的人造天体,以便寻找超等外星文明的踪迹。
此后,这一设想呈现在了良多科幻作品中,并当作为了某些超等文明的标配。因为要建造如斯庞大的人造天体,所需要的能源和资本自己就无比庞大。除非是宇宙中科技超等进步前辈的高档文明,不然底子办不到。
可以或许节制一颗恒星的能量,按照苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫于1964年提出的星际文明品级设想,这样的文明在宇宙中属于二级文明。一级文明可以或许节制整颗行星的能量,三级文明则可以节制整个星系的能量,而今朝人类连一级文明都达不到。可见,人类今朝还没有能力建造戴森球。
众所周知,太阳就是一个自然的核聚变反映堆,所释放的能量十分庞大。研究表白,太阳为了发生这些能量,每秒钟要耗损400万吨的物质。不外,因为太阳质量十分庞大,在太阳46亿年的生命过程中,这仅耗损了太阳质量的很小一部门。太阳在一秒钟释放的所有能量,就够全人类用上良多良多年。
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克不及跨越3亿千米,不然就把地球也包到里面了,当然也不克不及离地球太近,大要就是直径不超2亿千米的样子。地球自己也需要太阳光的晖映,还应该留点小裂缝,让阳光透过来。
先不说这样的布局是否不变,光建造戴森球所需要的资本和能量就是惊人的。
就以质量为例,光太阳的质量就占有了太阳系物质总量的99.8%,而余下的尘埃才形当作了8大行星以及其它小天体。此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2亿千米有点太华侈资本,把这个戴森球的轨道建在水星轨道,就可以节流良多材料。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。依此计较,这个工程大需要耗损质量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。
不外,并不是所有的资本都可以用。像木星这种星球大部门是气体,只有焦点部门是岩石质,那边面应该可以或许开采出钢铁等金属资本。把木星摧毁,说不定可以开采出有效的资本。而开采出这些资本,自己所需要的能量也十分庞大。
外星超等文明或许拥有可以或许将所有物质转化当作所需物质的手艺,这超越了化学法例,比如点石当作金,可以将此外元素转化为指定的元素。今朝人类就可以或许操纵核反映实现这种转变,不外还属于很初级的那种。
若是没有这种手艺,就算把太阳系内所有可用的资本搬空,也建造不出这个戴森球。非要实现这个胡想,就要从几光年之外的其它恒星系统(离地球比来的是比邻星,如下图所示)搬资本了。
如斯看来,建造一个戴森球所需要的能量,或许已经远远跨越我们从恒星摄取的能量了。
人类短期内必定造不出戴森球,等人类成长到二级恒星文明时,或许就有能力实现这种设想。而与之近似的人造布局,好比戴森环(如下图所示),或许才是人类未来高效率获取恒星能源的必经之路,收集到太阳能之后,转换当作激光传回地球。
从20宿世纪起头,人类的科技就爆发式增加,此刻每隔10年,科学手艺就会呈现重大改革。给人类1000年的时候,我们能达到二级文明吗?没有人可以或许知道,因为这超出了我们的想象规模。但那时人类的脚步应该早已踏出了太阳系。
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