科學也可以如此靠近

人類究竟能不能造出包裹太陽和地球的戴森球?

3月
13
2020

2020年3月13日04時 刁博

刁博

弗里曼·戴森在2月28日去世了,享年96歲。他留下了量子電動力學的公式,留下了人類對宇宙探索及地外生命探索的向外。戴森的戴森球是科幻作品中經常提到的概念。

戴森球是戴森設計的一個能夠把太陽和地球包裹在一起的大球。要問這個球有什麼用,可以先理解一下蘇聯科學家卡爾達舍夫給出的衡量一個文明處在什麼水平的卡爾達舍夫等級。卡爾達舍夫認為,一個文明越發達,其對能量的需求也就越高。卡爾達舍夫給出了一級文明、二級文明、三級文明,處在一級文明中的人類可以主宰自己所在行星上的能源總和;處在二級文明中的人類可以主宰整個恆星系統中的能量;處在三級文明中的人類可以主宰整個星系中的能量。

人類的文明若是發展到了二級文明,就能夠主宰整個太陽釋放的能量。而目前地球接收到的來自太陽的能量只占太陽輻射總量的二十二億分之一,其餘的白白耗散掉了。進入二級文明時代的人類可以建一個戴森球,把太陽和地球包裹進去,這樣太陽釋放的能量就不容易從大球中跑出去,人類可以充分利用太陽釋放出來的能量。

可是問題來了,要建這樣一個大球需要耗費很多材料,材料從哪裡來?材料的多少與這個球的半徑及球殼厚度有關。地球到太陽的距離目前大約是1.5億千米,戴森球的半徑至少也要比地球的軌道半徑大。如果戴森球球殼的厚度是1千米,那麼把太陽系中除太陽、地球之外的其他物質都用上,也只能建這個大球的五百分之一左右。要想建一個完整的球,只能降低球殼的厚度。如果未來的人類能夠將球殼的厚度降到毫米級、微米級、納米級,或者還有能力將太陽系外的物質拉過來造戴森球,材料數量還是夠用的。

即使造不出完整的球,造幾個圓環將太陽和地球圈起來,也是可以充分利用太陽的能量。未來的人類很可能是先建造能夠反射太陽光的圓環,之後一步步將圓環連成比較完整的戴森球。有科學家設想的將一個很薄的反射板送到太空中反射太陽光,用其照亮一個城市的夜晚,這可以看做是未來戴森球的雛形。建造照明用的反射板,目前人類還是有能力的。建造包裹太陽和地球的戴森球,相信未來的人類也是能夠完成的。


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