地球上的化石燃料是一种有限的自然资源,我们正在以越来越快的速度使用它们,太阳能和风能等可持续能源有利于补充煤炭和石油,但目前它们不能为所有的汽车和智能手机等提供动力。总有一天,人类需要更强大的能源,也许戴森球就是办法。
宇宙文明等级
在20世纪60年代初,一位名叫尼古拉·卡尔达舍夫的天体物理学家提出了宇宙文明可能有三种分类的观点。第一类文明是已经学会了如何利用他们星球上的所有能源。那就是我们,或者至少,有一天可能是我们,在未来一两个世纪达到这个水平。第二类文明懂得如何利用太阳系中恒星的所有能量。第三类文明,知道如何捕捉和聚焦整个星系的能量。
弗里曼·戴森
人类显然并不处于第三类。首先,我们必须从一小步开始—完成对我们星球的掠夺,以开发其剩余资源。然后,试图通过捕捉和输送太阳的巨大能量,将我们推进到更高档的第二类文明。理论物理学家弗里曼·戴森根据1937年出版的《恒星制造者》一书中提出的一个所谓的用来开采太阳的能量“光阱”,他开始思考如何可能或不可能捕捉到恒星的全部能量供人类使用。
太阳巨大的能量与戴森球设想
太阳产生了难以想象的能量。换句话说,它能产生大约5×1023马力;在一秒钟内融化一座3.2公里宽,1.6公里厚,地球到太阳的冰桥;大致相当于每秒发射一万亿吨炸弹;用一种不那么可怕的方式来说,一秒钟的太阳活动就足以满足我们生存50万年的能量。每秒钟,地球接收大约400万亿瓦特的太阳能量。但是由于它的距离和方向,大部分都没有到达我们的星球。用一个像球体一样的巨大的能量捕捉结构围绕着太阳,这将是一种更有效的获取能量方式。
有一天,我们能捕捉到大量的太阳能量来为地球上的一切提供能量吗?
我们可以在太阳周围建立一个实心球体以捕获所有的光线。这样一来,这个球体将拥有比我们整个星球大5.5亿倍的表面积,所有捕获的光线都将以原始能量的形式发送回地球。当然,这将面临非常现实的引力挑战。简而言之,很难让太阳保持在球体的中心,这意味着它可能会与球体的边缘相撞,造成一场惊人的灾难。
并且寻找足够的原材料来构建坚固的外壳也非常困难。这可能需要的材料比我们整个太阳能系统所需的材料更多。即使我们能找到足够的固体物质来建造一个包裹整个太阳的球体,但是它也必须足够坚硬,否则这个球体就会分裂成无数的碎片。换句话说,这将是另一个惊人的失败。所以,让我们跳过不可行的实心球,找到可能更符合现实的想法
另外一种戴森球-太阳帆卫星
我们不可能在恒星周围建立一个实心球体,弗里曼·戴森也承认了这一点。相反,他提出了一个概念,在这个概念中,许多独立的机器会环绕太阳,收集能量并将其发射到地球上。卫星可能排列成整齐的圆环,或者它们会在不同的轨道上变焦。第三种可能构成戴森球的是许多太阳帆围绕太阳运行。这些帆会在太阳周围形成一个松散的气泡,由于重力和来自恒星内部的辐射压力的平衡而保持在适当的位置。
太阳帆可能是利用太阳能量的关键
无论最终的蓝图如何,这些戴森球的设想都将需要空前规模的物质资源和能量。在地球上找不到足够的原料来进行该项目。 因此,出现了一种替代方案–从其他行星(例如水星)中收集材料。水星富含有用的物质(如铁),是离太阳最近的行星。一旦水星被拆除,第一个戴森环被安装,这个项目将聚集动力和速度,收集越来越多的能量,为生产更大更好的太阳能集热器提供燃料。机器人也许可以帮助我们完成,随着项目规模的扩大,机器人的数量将不断增加(这要归功于自我复制能力),直到它们成为一支机器人大军,粉碎行星和小行星,制造出更多的能量收集器。
戴森球的困境
目前,任何一种戴森球都是我们力所不及的。例如,如果我们选择开采水星,我们就需要目前还不存在的机器人技术。这些机器人需要在远离人类指挥官的地方完美运行,数十年来一直致力于将原材料转化为能量收集技术。这意味着从岩石中提取有价值的金属,然后以某种方式建造复杂的电子设备,而这些都没有现场的人类帮助。还有一个挑战就是把收集到的能量带回地球。人们建议使用激光束或微波来达到这个目的。但激光在行进不到一英里后就会失去效率,微波工作的距离远得多(161公里),但远不足以达到戴森球的目的。
尽管目前用这种方式为我们的星球提供能量是不可能的,但戴森球的概念很可能会帮助我们找到已经超越了第一类文明的外星人。1960年,戴森认为,如果一个文明真的能够引导一颗恒星的电磁能量,那么会有很多剩余的热量向外推动。探测出的红外辐射可能是探测宇宙另一端其他智能生命形式的关键,有恒星热量但没有光的区域,这使得一些人认为外星人可能捕获了大部分能量。
虽然我们目前只是停留在第一类文明的范畴。也许,在未来,我们能够把太阳变成一个可以改变我们整个种族的动力源。
热门跟贴