戴森球真的可行吗,还是说就是一个天方夜谭?
能源的发展,决定了一个文明达到的水平。从钻木取火到煤炭开采,石油的应用,能源的变化侧面显示了文明的升级。越高级的文明对能源的消耗也就大。二战之后,人类技术的快速发展,人口的增长,人类寿命的延长,人口过剩引发能源危机,是人类必须要面对的问题。
根据目前的能源消耗速度,石油在未来50-100年内可能会被消耗完,如果那时人类无法找到替代能源,人类的发展会受到阻碍。在1960年的时候,物理学家戴森提出了“戴森球理论”,建立整套星际关于能源的解决方案。戴森球的原理就是收集太阳能。尽管这种壳体建造起来是困难的,但是让每个太阳采集器单独在轨道上运行的话,随着采集器数量的增加,就会形成“戴森云”。
很多人会怀疑人类能建造戴森球吗?戴森球是高文明的产物还是美好的幻想?纵观地球,由于人类活动的持续,资源正在逐年减少,建造戴森球的材料无法供给。以国际空间站为对比,2500平方米的太阳能面板的材料达到8.7吨。想要建把太阳包起来的戴森球,简直是荒谬绝伦。
科学家提出了新的方案,戴森球到底是高文明的产物还是美好的幻想?一切都是个问号?根据计算,水星大约是3.3x10^20吨,对构戴森球所需的元素满足,加上靠近太阳的条件,是材料的不二之选。有人会问,水星的材料能满足吗?当然不能满足。科学家决定强拆水星。
虽然建造戴森球现在还在设想的阶段,但是,随着地球资源的不断减少,建造戴森球的设想或许真的能够美梦成真。那时对于人类来说的话,戴森球不再是说说而已,而是切实可行的。
能源的更替和发展,决定了一个文明能够达到的高度。从最早的钻木取火,到煤炭的开采,再到石油的应用,能源的变化也一直伴随着文明的升级与前进。越高级的文明也意味着对于能源的消耗也越大。二战结束之后,由于人类技术的发展,世界人口迅速增长,人类寿命不断延长,人口过剩造成的能源危机,已经变成人类不得不面对的最紧迫的问题。
根据人类目前的消耗速度,地球的石油可能在未来50-100年内被消耗完,如果那时人类还未找到可替代的新能源,人类文明的发展必然受到严重阻碍。1960年,美国物理学家弗里曼·戴森提出了“戴森球理论”,建立了一整套星际文明关于能源问题的解决方案。
戴森球、戴森云和戴森泡
Ⅰ级文明:能够完全开发利用自己故乡星球的资源。
Ⅱ级文明:能够完全掌握并利用行星所属恒星的全部能量。
Ⅲ级文明:能够完全掌握并利用所属整个星系的全部资源。
目前人类正处在接近Ⅰ级文明的阶段,对于围绕的所属恒星——太阳,资源利用率不到20%,能量大多都散失在太空中。“戴森球”就是环绕太阳建造的巨大的球状壳。利用这个球壳将整个太阳罩住,让太阳的绝大多数或全部能量被截获,为人类使用,这样人类就能跃升为Ⅱ级文明。但是这种想法一般只存在于科幻电影当中,从物理学的角度来说,这种结构由于抗张强度巨大,稳定性非常差。
其实戴森球的原理,说白了就是尽最大的努力收集太阳能。尽管这种壳体实现较为困难,但是如果让每个太阳能采集器(包括发电站在内)单独在轨道上工作,随着采集器数量越来越多,就会形成较为可行的新模式,“戴森云”。
与戴森云一样,戴森泡也是由许多独立的结构构成。但是戴森泡中每个太阳能采集器相对于太阳的运动,却是静止的。在戴森泡理论中,所有的收集器上都配有光帆,通过控制光帆的角度和方向可以保持太阳能收集器对于日心得相对稳定。
高级文明产物还是科学幻想
很多人一直质疑人类真的能建造出戴森球吗?它到底是高级文明的产物还是科学美好的幻想?
来自美国耶鲁大学的塔贝萨·博亚吉安教授,曾在2014年观察到一颗亮度忽明忽暗的诡异星球KIC 8462852,也就是博亚吉安之星。根据开普勒望远镜观察到的光度资料显示,该星的亮度有数个非周期性的骤降,每次降低的强度也不一致。这种现象与普通的行星经过恒星时,所出现的那种恒星变暗现象完全不同。同时,科学家也排除了其他可能的因素,这一亮度变化成了一个谜。
在关于这颗星球的假说中,有人就推测它可能就是外星高级文明用来挖掘宇宙资源的戴森球。因为从特征来看,这个恒星系统外围存在的大量碎片,无论从运行规律、外形变化还是周围环境,都与戴森球非常相似。
纵观地球,由于人类活动,地球的资源正在被消耗殆尽,建造戴森球所需要的大量材料根本无法维持。以著名的国际空间站作为对比,其2500平方米太阳能面板重达8.7吨。想要建一个把太阳包裹起来的戴森球,简直是天方夜谭。
不过也有科学家提出了一种新的简单精妙的方案,戴森球是人类走向高级文明的象征还是科学背景下的幻想,一切还都是未知数。
人类如何建造戴森球
牛津大学物理学家斯图亚特阿姆斯特朗就是这个方案的提出者。他将构造戴森球的材料来源瞄准了太阳身边最近的水星。
根据计算,水星的质量大约为3.3x10^23千克,对于构建戴森球所需要的元素也基本满足,加上位置靠近太阳的便利条件,是材料来源的不二之选。可能有人会问,水星的材料真的能满足需要吗?当然不够。科学家并没有决定在水星上开采矿物,而是强拆水星。
根据阿姆斯特朗的设想,整个计划分为五步:获得能量、水星拆解、将原料送入轨道、制造太阳能收集器、汲取能量。他将工程以10年为一个周期,构建所谓的“十年计划“。
在工程之初,先利用水星的材料建造戴森球的一部分,组成第一组阵列。之后利用阵列开采到的能量,再助力之后的工作。按照他的计划,在第四个10年周期,由水星构造的初期戴森球的一部分就能完成。
不过,在太阳系中,太阳的质量就占比高达98%,如果要建造太阳的戴森球,光靠水星是不够的。那时可能还会有其他的行星被纳入到开采行列中来。只有这样,在距离太阳1.5亿千米处,修建一个厚度为3米的球壳的愿望才能实现。到那时,除了材料来源问题,人类在抵抗电子轰击、抗高温、抗辐射等方面的技术也必定需要有新的突破。
虽然戴森球现在还处在科学幻想的阶段,但是,随着地球资源的枯竭,这一设想或许真的有它实现的那一天。那时对于人类,戴森球不再是高级文明的产物,而是能够实现的目标。
就目前来说,建造戴森球还是一个天方夜谭,只能停留在设想在的层面。
戴森球这个想法存在在科学家的脑海中已经不少时间了,但是仅仅停留在空想方面,因为建造戴森球所需要的材料几乎是无穷多的,放眼整个太阳系,所有大大小小的行星上的材料都不能满足建造戴森球所需要的物质。
戴森球对于可控核聚变的研究有着极为重要的意义。如果说,在未来几十年内的某一天,中国实现了可控核聚变,从而可以实现无限能源的现实,戴森球仍然具有存在的意义。中国想要快速和安全的实现可控核聚变这一想法的话,我们或许可以从太阳身上得到一些想法。
随着科技的快速发展 ,人类在核能技术方面已经取得了较为突飞猛进的成就,在推进清洁能源的同时,同时也不可避免的发生了像苏联切尔诺贝利的核事故,造成不可挽回的损失,至今这个事故带给人们的阴影一直到今天仍然挥之不散,这一惨痛事件的发生无疑给人们在利用核聚变技术的时候提出了新的要求,建造戴森球的想法就应运而生了。太阳反应的过程是进行核聚变的过程,太阳每分每秒都在进行着核聚变,核聚变就是把两个质量相对较轻的原子核结合,然后组成一个质量较重的核,在这一反应阶段中,两个原子核变成一个核的过程中,会不可避免的释放出一些质量用能量这种方式。在宇宙,所有的大大小小的恒星都在进行着这种过程。
由太阳的反应过程可以得到启发。核聚变在一瞬间产生及其高的温度。我们可以利用高强度磁场这种方式来达到可以控制核聚变能量用比较稳定的方式释放。
不可行。因为戴森球的建设难度非常大,而且消耗巨大,很难行得通,所以说戴森球就是一个天方夜谭。
我认为戴森球是一个天方夜谭,是不可行的。首先运送材料到性球外和建造就是个问题,还有怎么保证戴森球的运行和该怎么运行。
戴森球真的可能就是一个天方夜谭,因为要建造所花费的材料真的太稀有了。目前是做不到的。
戴森球会成为现实吗?我们离制造真正的戴森球还有多远的距离?
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