人類能夠造出戴森球嗎?1000年之後或許能行

天空之城 2020/10/03 檢舉 我要评论

1960年弗裡曼·戴森提出了戴森球理論。戴森幻想,當人類科技發展到一定的水準,對能源的需求也就更大,人類或許需要建造一個巨型的人造天體,將太陽包裹起來,以此來獲取恒星的大部分能量。戴森建議搜尋這樣的人造天體,以便尋找超級外星文明的蹤跡。

此後,這一設想出現在了很多科幻作品中,並成為了某些超級文明的標配。因為要建造如此巨大的人造天體,所需要的能源和資源本身就無比巨大。除非是宇宙中科技超級先進的高等文明,否則根本辦不到。

能夠控制一顆恒星的能量,按照蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達舍夫於1964年提出的星際文明等級設想,這樣的文明在宇宙中屬於二級文明。一級文明能夠控制整顆行星的能量,三級文明則可以控制整個星系的能量,而目前人類連一級文明都達不到。可見,人類目前還沒有能力建造戴森球。

眾所周知,太陽就是一個天然的核聚變反應堆,所釋放的能量十分巨大。研究表明,太陽為了產生這些能量,每秒鐘要消耗400萬噸的物質。不過,由於太陽品質十分巨大,在太陽46億年的生命歷程中,這僅消耗了太陽品質的很小一部分。太陽在一秒鐘釋放的所有能量,就夠全人類用上很多很多年。

按照戴森的設想,整個戴森球要把太陽圍起來。地球與太陽的平均距離是1.5億千米,那麼這個戴森球的直徑就不能超過3億千米,否則就把地球也包到裡面了,當然也不能離地球太近,大概就是直徑不超2億千米的樣子。地球本身也需要太陽光的照耀,還應該留點小縫隙,讓陽光透過來。

先不說這樣的結構是否穩定,光建造戴森球所需要的資源和能量就是驚人的。

就以品質為例,光太陽的品質就佔據了太陽系物質總量的99.8%,而餘下的塵埃才形成了8大行星以及其它小天體。其中木星是八大行星中最大的一個天體,它的品質是太陽品質的1‰,是其它七大行星品質總和的2.5倍。

戴森球要包裹太陽,必然是空心的。直徑2億千米有點太浪費資源,把這個戴森球的軌道建在水星軌道,就可以節省很多材料。水星距離太陽5790萬千米。假設這個戴森球厚1米,半徑6000萬千米,那麼這個球形殼體的體積為4.5X10∧22立方米。這些材料的密度以鋼鐵的密度(7.85噸每立方米)來算,所需要的品質為3.53X10∧26千克。

太陽的品質為2X10∧30千克,占了太陽系總品質的99.8%,那太陽系內其它物質的品質為4X10∧27千克。依此計算,這個工程大需要消耗品質9%的除太陽之外的太陽系物質。木星的品質為1.9×10的27次方千克,一顆木星或許就足夠了。

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