有科学家将戴森球作为达到恒星文明的标志,人类何时才能建造?

能源一直以来都是人类文明发展进程中,必须要解决的关键问题。然而,在一定的科学技术水平下,人类对能源的利用方式和利用规模,将不可避免地与发展的需求产生矛盾,能源短缺和能源危机问题就此产生,迫使人们必须转变能源利用方式,必须扩大能源供给途径,最终在能源获取上实现技术上的突破性变革,方能实现生产力的极大飞跃。纵观近代人类历史上的工业革命,从一开始的蒸汽机到电力,再到新能源,每一次升级都伴随着能源利用方式和途径的巨大变革。
有科学家将戴森球作为达到恒星文明的标志,人类何时才能建造?
文章插图

有科学家为了给宇宙文明等级进行高低分级,使用的标准也是能源利用的总规模,当能够达到利用行星、恒星和星系中的所有能量,也就分别进入了行星文明、恒星文明和星系文明的行列,而人类目前对地球上的能源利用规模,按此标准衡量,仅仅达到0.7级。如果按照500年升0.1级的速度来算,我们需要至少1500年才能达到真正的行星文明,至少需要7500年才能达到恒星文明。
有科学家将戴森球作为达到恒星文明的标志,人类何时才能建造?
文章插图

戴森球的设想
1960年,美籍英裔数学物理学家弗里曼·戴森,提出了戴森球模型。主要的内容就是一个文明形式,制造和发射一个环绕恒星或者包裹住恒星的超巨物体,这个物体由无数相互连接又独立运行的太阳能接收器所组成。还有一种形式是在恒星的周围,发射无数环绕运行的人造卫星,由卫星上的接收装置来吸收恒星辐射能量。
有科学家将戴森球作为达到恒星文明的标志,人类何时才能建造?
文章插图

根据环绕恒星运行物体的形状、分布密度、厚度等的不同,在上述设想的基础上,又衍生出戴森环、戴森云、戴森壳等模型。通过实施这些技术,达到收集、转移和利用部分或者全部恒星辐射能量的目的,从而从根本上解决行星接收恒星辐射能量效率低、能源短缺和能源危机问题。因此,能够建造戴森球或者戴森环,成为一些科学家判定外星高级文明存在的依据。
有科学家将戴森球作为达到恒星文明的标志,人类何时才能建造?
文章插图

建造戴森球(戴森环)可行吗?
虽然看上去建造戴森球非常“高大上”,对能源利用的变革基本上一步到位了,但是实际操作起来会遇到许多技术障碍。
第一,建造的物质从何而来。以太阳为例,如果在太阳周围建造,考虑到太阳表面的高温问题,要使材料能够抵挡住高温的烘烤,起码环体的直径要在2亿公里以上,即使只建造一个宽度很窄(100米)的一层戴森环(厚度10厘米),其总长度也要在13亿公里以上,所需要的建造材料必将是一个天文数字,即使将整个太阳系所有行星的资源都拿来也无法满足需求。
有科学家将戴森球作为达到恒星文明的标志,人类何时才能建造?
文章插图

第二,如何将那么多的“半成品”运到太阳周围。即使我们找到了那么多的建造材料,将海量的这些材料运往太阳,得多大的飞船?飞多少次?一共消耗的能量又有多少?哪里去找那么多的能量?有这些能量干嘛还建戴森环?
有科学家将戴森球作为达到恒星文明的标志,人类何时才能建造?
文章插图

第三,如何保障戴森环稳定。戴森环距离太阳那么近,如果没有极高的初始环绕运行速度,那么不出多长时间,肯定就会坠入太阳内部。而提供极高的初始环绕速度,又对航天器耐受性、能量输入等提出新的要求,进一步拉低了性价比。另外,在如此强烈的引力作用下,如何保障戴森环结构稳定也是一个天大的难题。
有科学家将戴森球作为达到恒星文明的标志,人类何时才能建造?
文章插图

第四,如何阻挡太阳高能粒子冲击。太阳表面时刻发生着剧烈的活动,比如日珥、耀斑以及太阳风,无数高能粒子以光速向四周散发,在如此近的距离内,戴森环材料不可避免会受到这些高能粒子的持续冲击,极有可能还没接收到辐射能量,就已经被破坏了。
有科学家将戴森球作为达到恒星文明的标志,人类何时才能建造?
文章插图

除了以上问题外,如何将戴森环接收到的能量,穿越漫漫星际空间到达地球而几乎没有损耗,也必须加以克服,否则建造的意义和前提有不存在了。
推动实现可控核聚变要比建造戴森球实际的多
正是由于上面分析的原因,建造戴森球的投入产出比太低,而且也不能保证有足够的物质来源,假如拥有了可以随意开采一个恒星系统内以及系统之外多个行星资源的能力,就犯不上费这么大力气来建造戴森球,利用这些资源进行可控核聚变不香吗?

推荐阅读