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戴森球计划 太阳能发电(戴森球是什么)

发布时间:2023-08-17 09:48:58 来源:其它 作者:未知

戴森球是什么

2015年的一天。 一群科学家在不安的盯着屏幕上所展示的星图,一颗不显眼的恒星被标注了大大的红圈……

席间的项目负责人问:“你们确定吗?”

每个科学家的脸上的表情都很复杂,大家肯定的点点头继之而来的又是难以打破的沉默……

确凿的证据证明了那个的延续了几十年的猜想,相反这没有像以往那样让他们感觉到喜悦,反而每个人心底都坠着沉甸甸的不安。

那张星图展示了天鹅星座的一颗恒星。咋看起来它似乎没有丝毫特别的地方。但是全球的科学家从1960年开始,全球的顶尖天文学家们就一直在不懈的搜寻它,验证那个猜想……然而,当这颗离地球1400光年的不起眼的恒星,最终揭开它神秘的面纱,科学家们竟痛苦的发现,竟有如此多的常识被颠覆!

这不是科幻电影里的桥段!而是真实发生在2015年的一次科学研讨会上,这次会议的主角是这颗不起眼的恒星:“塔比星”!它有20%的亮度变化幅度极大,且无规律可循……

它的种种不可思议的特征,已经准确无误的指向了人们寻找已久的~“戴森球”! 事情还得从1960年说起:在那年,物理学家弗里曼·戴森提出了一种理论,即具有高度智慧的外星人文明可能发展到了需要整颗恒星能量的程度,而且他们有能力构筑一种被称为“戴森圈”的巨型能量收集轨道,将恒星的全部能量应用于他们的生活和其他方面。

科学家们苦苦寻找了55年,当“塔比星”出现的那一刻,科学家们几乎排除了所有非“戴森球”的可能性……科学家们对人类的担心,也慢慢的变成现实。

科学家们的担心,不是没有理由的!任何有能力建造“戴森云”的文明,从技术上讲可以是领先于人类成千上万年……我们无法想象他们的能力极限,把他们的理解为近似于神级文明也不为过……和他们相比人类就是会用燧石点火箭的猴子!

1400光年,看似隔绝了我们与这种可怕的先进文明。但极有可能,在某一天的早上,当我们醒来时,他们的飞船成群结队的突然出现在我们的城市里,并且就在我们的家门口的树梢上。他们在对我们进行了过场似的研究后,急匆匆的,带着从地球掠夺过来的材料,飞向我们赖以生存的太阳,并在建造太阳周围开始建造起能夺走太阳全部能量的戴森球……

希望这一切都停留在茶余饭后的谈资。但我们否认的东西,并不表明它就一定不会存在,而我们唯一能做的事,就是认清地球上人类间的纷争是毫无意义的。我们是时候该把所有的精力和智慧都投向宇宙,探索我们不知道的,和我们想知道的……

我们情愿“戴森球”只是存在于遥远的宇宙深处的一个推论,也希望“塔比星”从来没有被我们发现过~但即使这样,宇宙中真正属于我们的空间和时间,已经被得所剩无几了……

图片来源于网络侵删。

如果戴森球确实存在,那么它可以采集到恒星的什么能源

戴森球理论应该给予否定。

戴森球理论只是片面从能源需求方面看问题,更大的问题是同温化的恐怖。

长期在同一个系统里的物质温度趋于相等,本人称之为同温化。

地球长期受太阳照射,因为其不是发光体的缘故没有能量排出地球,总有一天地球和太阳一样成为火球。

戴森球理论主张不要浪费太阳光,建议用壳子裹住太阳让人类充分利用太阳能。而我的担心正好相反,地球吸收太阳光太多,久而久之因为地球温度太高而不再适合人类居住。

所以人类的重点不是利用太阳能,而是不断地把地球阳光型能源(主要是植物)以光的形式发射到太空中去,实现地球能量排出和吸收的平衡。

人类是愿意缩在高级太阳能空调屋里生活,而室外热如火炉,还是愿意生活在凉爽的大地上生活而没有太阳能汽车

如果可控核聚变实现了,智能生命还用制造巨大又费事的戴森球吗

戴森球概念的提出是比较合理的,原因其一可控核聚变的能量与太阳辐射能量相比微乎其微,其二未来人类活动需要的能量大的超乎现代人想象,需要充分获取恒星能源。

可控核聚变对于现代人类的活动来说相当于开了无限能源,但对于未来,从核聚变能量于太阳能的大小对比、未来人类的活动、有无其他能量来源等几个方面分析,完全获取恒星能源是十分必要的,建立戴森球是较合理的一个方案。

核聚变能量与太阳辐射能量对比

我们通过测量每秒钟地球大气层上界垂直于太阳辐射的单位表面积上所接受的太阳辐射能。再根据地日距离为半径算出太阳在此辐射能数值的球面表面积,可以计算出太阳每秒辐射能量的多少。

经计算,太阳单位时间内(每秒)发射的能量为4*10^25焦耳。这个数字是个什么样的概念呢,太阳一秒钟释放的能量相当于地球动植物包括人类100年消耗的能量总和。

太阳辐射至地球的能量占其辐射总能量的22亿分之一。地球接受的这么小占比的太阳能却相当于每秒燃烧500万吨煤炭或每秒引爆一枚地球最大当量的“沙皇氢弹”。

也就是说人类如果要通过可控核聚变来达到戴森球实现的利用恒星能源的同等效果,人类需要每秒钟引爆22亿颗“沙皇氢弹”。可见可控核聚变相对于太阳辐射能量是很渺小的。

这时你可能会有疑问,人类需要那么多能量么?下面我们就设想一下未来人类的能源消耗。

未来人类能源消耗

如果只考虑生活所需的能源,未来人类的能量消耗肯定比现代要高,但高的有限,可能几倍、几十倍,了不得达到上百倍,但不会有较大数量级的差距。可是未来工业所需能量就大了去了。

目前物理理论认为自然界中有4种基本力,分别是强核力、弱核力、电磁力以及引力。大统一理论认为,强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用可以统一成一种相互作用。

未来工业是建立在统一四种基本力的基础上的(杨振宁的学术理论可以说统一了三个半力,为全球在世最伟大物理学家),而统一基本力能否工业应用又取决于人类能掌控能源的大小,恒星级的能量只是一个新手级入门难度。

举例来说未来建造星际飞船的材料可能是如《三体》中三体文明的“水滴”探测器一样的中子材料。而克服强相互作用力制造中子材料需要的能源十分巨大。

再举个例子,构成我们世界的元素绝大部分来源于宇宙形成之初的巨大恒星的衰亡。如果未来发现构成物质的质子存在衰变(有理论认为质子会衰变为光子和轻子),人类未来要重构物质,这所需的能量大到无法想象。

从上面可以看出来,可控核聚变产生的能量很难满足未来人类活动所需。

利用恒星能源外是否有其他替代能源

是有这个可能的,即人类找到新的现在物理理论未曾涉及的能量来源。但以目前的理论很难找到比核聚变更高的能量来源。

有朋友说利用正反物质泯灭。正反物质泯灭产生的能量确实可观,但是宇宙中几乎没有天然的反物质(已理论证实奇点爆炸产生正反物质相互泯灭,正物质多于反物质,剩余正物质形成现在宇宙,有兴趣朋友可以查阅相关知识)。

人类消耗能量制物质,再利用正反物质泯灭释放能量,根据能量守恒,可能一圈下来白折腾了。

综上所述,可控核聚变产生的能量不能满足未来人类的能源需求,无更好能量来源途径的话,利用恒星辐射能量是最可行的,而建造戴森球是一个合情合理的利用恒星能源方案。

戴森球有多大

戴森球,是弗里曼·戴森在1960年就提出的一种理论。所谓“戴森球”其实就是直径2亿km不等,用来包裹恒星开采恒星能的人造天体。这是一个利用恒星做动力源的天然的核融合反应堆。戴森球是一种设想中的巨型人造结构,由弗里曼·戴森先生提出。这样一个“球体”是由环绕太阳的卫星所构成,完全包围恒星并且获得其绝大多数或全部的能量输出。戴森认为这样的结构是在宇宙中长期存在并且能源需求不断上升的文明的逻辑必然,并且他建议搜寻这样的人造天体结构以便找到外星超级文明。从那时起,各种各样的设计,包括建造人工天体或一系列这样的结构以便包围太阳,便不断地由一些狂想的工程学家或科幻小说所提出,并冠以“戴森球”之名。这些后续的设想没有仅仅在从太阳能收集站上止步-许多工程设计还包括建设人类殖民地和工业基地 。

戴森的观点在当时听起来十分有趣,有人甚至认为关于“戴森球”的想法纯粹是异想天开。但自从天文学家对类日恒星进行研究之后,就发现,它们的确发散出很多的红外辐射。红外线激光是银河系中发送信号或是设立信号灯的首选途径。研究者说,原因就在于这种光可以穿透阻碍可视光的星际尘埃。戴森球与另一文明进化理论模型卡尔达肖夫指数很吻合。1964年,前苏联天文学家尼库莱·卡尔达肖夫尝试着描摹一项关乎技术演进的理论:随着时间的推移,一个文明需要支配越来越多的能源,而这些技术是如何演变,满足这一文明的需求的呢?卡尔达肖夫等级论将文明划分为三个类型:I型文明充分利用所在星球上所有可以利用的能源;II型文明可以支配其局域恒星的能源;III型文明则可以利用其所在星系的能源。因此,从本质上讲,搜寻戴森球就是探寻II型文明的存在。另外,由于建立在一个文明对能量应用的基础之上,戴森球设想相对于其他探寻地外生命的研究,如SETI,就又多了一个优势:即使外星人没兴趣与地球人对话,我们依然可以找到这些外星文明。

这是因为如果戴森球存在的话,就一定会放射出一种非常特别的热信号,并且我们可以通过红外望远镜观测到这些信号。当电脑用电的时候电脑本身就会发热,同样的道理,当戴森球聚集太阳能的时候本身也会升温。这些热量就会以红外线而非可视光的形式辐射出来。莱特解释说“戴森球在中红外光下看起来会特别亮。就像人体,在黑夜里,我们是看不见的,但是带上中红外线眼镜后,我们就会看到人体发出很明亮的光。”建有戴森球的文明想要想不被发现需要不遗余力,要么以某种全新的除去余热,要么需要建成一个能发出冷光的超大散热器,而这些冷光需要足够冷,在宇宙微波背景(宇宙大爆炸的余光)下不会被发现。莱特告诉我说,后一种解决方案将会涉及到建造一个球体,而这个球体将比需要的大出一百多倍。“只要一个文明想隐藏那么它就一定能够隐藏,”他接着说,“但是要想隐藏,整个文明需要精心策划并构建出一个庞大的工程体系。”

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