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　　导读：最近几十年来，戴森球这种科幻中的超等结构一直诱骗着想想家们。不久前，柏林工业大学天体裁和天体物理学中心的天体生物学家迪克-舒尔茨-马库彻（Dirk Schulze-Makuch）撰文，告诉东谈主们若何才气造出一个戴森球。以下是著作全文

　　表面物理学家的设计

　　1960 年，英国表面物理学家弗里曼·戴森 （Freeman Dyson） 在《科学》杂志上发表了一篇单页论文，为东谈主类科技的将来描摹了一个也许是有史以来最有但愿的场景。戴森设计，一个先进的文静不错通过在我方的星球周围建一个球体，招揽这个星球输出的能量，来本旨其不断增长的能源需求。

联想中的戴森球

　　不外，这篇论文更偏表面，莫得讲到履行的工程应用。对于这种巨型结构应该是什么形势，该若何建造，戴森并莫得提供更多的细节。他仅仅浅薄地将这个球体描摹为一个环绕着行星的“不错居住的外壳”。但这一经填塞诱骗到纷乱天体物理学家、科学家和科幻作者，并为他们提供灵感了。

　　在戴森的某些描摹中，戴森球看起来像一个纷乱的环，环绕着一颗恒星，险些能碰到地球。在另一些描摹中，戴森球是一个透彻包裹着太阳的巨型结构，而且不错捕捉到太阳发出每极少能量。除了在科学作品中，戴森球还出当前演义、电影和电视节目中，比如在《星际迷航》中，戴森球等于先进文静的家园。

　　戴森天然领悟要建起一个这样的大而无当所靠近的挑战，是以他本东谈主对于建起戴森球的可能性也保握着怀疑气派。不外，他的戴森球设计引发了咱们对于东谈主类文静的将来的嘻是图的设计，而且为处置东谈主类的某些最具不幸性的逆境提供了一种决策。运用太阳或其他恒星的总能量，不错本旨咱们脚下的和经久的能源危急。然而当咱们能够得回一个恒星输出的沿途能量时，就远不啻本旨咱们的陆地能源需求这样浅薄了。

《星际迷航：下一代》的“遗物”一集率先于1992年10月12日播出。图中为星舰企业号与戴森球并列。 

　　有了这样多不错用的能量，咱们就不错向可能有人命存在的系生手星辐射高能激光脉冲，从而大大增多咱们与远处文静交流的契机。这些由戴森驱动的光束不错比当前任何已知的方式更远地传播到寰宇中，穿透更高密度的空间区域，比如会使咱们发送的信号衰减的尘埃云。

　　或者，咱们不错运用这种能量径直到达系生手星——在某些天体物理学家的设计中，咱们不错通过量子引力实验来操控时空集合体，来镌汰行程。还有一个道理的想法，是用纯光子创造所谓的 Kugelblitz 黑洞，在表面上，这些黑洞一经被证实不错为将来的星际飞船提供能源。通过误解时空，咱们未必能够以比光速更快的速率行进，或者创造虫洞，为穿越星河系提供捷径。

　　更诱东谈主的是，戴森球提供的近乎无尽的能量不错处置某些咱们在延龟龄命上遭受的最关节的难题。维持运用低温本事的东谈主们执意到，这一本事的大鸿沟和永劫期使用会需要无数的能量，远远杰出当前可用的量。2018 年，究诘东谈主员 Alexey Turchin 和 Maxim Chernyakov 提议，东谈主工智能未必能够通过死者的 DNA 和其他信息，在模拟宇宙中以数字的方式再行创造这个东谈主。为了创建出属于一个险些长生的种族的、样本填塞丰富的模拟东谈主，需要无数的能量，还需要撤废许多谈德和玄学方面的繁重。但究诘东谈主员提议，戴森本事不错提供所需的能量。

　　建造戴森球可行吗？

　　在今天，戴森的贪念勃勃的设计似乎比以往任何时候王人显得愈加紧要。把柄好意思国能源信息署的数据，淌若本事陆续沿着当前的增长弧线发展，在将来 30年内，群众的能源需求量可能会增多50%。风能、太阳能和其他可再生能源将在短期内有所匡助，但经久的处置决策需要给与愈加果敢的工程。戴森球可能是一个果敢的处置决策，但要好意思满它，咱们明显还要克服许多物理和机械问题，即使是比咱们先进数千年的文静也未必能处置这些问题。

　　手脚柏林工业大学天体裁和天体物理学中心的教会，我花了几十年的时代来探索先进的外星文静存在的可能性。我与东谈主合著了五本对于外星人命的书，我对这门科学的兴味引发了我，让我一直在究诘戴森球是先进外星本事的可能性。约莫十年前，我对可能是出自外星文静之手的各式大型工程产生了兴味。

黑洞以艺术的方式渲染，误解空间和时代，创建了虫洞。

　　2010 年，我究诘了建造戴森球的可行性。当我与我在普尔曼华盛顿州立大学的前物理系学生布鲁克斯·哈罗普（Brooks Harrop）联结时，咱们发现了戴森球的常见见识存在许多问题，其中最紧要的是球体的崩塌风险。围绕恒星旋转的的刚性齐心球会在每个点上王人受到引力。现如今已知的任何材料王人无法抵挡这种力量。工程师也许会筹办用一个复杂的鞭策器系统来处置这个问题，这个系统不错通过一个反作使劲，将外壳保握在相宜的位置。但推敲到外壳的纷乱质料——在大部分的设计中，该结构的半径为 9300 万英里，即地球与太阳之间的距离——这样的系统早先会亏本外壳相聚的大部分能量，致使是沿途。

　　假定咱们不错克服这些问题，而且在远处的将来建成了这个球体：它该如安在流星、小行星、辐射和太阳耀斑中幸存？淌若一个物体的质料和哈雷彗星差未几，就会以杰出 100 万颗沙皇氢弹（迄今为止东谈主类引爆过的最苍劲的核装配）的动能撞击这个球体。

　　戴森预意象了这些风险，并承认这个围绕恒星的壳或环存在的可能性不大。但这位物理学家提议了一个处置决策：淌若有一群在围绕恒星的孤立轨谈运行着的物体，就能既相聚能量，又幸免固体戴森球的大部分物理和机械问题。跟着时代的推移，这些卫星不错逐步被建造，并逐步被传送到系统中，迟缓增多集群的能量产值。

　　约莫有1000 万颗卫星的戴森群不错本旨东谈主类的能源需求。这需要许多卫星，但当代卫星星座正在为这样一个工程豪举创造前例。 SpaceX 每月不错辐射 240 颗星链通讯卫星，限制 2022 年 2 月，它在天际中一经领有 2000 多颗卫星。完成后，该星群的数量可能会达到数万——这个数量固然远远比不上戴森群的数量，但一经足以引发咱们的联想力。

　　更现实的决策：戴森群

　　为了克服戴森率先设计的决策中的贫瘠，我和 Harrop找到一种更易好意思满的设计——戴森群来替代它。咱们将这个决策定名为太阳能风力发电卫星 （SWPS）。传统的太阳能电板板相聚可见光的能量，但咱们的卫星相聚的是组成太阳风一半的电子（另一半由质子和 α 粒子组成）。快速太阳风的速率约为750km/s-1，这使得这些电子比撞击太阳能电板板的可见光中的电子领有更强的能量。咱们的 SWP 卫星的中枢是一根指向太阳的长金属线，充电后会产生磁场，然后将传入的电子指引到球形金属接纳器中。这些电子会产生电流，从而督察导线中的磁场，并在两者之间变成一个能够督察本人褂讪的系统。

　　大部分电流仍将用于产生能源，将红外激光辐射到地球的接纳站上。由于咱们的大气中存在透明的“红外窗口”，红外线是最好的选拔，因为它能够让约莫 8 到 13 微米之间的波长不被招揽地通过。在激光将电能发送到接纳站后，剩余的电子将落回文形帆上，照在何处的阳光会引发它们，产生的能量足以使卫星一直保握在围绕恒星运行的轨谈上。

2009 年 2 月 24 日，英国出身的好意思国表面物理学家弗里曼·戴森 （Freeman Dyson，1923 - 2020 年）坐在新泽西州普林斯顿高等究诘院办公室 。

　　每颗 SWP 卫星的质料约为 3.7 公吨（约为 GPS 卫星分量的三倍），每天的24 小时内能提供约 2 兆瓦的握续功率输出，差未几不错本旨 1，000 个好意思国度用卫星的能源需求。一个SWP 卫星群不错本旨全东谈主类的能源需求。

　　这些卫星不错用相对浅薄、低廉的材料制造；建造每颗卫星的用度主要花在 950 英尺的铜线上。由于这些卫星使用太阳风手脚能源，这些卫星将招揽最少的热量，并以接近 100% 的恶果运行。比较之下，传统太阳能电板的坐蓐老本很高，因为它们的半导体需要高纯度的硅，而且它们的恶果特地低，能够惟有20%。

　　戴森群还靠近着许多本事上的遮挡。固然 SWP 卫星险些不需要珍摄，但它们不是自清洁的。淌若卫星的帆中拿获到的不是太阳风中的电子，而是正离子，卫星的恶果就会数落，而且跟着时代的推移，通盘系统的性能王人会数落。咱们也莫得处置另一个难题：若何让卫星在变化万千的太阳风中保握褂讪的位置，以及若何安排数百万（也许临了是数十亿）卫星围绕恒星的轨谈。尽管连年来小功率的能量传送激光系统取得了很大的杰出，但让系统能在天际中责任仍然是一个挑战。即使是一摄氏度以内的细微温度变化，王人会导致激光器的波长和输出恶果发生很大的变化。在天际中保握恒温是一件很难办的事情——因为咱们很难在莫得空气的情况下，将热量从较热的物体传递到较冷的物体。戴森群还有这样多难办的问题莫得处置，但也许一经被另一个文静一经处置了。

　　寰宇中有戴森球吗？

　　在我与卡迪夫大学高等究诘员威廉·贝恩斯合著的《寰宇动物园：多个宇宙上的复杂人命》一书中，咱们以为一朝行星体上出现人命，它最终王人会进化成智能——在行星的宜居时代填塞长的前提下。这一论点的基础是，地球上人命进化进度中的扫数紧要转念似乎王人发生了屡次，这些变化互相孤立，或通过不同的生化道路。这标明寰宇中数以万亿计的其他行星中的一些可能资格了相似的进化经由，而且这些行星上的某些人命情势可能一经进化为智强者命体。他们有填塞先进的科技水平建造戴森球吗？弗里曼戴森这样假定：淌若他们建造出了戴森球，咱们就不错检测到它。

　　具有实心外壳的传统戴森球会散漫出中红外波长的剩余能量，当前的东谈主类仪器不错检测到。至少一个究诘小组一经启动寻找这种信号。宾夕法尼亚州立大学天体裁和天体物理学教会杰森·赖特和加利福尼亚州立理工大学物理与天体裁系的马特·波维奇，一经启动运用好意思国宇航局广域红外勘察探伤器 （WISE） 的数据在天际中寻找戴森球发出的浓烈的红外信号。那次搜索并未找到戴森球，也许咱们的千里镜在天际中莫得看到任何巨型结构的原因是，外星东谈主得出了与咱们在论文中所作念的揣摸疏导的论断：建造一个纷乱的、坚固的戴森球体是不切履行的，即使对于比咱们更先进的文静来说。

　　尽管咱们可能长久不会看到咱们的太阳被包裹在一个巨型结构中，或者从围绕它运行的数百万颗卫星中接收能量，但受戴森球启发的科学和科幻演义会陆续激励咱们，让咱们对这个星球上和星球外的人命产生最果敢的联想。这可能是戴森球最有价值的孝敬——为咱们缔造起了一个嘻是图的目标，为咱们铺路，让咱们不断尝试改进性的发现。（编译：BladeRunner）

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牵涉剪辑：郝欣煜 赌真钱老虎机app娱乐