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什麼水平的文明可以造出戴森球?
“戴森球”是最近興起的一種想象超級文明利用能源的方式,事實上這個概念早在上世紀五十年代末的時由弗里曼·戴森就已經提出,只是在2011年時在天鵝座方向發現了距離地球1480光年外的KIC8462852恆星的週期性光變現象,但事實上這顆恆星並沒有發現行星的凌星或者多普勒頻移等行星現象!
KIC8462852恆星的位置
光變最大甚至超過22%,並且在2017年5月19日觀測到了預計中的光變現象!但事實上KIC8462852並不存在想象中的戴森球,只是一個塵埃帶剛好位於地球與KIC8462852之間的軌道運行!
因此KIC8462852上的“戴森球”至少是不存在的,案例來說超級文明不可能使用這種“金扁擔"來幹農活的,我們地球文明這種上不了檯面的"小農"想法只會貽笑大方而已!
不過這並不影響我們胡亂猜測下戴森球是的建設門檻!我們先來計算下假如在距離太陽一億千米處建立一個厚度約一千米的殼體,大約需要多少建材:
這個一億千米半徑的球體面積約
S=4π×100000000^2=12732395461900510.88KM^2
近似計算其體積:
V=12732395461900510.88平方公里×1公里=12732395461900510.88KM^3
約合:1.27×10^16km³
地球的體積約:1.0832073×10^12km³
水星的體積約:6.083×10¹⁰㎞³
金星的體積約:9.27×10^11km³
火星的體積約:1.6×10^11km³
小行星帶約:這個加起來都沒有一顆水星大!
即使所有這些岩石質天體加起來遠遠不足以造一個戴森球,必須得把木星和土星等氣態天體拆了才可以!但這些氣態天體的90%甚至更高的比例都是氣體!換句話將就是把太陽系所有除太陽外的天體都拆了,都造不出一個半徑一億千米,厚度一千米的戴森球,那麼就不是技術的問題了,還要去臨近的恆星系拆遷......
如果造的薄一點,比如100M厚度也許就差不多了,哈哈.....
如果是直接搬遷小行星帶的材料建造,那麼AI成熟後,加上離子電推以及高效的太陽能電池,即可開始建造“戴森球”了!但這是不惜時間與金錢代價的,門檻其實不高,但什麼時候建造完成呢?如果按每天一平方公里(現在就是材料運輸都以年為單位哦),那麼也需要1.27×10^16年,尚未完工,太陽早就成為紅巨星了,把你的半拉子工程統統燒了,連AI機器人一起!!!
星辰大海路上的種花家
戴森球是人們猜測外星高級文明獲取恆星能量的一種方式,它們通過在恆星周圍佈置的網絡裝能量接收裝置來收集能量。要圍繞恆星的尺度進行建設,需要的大量資源和能量當然不是一般的文明能承受的起。
戴森球建立的目的是主動獲取整個恆星級別的能量,能造出戴森球的外星文明自然遠遠高於地球上的人類文明。對於宇宙中可能存在的文明,俄羅斯天文學家卡爾謝夫曾提出利用對能源的獲取和消耗來劃分等級。
一級文明可以獲取所在行星的能源,操控氣候,利用地震火山等自然的能量。
二級文明需要的能量就指數性的增加,通常他們可以完全利用恆星的能量,可以任意在星系中遷徙,戴森球也就是二級文明獲取恆星的能量的一種玩法。
對於三級文明,就可以利用整個銀河系級別的能量,已經是不朽的文明。
而地球目前,我們利用的還是煤炭石油,太陽光散落在地球上的些微能量,有人認為地球已經達到0.7級文明,但根據預測大部分文明會在進化到一級文明的路上消亡,希望未來人類能夠挺住,早日突破一級。
量子實驗室
戴森球本質上就是一種能量接收裝置,這種球形結構環繞在恆星周圍,捕獲恆星的能量來用於文明的發展。恆星每秒會產生巨大的能量,例如,太陽每秒釋放出的能量為3.85×10^26焦耳,這足夠目前人類使用上百萬年。文明的發展依賴於能量,戴森球在理論上可以成為有效的能量來源。
按照卡爾達肖夫指數的劃分,只有當文明發展到恆星級或者II型水平時,他們才有能力建造戴森球,駕馭恆星的能量,在不同恆星系統之間自由來去。相比之下,剛剛進入太空時代不久的人類文明還沒有發展到I型文明,距離II型文明還遠著。根據物理學家加來道雄在他的著作《The Physics of Interstellar Travel: To one day, reach the stars》中的估計,人類文明還要數千年的時間才能發展到建造戴森球的地步。
不過,想要建造戴森球絕非易事,因為想要建造環繞恆星的巨型薄殼結構需要大量的物質。在太陽系中,太陽的質量佔比高達99.86%,如果要建造環繞太陽的戴森球,就需要四顆巨行星的物質。而為了獲取這些物質需要克服巨行星行星的巨大引力結合能,這又需要巨大的能量。因此,想要建造戴森球就得初步解決能量來源問題,核能可能很難辦到,反物質能量或是一種選擇。
此外,通過觀測其他恆星周圍是否存在類似戴森球的巨型結構,可以搜尋地外文明。不久前,天文學家發現位於1500光年之外的塔比星(KIC 8462852)的亮度突然發生驟變,有人認為這是外星文明建造的巨型建築。不過,後來的觀測表明,塔比星的亮度異常變化很可能是來自於該恆星周圍的塵埃環。
火星一號
卡爾達肖夫指數是用一般方法來度量文明的指標,有蘇聯科學家卡爾達肖夫在1964年提出,主要從能源的使用率入手,將文明分為3個級別,分別稱為卡爾達肖夫I型、II型、III型。I型文明可以駕馭一顆行星的能量,II型文明可以駕馭一顆恆星的能量,而III型文明可以駕馭一整個星系的能量。如果一個文明能夠建造戴森球,那麼這個文明可以以此為里程碑視為步入了II型文明的階段。
戴森球是物理學家、天文學家弗里曼.戴森提出的一種結構,在恆星周圍建立圍繞恆星的能量收集器,規模可以達到行星軌道半徑尺度。在這個模型中,恆星發出的大量能量可以被收集器吸收,這種巨大且儲量巨大的能源可以滿足高級文明的需要,戴森認為這是技術文明長期生存發展的必然要求。對於太陽來說,如果建立一個戴森球,我們可以利用太陽能量的一部分,而太陽的輸出功率高達4*10^26瓦!
要建造戴森球,首先這個文明要有利用恆星級能源的需要,目前人類暫時還沒有這種需要,且直徑為一個天文單位的戴森表面積可達到地球表面積的6億倍,利用地球上的資源來建造是遠遠不夠的,需要在宇宙進行採礦,比如開採其他行星,這對太空採礦提出了很高要求。
此外,如何提高生產力也是一個很大的問題,以人類目前的生產力,就算用地球上的資源都難以生產出所需的材料。所以要建造戴森球,首先要有這個大的能源需求,還要有較強的太空技術和高超的生產能力。牛津大學的斯圖亞特.阿姆斯特朗認為可以採用循環方式來建造戴森球,隨著工程的進度不斷推進,生產效率將不斷提高,最終可能在一個世紀內完成戴森球的建造。
川陀太空問答
迄今為止,雖然人類還沒有發現任何其他文明的痕跡。然而宇宙之大,浩瀚無邊。光我們銀河系中就有1500億個恆星系統,這其中的行星數量或比恆星還多,在這麼多的行星中,即便以地球的生命和文明形成的標準來衡量,應當也有不少有生命或者已經形成了文明的星球。而人類通過一些天文觀測手段也發現,即便在距離我們太陽系一千光年之內,也至少有數百顆像我們地球這樣的類地行星,這些行星上都是很有可能有生命的。
我們人類文明形成至今不足萬年,可考證的埃及和兩河流域文明約6000年,印度和中國文明約5000餘年,工業文明不過300來年,信息科技出現不過30多年,然而宇宙中的星球動輒都是億萬年來計算的,怎麼來看的話,實際上我們人類文明其實只是處於初級階段。
1960年的時候,天文學家弗里曼.戴森提出了一種關於宇宙文明階段劃分的假設,他將宇宙文明的級別劃分為三階,第一屆文明是行星文明,就是這樣的文明,可以控制一個行星上的職員和能源,可以隨意改造行星;第二級文明是恆星文明,這一級的文明可以控制一個恆星系統的能源和資源,可以隨意的改造恆星以及其中的一些天體;第三級文明是星系文明,這一類的文明可以控制一個星系的能源和資源,可以改造星系,並且往來出入於星系之間。
戴森球是弗里曼.戴森對於第二級文明即恆星文明作出的遐想,他認為,當一個文明發展到第二級文明的時候,將可以利用所在的恆星發出的能源來供給這個文明的發展,怎樣利用呢?他認為這樣的文明會建造一個巨大的球體,將所在的恆星或者恆星星系包圍起來,這樣,這顆恆星發出的光將會被截留作為能源利用,這種帶身球是一個巨大的球體,比如以我們太陽系為參考,在地球的軌道上建造戴森球的話,那麼這個球體的體積將會達直徑三億公里,嗯,如果將太陽系的宜居帶全部囊括在內的話,那麼這個戴森球的直徑將會長達6億公里,這比太陽到晚年膨脹成紅,巨星的體積還要大很多。
雖然關於戴森球的設想有一定的道理,而且科學家們在進行關於外星文明的一些天文觀測的時候,也會參考這種假說。然而我們還是很難想象如何製造這樣龐大的球體結構,它所需要的物質從哪裡來?而且在看我們人類目前所利用的能源,比如電能,光能來源其實只佔了很小一部分,將來如果人類掌握了氫核聚變的發電技術,那麼電能的來源將不是大問題,所以如今很多科學家對於戴森球的設想並不持贊同的態度。
科普大世界
戴森球其實是一個物理悖論,也就是說,什麼級別的文明都造不出來。
為什麼呢?
因為文明的起源之初,毫無疑問是具有星球的物質侷限的。我們可以假設地球上的人類文明,可以製造出龐大的星際艦隊,那麼,這個艦隊的總物質量,毫無疑問不可能大過地球本身。
我們假設人類可以俘獲其它小行星進行物質冶煉,那麼,按照牛頓力學定理,製造巨型星際艦隊的距離,必須遠離地球,或者在月球的軌道上。但只要造出的星際艦隊的體積大過月球的三分之一,就會明顯改變地月引力場關係。
回過頭來再看戴森球的製造:如果人類要給太陽造一個戴森球,那麼,將太陽系內所有行星的總物質量加起來,也遠遠不足以包裹太陽。要將太陽包裹起來,必須俘獲太陽總質量的一半左右的物質進行冶煉,才有可能製造出厚度合適的,包裹太陽的文明生存空間。
而冶煉能源的總需求,就足以讓太陽熄滅。
子賀隨身講
“戴森球”,1959年弗里曼戴森發表了兩頁紙的論文,他在文中指出,一個高級文明為滿足文明發展所需,恆星是最佳的能量來源,且清潔無汙染,所帶來的巨大能源是無法想象的,他於是提出了“戴森球”設想。
不過,很多人會把它理解為完全包裹住恆星的一種結構,其實不然,它可以是任何式樣的。戴森最初的設想是這樣的,建造幾十萬個巨型的殼體(太陽能收集板),它們分佈在不同的圍繞太陽運轉的軌道上,並未形成大家想象中的那種球形態,簡單理解,就是收集太陽輻射能量,利用這些在獨立軌道上運行著的太陽能收集板。
建造的難點在於,材料哪裡來?
總不可能在地球上挖吧,事實上,一個地球的資源是不夠建設的,所以,可以將目光放在水星、金星上,可能需要將這兩個行星給“拆解”了,並且還要將“魔爪”伸入小行星帶中,不然材料是肯定不夠的。
並不需要一次建造成功,即便是建造完成一個殼體,我們也可以依靠一個殼體收集的能量來支撐以後的建造,並且,隨著工程的進展,建造速度也越來越快。
那有的人會有疑問,收集而來的能量怎麼輸送回地球上呢?
我想,隨著科技的進步,假以時日可能實現電能-能量-電能的高效率超長距離的無線傳輸,另外,太陽能收集板獲得的所有能量並不要全輸送回地球,人們可以在那裡建造能源基地,並生產飛船以及其它完成品,省去了一些麻煩的步驟。
至於何等級文明能夠建造戴森球?
根據卡爾達肖夫指數,一級文明只可以駕馭本星球(行星)的能源,我想,至少文明的層次要達到一級文明上等才行吧,而如今的人類文明層次僅為0.72級,離所謂的一級文明還相差甚遠,尚且需要幾百年的時間,所以,建造戴森球,至少是一千年以後的事情了。
一枚遊戲科幻迷
又在討論戴森球!
任何文明都不會建造戴森球的,這種設想就是外國人的自大無貪婪的本性造成的。
如果在自己星系圍繞自己的恆星建造了戴森球不就是告訴其他文明:有人嗎?快來我們這裡,我們這裡有生命,快來屠殺掠奪佔領我們吧!
傻不傻?
有人可能要嗎我了?怎麼就可以引來其他文明呢?
一個真實的例子,國外的某個研究天文的機構發展一個記錄在案的恆星的亮度無緣無故降低了一些,而且降低的幅度遠遠大於平時觀察的變化幅度。然後他們就推斷可能被本星系的星星遮擋,或者發生了什麼大事件又或者有生命存在,並建造了該死的類似戴森球的東西。
連地月系都出不去的人類都通過光學望遠鏡對恆星亮度變化作出了這種推測。那麼假如有比人類領先好幾個階段的外星文明存在,他們能觀察不到嗎?能推測不到嗎?
戴森球只是一種假設,人類是永遠不會建造的,因為在宇宙中圍繞自己的太陽建造戴森球就等同於自尋死路,除非人類有了恆星際旅行能力,可能會在別的恆星系建造。
人類目前要注意的是如何在宇宙中保持沉默,低調發展,猥瑣發育。因為人類並不瞭解宇宙。我們觀察到的一切都是曾經的樣子,不是現在的樣子,鬼知道宇宙現在怎麼了。鬼知道宇宙中有什麼。
就如同有的電影中揭示的人類的缺點一樣,人類是一個自大,貪婪的種族。這一點在歐美人身上表現的即使突出。中國人罷了,因為這與我們的民族文化有關。
正是因為這種文化差異,所以才產生了戴森球的想法。對資源無限的掠奪。
源娛樂
唉,我看了上面的回答直搖頭,我就夠孤陋寡聞的了,還有比我(比如戴森)更孤陋寡聞的!大神們不屑回答諸如此類的問題的,於是就把我推到風口浪尖上了!我就簡略的講下,但願能起到答疑解惑的目的!簡單的講就是不能製造戴森球的自然也就不造戴森球了,哈哈哈,有能力製造戴森球的一定不需要造戴森球!!!為什麼鳥?製造戴森球一定需要無法想象的能量的!!能擁有這般無法想象的能量為什麼還有必要去費時費力地製造戴森球???這是其一,擁有這般能量的應該是掌握了受控核聚變技術!擁有受控核聚變技術的文明理所當然的不需要製造戴森球,它更需要的是摧毀其恆星以便獲得更多的氫燃料!!!舉個形象的比喻,某地有個油井正在燃燒,我們是在周圍把它包裹起來製造個熱能發電機呀還是把它撲滅然後抽它的油呀?顯然後者效率更高!!!這是其二。其三是製造一個戴森球需要多少材料你們想過沒有?而且即使製造好了的時候那顆恆星也不知變成什麼樣了!!(就這也還沒考慮物理法則容許不?)總之,一言以蔽之不可能有戴森球!!!
SYWER
按照前蘇聯科學家卡爾達肖夫提出的理論,能造出戴森球的文明需要達到第二等級的水平。
那麼戴森球是為何物?
這是一種直接吸取恆星能量的裝置(如下圖)
當然了,要建造這樣一個龐然大物,以目前的人類科技,就是天方夜譚。不過按照那位蘇聯科學家的理論,人類如果不停的發展,終會有一天達到這樣的程度,但在此之前需要先達到第一等級。
所謂第一等級,就是人類可以完全掌控地球的能源,無論是地表上的,還是地心身處。按照這樣的標準,人類目前的等級大約是0.7級,雖然至今都沒能挖透才幾十公里厚的地殼。
有人說,人類將會在一個世紀內達到第一等級,我看未必,月球都已經是快50年前登陸的了,50年後的今天,似乎並沒有出現跨越式的進步。