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如何建造能把太阳包裹住的戴森球?科学家:先把水星拆掉

回顾人类文明的发展史,我们会发现在文明进步的同时,人类的能量消耗量也在指数级地攀升,正是因为如此,在1964年的时候,天文学家尼古拉.卡尔达肖夫(Nicholas Kardashev)提出了文明等级的概念,他根据文明对能量的使用量将宇宙中的各种文明分为了三个等级,9年以后,天体物理学家卡尔.萨根(Carl Sagan)在此基础上提出了文明指数(K)的计算公式(如下图所示)。

公式中的P代表文明的平均功率,我们可以据此计算出,II型文明的平均功率为10^26瓦特,相比之下,现代地球文明的平均功率大约为2 x 10^13瓦特,只能算是0.73级文明,这就意味着,人类想要达到II文明的标准,就至少要将自己的平均功率在现有的基础上提高5万亿倍才可以。

为什么II型文明需要这么多的能量呢?根据科学家的设想,II型文明拥有恒星级的航行能力,能够人工改变星球的环境,甚至还可以直接建造出行星大小的人造物体,除此之外,II型文明还可以在飞米( 10^-15米)尺度上操作物质,能够将原子随意拆开然后再组合成其他的物质。很明显,这些科技都无一例外地需要大量能量的支持。

要获得如此多的能量,最可行的方法就是核聚变,而在太阳系里,太阳占据了整个太阳系质量的99.86%,也就是说,太阳上集中了绝大多数的核聚变原料,由此可见,从长远来看,人类想达到更高的文明水平,就必须在太阳上打主意。事实上,太阳本身就在不停地发生核聚变,其平均功率高达3.86 x 10^26瓦特,我们只需要利用其中的大约4分之1就可以了。

早在1959年,天文学家弗里曼.戴森(Freeman Dyson)就在《人工恒星红外辐射源的搜寻》一文中指出,当一个文明发展到一定程度的时候,就会在主恒星附近建造用以收集能量的巨型结构——戴森球。

需要指出的是,在弗里曼.戴森的构想中,戴森球并不是我们想象中的那种能把太阳包裹住的固体空心球体,而应该是由大量的围绕着太阳的能量收集器组成,它们可以一个一个地独立发射,随着太阳能收集器的逐渐增多,最终会形成一个包裹住太阳的松散结构,因此我们也可以将其称为“戴森云”。

那么问题就来了,人类在未来应该如何建造能把太阳包裹住的戴森球呢?有科学家提出:我们只需要先把水星拆掉,就可以完成很大一部分的工程了。

水星的探测数据显示,水星的物质密度很高,由大约70%的金属和30%的硅酸盐组成,由此可见,水星上的大部分物质都可以作为建造戴森球的原料。牛津大学的物理学家斯图亚特.阿姆斯特朗(Stuart Armstrong)指出,在不久的将来,人类应该把水星拆掉用来制造包裹太阳的戴森球,对此他还提出了一个有意思的计划,下面我们来简单了解一下,看看这个计划是否可行。

简而言之,这个计划就是利用一种循环的方式逐步拆掉水星,单个循环可分为5步,第1步是获取能量;第2步是利用获取的能量在水星上完成采矿、提炼等工作;第3步是将原料发射到预定轨道上;第4步是利用这些原料在轨道上制造太阳能收集器;第5岁则是太阳能收集器收集太阳的能量,以提供循环系统所需要的能量。

根据他的设想,这种循环系统应该是智能的,它在完成上述工作的同时,还可以利用太阳能收集器提供的能量,以及水星上的原料制造出自己的“复制品”,也就是说,未来的人类只需要在水星上建造一个这样的循环系统就够了,在接下来的时间里,这种循环系统就会不断地复制,而随着“复制品”数量的逐渐增多,戴森球的建造效率就将会指数级地增加,从而大大加快戴森球的建设进程,或许只需要短短的四、五十年时间就可以把水星拆掉。

我们可以看到,这个计划的核心科技就是可以自我复制的智能机器,而从目前人类的科技水平来看,只要假以时日,要制造出这样的智能机器并不算困难,因此这个计划在理论上应该是行得通的。

值得注意的是,由于水星的质量相对较少,因此把水星拆掉并不能建造出能把太阳完全包裹住的戴森球,但如果未来的人类真的完成了这一壮举,那么人类将会掌握到我们现在难以想象的能量,可以想象的是,届时的人类将有足够的能量对太阳系中的其他天体如法炮制,并最终建成能把太阳包裹住的戴森球,到那个时候,人类或许就离II型文明不远了。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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