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戴森球真的存在吗?它的工作原理是怎样的?怎么建造戴森球?

作者:决定性时刻
戴森球真的存在吗?它的工作原理是怎样的?怎么建造戴森球?

戴森球是什么?

戴森球是一个想象中的巨型结构——巨大到可以收集恒星释放的大部分能量。戴森球的基本设计思想是在恒星周围建造一个球形结构,将其包围,然后吸收、转化和储存恒星辐射的能量。科学家认为,如果宇宙中存在高级文明,他们可能需要大量的能源,戴森球是最经济可行的解决方案。

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弗里曼·戴森

戴森球是谁什么时候提出来的?

它是以物理学家弗里曼·戴森(1923-2020)的名字命名的。1960年,他发表了一篇讨论探测外星文明方法的论文,其中提到了戴森球。不过,戴森承认自己的灵感来自作家奥拉夫·斯特普尔顿的科幻小说《造星主》,该书于1937年出版后广受好评。斯特普尔顿在小说里描述到:在宇宙中每颗恒星都被“一层薄纱”所包围,这些薄纱纵横交错,“为智慧生物收集分散的恒星能量”。自从戴森球的概念出现以来,许多研究地外文明的科学家都考虑过这种可能性。

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戴森球真的存在吗?

目前没有证据表明宇宙中存在戴森球。但是,这种设想理论上是否可能,科学家还是可以发表一些看法的。首先,虽然建造戴森球所需的技术水平远超人类目前的水平,但从工程技术的角度来看,并不存在不可逾越的障碍。只要科技发展到一定程度,人类准备了足够的资源,戴森圈一定可以建成。一位科学家甚至估计,在大约100年内,人类可以将其付诸实践。然而,一些科学家认为这种观点过于乐观。

事实上,天文学家已经为宇宙中可能存在的戴森球总数设定了上限。这是因为戴森球的存在会遮挡恒星的光线,导致恒星亮度降低。此外,戴森球在收集恒星能量的同时,也以红外线的形式辐射出一部分能量。科学家通过仔细搜寻亮度过暗或红外线过强的恒星,推测在地球周围16000光年(地球到银河系中心的距离约为26000光年)内,最多有10000颗恒星周围可能存在戴森球。当然,这并不意味着戴森球确实存在,只是有可能存在。

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科幻作品里的戴森球是什么样子的?

戴森球或类似的概念曾经出现在一些知名的科幻作品中,比如弗里茨·莱贝儿的《漫游者》(1964年出版)、拉里·尼文的《环形世界》(1970年出版)和斯蒂芬·巴克斯特的《时间船》(1995年出版),以及1992年的科幻电视剧《星际迷航:下一代》。很多科幻作家把戴森球描绘成一个刚性的球形结构,将整颗恒星紧紧包裹。然而这并不是戴森最初的设想,也不太可能实现。还有科幻作品把戴森球设计成环状结构和卫星群。

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戴森球体的工作原理是什么?

戴森球的作用是收集恒星释放的巨大能量。我们已经掌握了利用恒星能量的基本技术——太阳能电池。太阳能电池的原理是“光伏效应”。光子将电子从原子中击出,导致材料内部正负电荷分离,从而产生电流。不管戴森球的形式如何千变万化,它们产生能量的原理很可能都是光伏效应。一些科学家猜测,戴森球产生的能量将通过某种无线技术传输到恒星附近的文明。

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如何搭建戴森球?

有许多可能的方法。其中之一就是在恒星周围构建一个球形框架(称为“戴森壳”)。考虑到恒星的引力和辐射压力,这样的结构可能既要有弹性又要有推进装置来改变外壳的位置。然而,一些科学家认为,这样的球形结构可能不够稳定。也许戴森球根本不是“球”,它也可以是其他形式的,比如环状结构、绕恒星运行的动态卫星群、与恒星保持相对静止的静态卫星群(“戴森泡”)。还有科学家提出,可以从类地行星上获取原材料,然后遥控大量的太空机器人来建造这样的设施。还有一些更夸张的想法,比如星系大小的“智能尘埃云”,可以同时收集数十亿颗恒星的能量。

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一些“奇怪”的宇宙信号可能来自戴森球?

宇宙中有很多奇怪莫名的信号,但到目前为止,没有一个和戴森球有关。几年前有一颗俗称“塔比星”的恒星,由于不明原因亮度下降,让人联想到戴森球,但进一步观察发现,其实是恒星周围的尘埃云造成的。

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