偉大的戴森雲工程將在100年內實施

沒有能源,一切將化為烏有,有了能源一切皆有可能。其實這個世界就是一個能量的世界。在太陽系,太陽就是我們的能量之母,這一點是毫無疑義的。所以,最大限度利用太陽能,將是未來解決能源問題的根本出路。

戴森球就是這樣一個驚天的設想。弗里曼·戴森(Freeman Dyson)是傑出的美國物理學家,曾經擔任愛因斯坦的副手,當時在普林斯頓高等研究院工作。1960年,他提出了一個方案:他認為,地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段;而一個恆星的所有行星系統中,能源幾乎都來自恆星的輻射,但絕大部分都被浪費掉了,目前我們太陽系各行星只接收了太陽輻射能量的大約 1/10^9。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,只有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。

這就是所謂的“戴森球”理論。這個理論在當時看來很燒腦,也很奇異。但隨後的研究表明,這種設想並非完全不可能,而且天文學家們似乎在深空找到了一些類似“戴森球”的可疑星體。上個世紀七十年代,當我們還在鼓吹“知識越多越反動”,革著科學家們的“命”的時候,世界上的天文學家們進行了一項對全天25萬個天體的紅外巡天調查,發現了17個類似戴森球特徵的天體。雖然目前對於外星系戴森球尚無定論,但科學家們正在持續努力。美國國家航空航天局的哈勃空間望遠鏡與斯皮策紅外空間望遠鏡正在對獵犬座M51螺旋星系和距離我們6000萬光年的橢圓星系持續跟蹤觀測。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

沒有能源,一切將化為烏有,有了能源一切皆有可能。其實這個世界就是一個能量的世界。在太陽系,太陽就是我們的能量之母,這一點是毫無疑義的。所以,最大限度利用太陽能,將是未來解決能源問題的根本出路。

戴森球就是這樣一個驚天的設想。弗里曼·戴森(Freeman Dyson)是傑出的美國物理學家,曾經擔任愛因斯坦的副手,當時在普林斯頓高等研究院工作。1960年,他提出了一個方案:他認為,地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段;而一個恆星的所有行星系統中,能源幾乎都來自恆星的輻射,但絕大部分都被浪費掉了,目前我們太陽系各行星只接收了太陽輻射能量的大約 1/10^9。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,只有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。

這就是所謂的“戴森球”理論。這個理論在當時看來很燒腦,也很奇異。但隨後的研究表明,這種設想並非完全不可能,而且天文學家們似乎在深空找到了一些類似“戴森球”的可疑星體。上個世紀七十年代,當我們還在鼓吹“知識越多越反動”,革著科學家們的“命”的時候,世界上的天文學家們進行了一項對全天25萬個天體的紅外巡天調查,發現了17個類似戴森球特徵的天體。雖然目前對於外星系戴森球尚無定論,但科學家們正在持續努力。美國國家航空航天局的哈勃空間望遠鏡與斯皮策紅外空間望遠鏡正在對獵犬座M51螺旋星系和距離我們6000萬光年的橢圓星系持續跟蹤觀測。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

隨著科學的發展,人們已經覺得建造一個戴森球,以解決人類未來的能源需求是很迫切的方案了。在許多設計中,戴森球概念經常被理解為一個環繞太陽的人工物質球體。戴森在回覆有關他的論文的信中說,“一個包圍太陽的堅固的殼或環從力學上是不可行的。我設想的一個生物圈的形式是由鬆散的太陽能收集器或獨立環繞太陽軌道的衛星雲(SWARM)組成。”“戴森球”其實只是一個統稱,科學家提出了許多變體方案。主要有“戴森雲”“戴森殼”“戴森泡”幾種形式的方案。

“戴森雲”通常為太陽能收集衛星和空間定居點組成,這些巨大而分別獨立的太陽能收集器類似於環繞地球的雲。建設一個戴森雲有這樣幾個優勢:建造的元件可以有範圍很廣各種各樣的尺寸選擇,這樣便能逐步逐步在一個很長的歷史時期內建設。不同形式的無線能量傳輸能用於在不同的結構之間傳輸能量。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

沒有能源,一切將化為烏有,有了能源一切皆有可能。其實這個世界就是一個能量的世界。在太陽系,太陽就是我們的能量之母,這一點是毫無疑義的。所以,最大限度利用太陽能,將是未來解決能源問題的根本出路。

戴森球就是這樣一個驚天的設想。弗里曼·戴森(Freeman Dyson)是傑出的美國物理學家,曾經擔任愛因斯坦的副手,當時在普林斯頓高等研究院工作。1960年,他提出了一個方案:他認為,地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段;而一個恆星的所有行星系統中,能源幾乎都來自恆星的輻射,但絕大部分都被浪費掉了,目前我們太陽系各行星只接收了太陽輻射能量的大約 1/10^9。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,只有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。

這就是所謂的“戴森球”理論。這個理論在當時看來很燒腦,也很奇異。但隨後的研究表明,這種設想並非完全不可能,而且天文學家們似乎在深空找到了一些類似“戴森球”的可疑星體。上個世紀七十年代,當我們還在鼓吹“知識越多越反動”,革著科學家們的“命”的時候,世界上的天文學家們進行了一項對全天25萬個天體的紅外巡天調查,發現了17個類似戴森球特徵的天體。雖然目前對於外星系戴森球尚無定論,但科學家們正在持續努力。美國國家航空航天局的哈勃空間望遠鏡與斯皮策紅外空間望遠鏡正在對獵犬座M51螺旋星系和距離我們6000萬光年的橢圓星系持續跟蹤觀測。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

隨著科學的發展,人們已經覺得建造一個戴森球,以解決人類未來的能源需求是很迫切的方案了。在許多設計中,戴森球概念經常被理解為一個環繞太陽的人工物質球體。戴森在回覆有關他的論文的信中說,“一個包圍太陽的堅固的殼或環從力學上是不可行的。我設想的一個生物圈的形式是由鬆散的太陽能收集器或獨立環繞太陽軌道的衛星雲(SWARM)組成。”“戴森球”其實只是一個統稱,科學家提出了許多變體方案。主要有“戴森雲”“戴森殼”“戴森泡”幾種形式的方案。

“戴森雲”通常為太陽能收集衛星和空間定居點組成,這些巨大而分別獨立的太陽能收集器類似於環繞地球的雲。建設一個戴森雲有這樣幾個優勢:建造的元件可以有範圍很廣各種各樣的尺寸選擇,這樣便能逐步逐步在一個很長的歷史時期內建設。不同形式的無線能量傳輸能用於在不同的結構之間傳輸能量。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

“戴森殼”是一個獨特的堅固的環繞太陽的物質殼體。不像戴森雲,這一結構將完全改變居於其中央的星體的光線發散,並且攔截住100%的恆星能量輸出。這樣一個結構將需要一個巨大無比的表面提供給人類殖民者定居。若在我們太陽系中建造的戴森殼的直徑是一天文單位距離(地日距離),則戴森殼內壁上任意一點上將接受同等數量的太陽光照射,這正像地球一樣。此內壁的面積等同於55億倍地球的表面積(地球表面積:5.1億平方公里),這將攔截全部太陽能量輸出;而其他的變體將比它攔截的更少。接受到的太陽的能量輸出大概是人類社會在1998年消耗的全部能量1.2x10^13 W的幾十億倍。

“戴森泡”類似於戴森雲,有許多獨立的結構組成(通常為太陽能收集衛星和太空殖民地),同樣也是可以逐漸地建立起來。不同於戴森雲,此方案不是用環繞軌道的方法,而是通過太陽帆衛星,即通過巨大的承受光壓壓力的太陽帆來抵消太陽的重力拉力的太陽能收集衛星。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

沒有能源,一切將化為烏有,有了能源一切皆有可能。其實這個世界就是一個能量的世界。在太陽系,太陽就是我們的能量之母,這一點是毫無疑義的。所以,最大限度利用太陽能,將是未來解決能源問題的根本出路。

戴森球就是這樣一個驚天的設想。弗里曼·戴森(Freeman Dyson)是傑出的美國物理學家,曾經擔任愛因斯坦的副手,當時在普林斯頓高等研究院工作。1960年,他提出了一個方案:他認為,地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段;而一個恆星的所有行星系統中,能源幾乎都來自恆星的輻射,但絕大部分都被浪費掉了,目前我們太陽系各行星只接收了太陽輻射能量的大約 1/10^9。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,只有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。

這就是所謂的“戴森球”理論。這個理論在當時看來很燒腦,也很奇異。但隨後的研究表明,這種設想並非完全不可能,而且天文學家們似乎在深空找到了一些類似“戴森球”的可疑星體。上個世紀七十年代,當我們還在鼓吹“知識越多越反動”,革著科學家們的“命”的時候,世界上的天文學家們進行了一項對全天25萬個天體的紅外巡天調查,發現了17個類似戴森球特徵的天體。雖然目前對於外星系戴森球尚無定論,但科學家們正在持續努力。美國國家航空航天局的哈勃空間望遠鏡與斯皮策紅外空間望遠鏡正在對獵犬座M51螺旋星系和距離我們6000萬光年的橢圓星系持續跟蹤觀測。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

隨著科學的發展,人們已經覺得建造一個戴森球,以解決人類未來的能源需求是很迫切的方案了。在許多設計中,戴森球概念經常被理解為一個環繞太陽的人工物質球體。戴森在回覆有關他的論文的信中說,“一個包圍太陽的堅固的殼或環從力學上是不可行的。我設想的一個生物圈的形式是由鬆散的太陽能收集器或獨立環繞太陽軌道的衛星雲(SWARM)組成。”“戴森球”其實只是一個統稱,科學家提出了許多變體方案。主要有“戴森雲”“戴森殼”“戴森泡”幾種形式的方案。

“戴森雲”通常為太陽能收集衛星和空間定居點組成,這些巨大而分別獨立的太陽能收集器類似於環繞地球的雲。建設一個戴森雲有這樣幾個優勢:建造的元件可以有範圍很廣各種各樣的尺寸選擇,這樣便能逐步逐步在一個很長的歷史時期內建設。不同形式的無線能量傳輸能用於在不同的結構之間傳輸能量。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

“戴森殼”是一個獨特的堅固的環繞太陽的物質殼體。不像戴森雲,這一結構將完全改變居於其中央的星體的光線發散,並且攔截住100%的恆星能量輸出。這樣一個結構將需要一個巨大無比的表面提供給人類殖民者定居。若在我們太陽系中建造的戴森殼的直徑是一天文單位距離(地日距離),則戴森殼內壁上任意一點上將接受同等數量的太陽光照射,這正像地球一樣。此內壁的面積等同於55億倍地球的表面積(地球表面積:5.1億平方公里),這將攔截全部太陽能量輸出;而其他的變體將比它攔截的更少。接受到的太陽的能量輸出大概是人類社會在1998年消耗的全部能量1.2x10^13 W的幾十億倍。

“戴森泡”類似於戴森雲,有許多獨立的結構組成(通常為太陽能收集衛星和太空殖民地),同樣也是可以逐漸地建立起來。不同於戴森雲,此方案不是用環繞軌道的方法,而是通過太陽帆衛星,即通過巨大的承受光壓壓力的太陽帆來抵消太陽的重力拉力的太陽能收集衛星。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

除了以上幾種方案,還有“戴森網絡”、“泡世界”、“恆星引擎”等一些設想。每一種方案都有其優勢和弱點,這些所有的設想都還存在著很多困難和問題,目前還不具備實現的條件。這很正常,人類發展還處於很低級階段,如果能夠輕易做出這個“戴森球”才不正常呢。但人們已經開始躍躍欲試了。

1964年,蘇聯科學家卡爾達肖夫宇宙文明分三級的理論,簡單的說,一級文明就是可以駕馭行星級別的能量,二級文明可以駕馭恆星級別的能量,三級文明可以駕馭星系級別的能量。在前面說的對宇宙星體的觀察中,科學家發現一些形體類似戴森球可疑現象,如果能夠證實,就是說在宇宙中可能已經產生了二級文明,但目前並沒有觀察到整個星系被控制的現象,所以科學家們認為,至少還沒有發現三級文明的跡象。

地球的文明程度在三級文明劃分中還處於很低級狀態,還沒有達到一級文明狀態。物理學家加來道雄(Michio Kaku)認為一級文明應該能夠控制地震、火山以及天氣變化,甚至建設海洋城市。他認為人類還需要100-200年時間達到一級文明。而宇宙學家卡爾薩根(Carl Sagan)認為我們人類只處於0.7級文明。一些科學家估計,要達到二級文明,還需要3000到5000年的時間。但人類要過渡到二級文明,就需要巨大的能源,光靠地球資源已經遠遠不夠,建設戴森球來捕獲太陽的能量是一個最好的選項。

這個看起來還像天方夜譚的計劃,已經有人提出了具體的實施方案,而且聲稱在幾十年內就能夠完成這個工程。這個人就是牛津大學物理學家斯圖亞特•阿姆斯特朗,他已經為這個目標設計出一套精妙絕倫而又異常簡單的方案,他宣稱這個方案需要的幾乎都是人類現在已掌握的技術。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

沒有能源,一切將化為烏有,有了能源一切皆有可能。其實這個世界就是一個能量的世界。在太陽系,太陽就是我們的能量之母,這一點是毫無疑義的。所以,最大限度利用太陽能,將是未來解決能源問題的根本出路。

戴森球就是這樣一個驚天的設想。弗里曼·戴森(Freeman Dyson)是傑出的美國物理學家,曾經擔任愛因斯坦的副手,當時在普林斯頓高等研究院工作。1960年,他提出了一個方案:他認為,地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段;而一個恆星的所有行星系統中,能源幾乎都來自恆星的輻射,但絕大部分都被浪費掉了,目前我們太陽系各行星只接收了太陽輻射能量的大約 1/10^9。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,只有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。

這就是所謂的“戴森球”理論。這個理論在當時看來很燒腦,也很奇異。但隨後的研究表明,這種設想並非完全不可能,而且天文學家們似乎在深空找到了一些類似“戴森球”的可疑星體。上個世紀七十年代,當我們還在鼓吹“知識越多越反動”,革著科學家們的“命”的時候,世界上的天文學家們進行了一項對全天25萬個天體的紅外巡天調查,發現了17個類似戴森球特徵的天體。雖然目前對於外星系戴森球尚無定論,但科學家們正在持續努力。美國國家航空航天局的哈勃空間望遠鏡與斯皮策紅外空間望遠鏡正在對獵犬座M51螺旋星系和距離我們6000萬光年的橢圓星系持續跟蹤觀測。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

隨著科學的發展,人們已經覺得建造一個戴森球,以解決人類未來的能源需求是很迫切的方案了。在許多設計中,戴森球概念經常被理解為一個環繞太陽的人工物質球體。戴森在回覆有關他的論文的信中說,“一個包圍太陽的堅固的殼或環從力學上是不可行的。我設想的一個生物圈的形式是由鬆散的太陽能收集器或獨立環繞太陽軌道的衛星雲(SWARM)組成。”“戴森球”其實只是一個統稱,科學家提出了許多變體方案。主要有“戴森雲”“戴森殼”“戴森泡”幾種形式的方案。

“戴森雲”通常為太陽能收集衛星和空間定居點組成,這些巨大而分別獨立的太陽能收集器類似於環繞地球的雲。建設一個戴森雲有這樣幾個優勢:建造的元件可以有範圍很廣各種各樣的尺寸選擇,這樣便能逐步逐步在一個很長的歷史時期內建設。不同形式的無線能量傳輸能用於在不同的結構之間傳輸能量。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

“戴森殼”是一個獨特的堅固的環繞太陽的物質殼體。不像戴森雲,這一結構將完全改變居於其中央的星體的光線發散,並且攔截住100%的恆星能量輸出。這樣一個結構將需要一個巨大無比的表面提供給人類殖民者定居。若在我們太陽系中建造的戴森殼的直徑是一天文單位距離(地日距離),則戴森殼內壁上任意一點上將接受同等數量的太陽光照射,這正像地球一樣。此內壁的面積等同於55億倍地球的表面積(地球表面積:5.1億平方公里),這將攔截全部太陽能量輸出;而其他的變體將比它攔截的更少。接受到的太陽的能量輸出大概是人類社會在1998年消耗的全部能量1.2x10^13 W的幾十億倍。

“戴森泡”類似於戴森雲,有許多獨立的結構組成(通常為太陽能收集衛星和太空殖民地),同樣也是可以逐漸地建立起來。不同於戴森雲,此方案不是用環繞軌道的方法,而是通過太陽帆衛星,即通過巨大的承受光壓壓力的太陽帆來抵消太陽的重力拉力的太陽能收集衛星。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

除了以上幾種方案,還有“戴森網絡”、“泡世界”、“恆星引擎”等一些設想。每一種方案都有其優勢和弱點,這些所有的設想都還存在著很多困難和問題,目前還不具備實現的條件。這很正常,人類發展還處於很低級階段,如果能夠輕易做出這個“戴森球”才不正常呢。但人們已經開始躍躍欲試了。

1964年,蘇聯科學家卡爾達肖夫宇宙文明分三級的理論,簡單的說,一級文明就是可以駕馭行星級別的能量,二級文明可以駕馭恆星級別的能量,三級文明可以駕馭星系級別的能量。在前面說的對宇宙星體的觀察中,科學家發現一些形體類似戴森球可疑現象,如果能夠證實,就是說在宇宙中可能已經產生了二級文明,但目前並沒有觀察到整個星系被控制的現象,所以科學家們認為,至少還沒有發現三級文明的跡象。

地球的文明程度在三級文明劃分中還處於很低級狀態,還沒有達到一級文明狀態。物理學家加來道雄(Michio Kaku)認為一級文明應該能夠控制地震、火山以及天氣變化,甚至建設海洋城市。他認為人類還需要100-200年時間達到一級文明。而宇宙學家卡爾薩根(Carl Sagan)認為我們人類只處於0.7級文明。一些科學家估計,要達到二級文明,還需要3000到5000年的時間。但人類要過渡到二級文明,就需要巨大的能源,光靠地球資源已經遠遠不夠,建設戴森球來捕獲太陽的能量是一個最好的選項。

這個看起來還像天方夜譚的計劃,已經有人提出了具體的實施方案,而且聲稱在幾十年內就能夠完成這個工程。這個人就是牛津大學物理學家斯圖亞特•阿姆斯特朗,他已經為這個目標設計出一套精妙絕倫而又異常簡單的方案,他宣稱這個方案需要的幾乎都是人類現在已掌握的技術。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

阿姆斯特朗建議的方案是建造戴森雲(有時被稱作I型戴森球),它由大量繞日運行且密集排布的獨立結構組成。這個方法的優點在於戴森雲結構可以逐步建成,而且各部件之間和部件與地球之間可以採用多種無線傳輸形式傳遞能量。這個計劃分成五步,即:獲得能量--在水星採礦--將原料送入軌道--製造太陽能收集器--汲取能量。這個計劃是先從水星礦藏中獲得原材料,分步實施。水星的質量是3.3x 10^23 千克,可使用的質量為51.9%,最終會將水星全部拆解,如果真想完全包圍太陽,要拆解的不僅僅是水星,還有金星、某些帶外行星和任何附近的小行星。

阿姆斯特朗指出,如果使用循環進行的方式,將產生遞增的效果,甚至是指數級遞增的建設速度。他建議將整個工程拆分成他所謂的“十年計劃”。基本上,我們應該用第一個十年建造第一組陣列,然後利用這團初始戴森雲提供的能量,助力工程餘下的工作。按照這樣的時間計劃,水星大約將在第四個十年週期的時候被完全拆解。換句話說,人類可以在四十年裡創造出由水星一半以上質量組成的戴森雲。假如我們願意繼續下去,只要再花大約一年時間便可以拆解金星。假如不停下建設的腳步,直到包圍整個太陽,人類最終會擁有3.8 x 10^ 26 瓦特的能量。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

沒有能源,一切將化為烏有,有了能源一切皆有可能。其實這個世界就是一個能量的世界。在太陽系,太陽就是我們的能量之母,這一點是毫無疑義的。所以,最大限度利用太陽能,將是未來解決能源問題的根本出路。

戴森球就是這樣一個驚天的設想。弗里曼·戴森(Freeman Dyson)是傑出的美國物理學家,曾經擔任愛因斯坦的副手,當時在普林斯頓高等研究院工作。1960年,他提出了一個方案:他認為,地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段;而一個恆星的所有行星系統中,能源幾乎都來自恆星的輻射,但絕大部分都被浪費掉了,目前我們太陽系各行星只接收了太陽輻射能量的大約 1/10^9。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,只有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。

這就是所謂的“戴森球”理論。這個理論在當時看來很燒腦,也很奇異。但隨後的研究表明,這種設想並非完全不可能,而且天文學家們似乎在深空找到了一些類似“戴森球”的可疑星體。上個世紀七十年代,當我們還在鼓吹“知識越多越反動”,革著科學家們的“命”的時候,世界上的天文學家們進行了一項對全天25萬個天體的紅外巡天調查,發現了17個類似戴森球特徵的天體。雖然目前對於外星系戴森球尚無定論,但科學家們正在持續努力。美國國家航空航天局的哈勃空間望遠鏡與斯皮策紅外空間望遠鏡正在對獵犬座M51螺旋星系和距離我們6000萬光年的橢圓星系持續跟蹤觀測。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

隨著科學的發展,人們已經覺得建造一個戴森球,以解決人類未來的能源需求是很迫切的方案了。在許多設計中,戴森球概念經常被理解為一個環繞太陽的人工物質球體。戴森在回覆有關他的論文的信中說,“一個包圍太陽的堅固的殼或環從力學上是不可行的。我設想的一個生物圈的形式是由鬆散的太陽能收集器或獨立環繞太陽軌道的衛星雲(SWARM)組成。”“戴森球”其實只是一個統稱,科學家提出了許多變體方案。主要有“戴森雲”“戴森殼”“戴森泡”幾種形式的方案。

“戴森雲”通常為太陽能收集衛星和空間定居點組成,這些巨大而分別獨立的太陽能收集器類似於環繞地球的雲。建設一個戴森雲有這樣幾個優勢:建造的元件可以有範圍很廣各種各樣的尺寸選擇,這樣便能逐步逐步在一個很長的歷史時期內建設。不同形式的無線能量傳輸能用於在不同的結構之間傳輸能量。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

“戴森殼”是一個獨特的堅固的環繞太陽的物質殼體。不像戴森雲,這一結構將完全改變居於其中央的星體的光線發散,並且攔截住100%的恆星能量輸出。這樣一個結構將需要一個巨大無比的表面提供給人類殖民者定居。若在我們太陽系中建造的戴森殼的直徑是一天文單位距離(地日距離),則戴森殼內壁上任意一點上將接受同等數量的太陽光照射,這正像地球一樣。此內壁的面積等同於55億倍地球的表面積(地球表面積:5.1億平方公里),這將攔截全部太陽能量輸出;而其他的變體將比它攔截的更少。接受到的太陽的能量輸出大概是人類社會在1998年消耗的全部能量1.2x10^13 W的幾十億倍。

“戴森泡”類似於戴森雲,有許多獨立的結構組成(通常為太陽能收集衛星和太空殖民地),同樣也是可以逐漸地建立起來。不同於戴森雲,此方案不是用環繞軌道的方法,而是通過太陽帆衛星,即通過巨大的承受光壓壓力的太陽帆來抵消太陽的重力拉力的太陽能收集衛星。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

除了以上幾種方案,還有“戴森網絡”、“泡世界”、“恆星引擎”等一些設想。每一種方案都有其優勢和弱點,這些所有的設想都還存在著很多困難和問題,目前還不具備實現的條件。這很正常,人類發展還處於很低級階段,如果能夠輕易做出這個“戴森球”才不正常呢。但人們已經開始躍躍欲試了。

1964年,蘇聯科學家卡爾達肖夫宇宙文明分三級的理論,簡單的說,一級文明就是可以駕馭行星級別的能量,二級文明可以駕馭恆星級別的能量,三級文明可以駕馭星系級別的能量。在前面說的對宇宙星體的觀察中,科學家發現一些形體類似戴森球可疑現象,如果能夠證實,就是說在宇宙中可能已經產生了二級文明,但目前並沒有觀察到整個星系被控制的現象,所以科學家們認為,至少還沒有發現三級文明的跡象。

地球的文明程度在三級文明劃分中還處於很低級狀態,還沒有達到一級文明狀態。物理學家加來道雄(Michio Kaku)認為一級文明應該能夠控制地震、火山以及天氣變化,甚至建設海洋城市。他認為人類還需要100-200年時間達到一級文明。而宇宙學家卡爾薩根(Carl Sagan)認為我們人類只處於0.7級文明。一些科學家估計,要達到二級文明,還需要3000到5000年的時間。但人類要過渡到二級文明,就需要巨大的能源,光靠地球資源已經遠遠不夠,建設戴森球來捕獲太陽的能量是一個最好的選項。

這個看起來還像天方夜譚的計劃,已經有人提出了具體的實施方案,而且聲稱在幾十年內就能夠完成這個工程。這個人就是牛津大學物理學家斯圖亞特•阿姆斯特朗,他已經為這個目標設計出一套精妙絕倫而又異常簡單的方案,他宣稱這個方案需要的幾乎都是人類現在已掌握的技術。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

阿姆斯特朗建議的方案是建造戴森雲(有時被稱作I型戴森球),它由大量繞日運行且密集排布的獨立結構組成。這個方法的優點在於戴森雲結構可以逐步建成,而且各部件之間和部件與地球之間可以採用多種無線傳輸形式傳遞能量。這個計劃分成五步,即:獲得能量--在水星採礦--將原料送入軌道--製造太陽能收集器--汲取能量。這個計劃是先從水星礦藏中獲得原材料,分步實施。水星的質量是3.3x 10^23 千克,可使用的質量為51.9%,最終會將水星全部拆解,如果真想完全包圍太陽,要拆解的不僅僅是水星,還有金星、某些帶外行星和任何附近的小行星。

阿姆斯特朗指出,如果使用循環進行的方式,將產生遞增的效果,甚至是指數級遞增的建設速度。他建議將整個工程拆分成他所謂的“十年計劃”。基本上,我們應該用第一個十年建造第一組陣列,然後利用這團初始戴森雲提供的能量,助力工程餘下的工作。按照這樣的時間計劃,水星大約將在第四個十年週期的時候被完全拆解。換句話說,人類可以在四十年裡創造出由水星一半以上質量組成的戴森雲。假如我們願意繼續下去,只要再花大約一年時間便可以拆解金星。假如不停下建設的腳步,直到包圍整個太陽,人類最終會擁有3.8 x 10^ 26 瓦特的能量。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

這是迄今為止人類最偉大工程的構想,雖然還沒有啟動,但時空通訊大膽預測,只要人類能夠團結合作達成共識,這個宏偉構想將會在100年內實施。當我們還在為吃喝拉撒郎情妾意想破腦袋的時候,科學家已經為人類的未來想的很遠很遠。從古到今,正是一批又一批科學家們孜孜以求的發現和創造,才保護了人類得以更好的延續,才有了我們今天充分享受的現代生活。人類的未來依然需要這樣一批有遠見和奉獻精神的科學家,才能使人類文明繼續得到保護和發展。由此我們應該感恩,應該對這些科學家由衷的敬佩和感謝。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

沒有能源,一切將化為烏有,有了能源一切皆有可能。其實這個世界就是一個能量的世界。在太陽系,太陽就是我們的能量之母,這一點是毫無疑義的。所以,最大限度利用太陽能,將是未來解決能源問題的根本出路。

戴森球就是這樣一個驚天的設想。弗里曼·戴森(Freeman Dyson)是傑出的美國物理學家,曾經擔任愛因斯坦的副手,當時在普林斯頓高等研究院工作。1960年,他提出了一個方案:他認為,地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段;而一個恆星的所有行星系統中,能源幾乎都來自恆星的輻射,但絕大部分都被浪費掉了,目前我們太陽系各行星只接收了太陽輻射能量的大約 1/10^9。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,只有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。

這就是所謂的“戴森球”理論。這個理論在當時看來很燒腦,也很奇異。但隨後的研究表明,這種設想並非完全不可能,而且天文學家們似乎在深空找到了一些類似“戴森球”的可疑星體。上個世紀七十年代,當我們還在鼓吹“知識越多越反動”,革著科學家們的“命”的時候,世界上的天文學家們進行了一項對全天25萬個天體的紅外巡天調查,發現了17個類似戴森球特徵的天體。雖然目前對於外星系戴森球尚無定論,但科學家們正在持續努力。美國國家航空航天局的哈勃空間望遠鏡與斯皮策紅外空間望遠鏡正在對獵犬座M51螺旋星系和距離我們6000萬光年的橢圓星系持續跟蹤觀測。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

隨著科學的發展,人們已經覺得建造一個戴森球,以解決人類未來的能源需求是很迫切的方案了。在許多設計中,戴森球概念經常被理解為一個環繞太陽的人工物質球體。戴森在回覆有關他的論文的信中說,“一個包圍太陽的堅固的殼或環從力學上是不可行的。我設想的一個生物圈的形式是由鬆散的太陽能收集器或獨立環繞太陽軌道的衛星雲(SWARM)組成。”“戴森球”其實只是一個統稱,科學家提出了許多變體方案。主要有“戴森雲”“戴森殼”“戴森泡”幾種形式的方案。

“戴森雲”通常為太陽能收集衛星和空間定居點組成,這些巨大而分別獨立的太陽能收集器類似於環繞地球的雲。建設一個戴森雲有這樣幾個優勢:建造的元件可以有範圍很廣各種各樣的尺寸選擇,這樣便能逐步逐步在一個很長的歷史時期內建設。不同形式的無線能量傳輸能用於在不同的結構之間傳輸能量。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

“戴森殼”是一個獨特的堅固的環繞太陽的物質殼體。不像戴森雲,這一結構將完全改變居於其中央的星體的光線發散,並且攔截住100%的恆星能量輸出。這樣一個結構將需要一個巨大無比的表面提供給人類殖民者定居。若在我們太陽系中建造的戴森殼的直徑是一天文單位距離(地日距離),則戴森殼內壁上任意一點上將接受同等數量的太陽光照射,這正像地球一樣。此內壁的面積等同於55億倍地球的表面積(地球表面積:5.1億平方公里),這將攔截全部太陽能量輸出;而其他的變體將比它攔截的更少。接受到的太陽的能量輸出大概是人類社會在1998年消耗的全部能量1.2x10^13 W的幾十億倍。

“戴森泡”類似於戴森雲,有許多獨立的結構組成(通常為太陽能收集衛星和太空殖民地),同樣也是可以逐漸地建立起來。不同於戴森雲,此方案不是用環繞軌道的方法,而是通過太陽帆衛星,即通過巨大的承受光壓壓力的太陽帆來抵消太陽的重力拉力的太陽能收集衛星。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

除了以上幾種方案,還有“戴森網絡”、“泡世界”、“恆星引擎”等一些設想。每一種方案都有其優勢和弱點,這些所有的設想都還存在著很多困難和問題,目前還不具備實現的條件。這很正常,人類發展還處於很低級階段,如果能夠輕易做出這個“戴森球”才不正常呢。但人們已經開始躍躍欲試了。

1964年,蘇聯科學家卡爾達肖夫宇宙文明分三級的理論,簡單的說,一級文明就是可以駕馭行星級別的能量,二級文明可以駕馭恆星級別的能量,三級文明可以駕馭星系級別的能量。在前面說的對宇宙星體的觀察中,科學家發現一些形體類似戴森球可疑現象,如果能夠證實,就是說在宇宙中可能已經產生了二級文明,但目前並沒有觀察到整個星系被控制的現象,所以科學家們認為,至少還沒有發現三級文明的跡象。

地球的文明程度在三級文明劃分中還處於很低級狀態,還沒有達到一級文明狀態。物理學家加來道雄(Michio Kaku)認為一級文明應該能夠控制地震、火山以及天氣變化,甚至建設海洋城市。他認為人類還需要100-200年時間達到一級文明。而宇宙學家卡爾薩根(Carl Sagan)認為我們人類只處於0.7級文明。一些科學家估計,要達到二級文明,還需要3000到5000年的時間。但人類要過渡到二級文明,就需要巨大的能源,光靠地球資源已經遠遠不夠,建設戴森球來捕獲太陽的能量是一個最好的選項。

這個看起來還像天方夜譚的計劃,已經有人提出了具體的實施方案,而且聲稱在幾十年內就能夠完成這個工程。這個人就是牛津大學物理學家斯圖亞特•阿姆斯特朗,他已經為這個目標設計出一套精妙絕倫而又異常簡單的方案,他宣稱這個方案需要的幾乎都是人類現在已掌握的技術。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

阿姆斯特朗建議的方案是建造戴森雲(有時被稱作I型戴森球),它由大量繞日運行且密集排布的獨立結構組成。這個方法的優點在於戴森雲結構可以逐步建成,而且各部件之間和部件與地球之間可以採用多種無線傳輸形式傳遞能量。這個計劃分成五步,即:獲得能量--在水星採礦--將原料送入軌道--製造太陽能收集器--汲取能量。這個計劃是先從水星礦藏中獲得原材料,分步實施。水星的質量是3.3x 10^23 千克,可使用的質量為51.9%,最終會將水星全部拆解,如果真想完全包圍太陽,要拆解的不僅僅是水星,還有金星、某些帶外行星和任何附近的小行星。

阿姆斯特朗指出,如果使用循環進行的方式,將產生遞增的效果,甚至是指數級遞增的建設速度。他建議將整個工程拆分成他所謂的“十年計劃”。基本上,我們應該用第一個十年建造第一組陣列,然後利用這團初始戴森雲提供的能量,助力工程餘下的工作。按照這樣的時間計劃,水星大約將在第四個十年週期的時候被完全拆解。換句話說,人類可以在四十年裡創造出由水星一半以上質量組成的戴森雲。假如我們願意繼續下去,只要再花大約一年時間便可以拆解金星。假如不停下建設的腳步,直到包圍整個太陽,人類最終會擁有3.8 x 10^ 26 瓦特的能量。

偉大的戴森雲工程將在100年內實施

這是迄今為止人類最偉大工程的構想,雖然還沒有啟動,但時空通訊大膽預測,只要人類能夠團結合作達成共識,這個宏偉構想將會在100年內實施。當我們還在為吃喝拉撒郎情妾意想破腦袋的時候,科學家已經為人類的未來想的很遠很遠。從古到今,正是一批又一批科學家們孜孜以求的發現和創造,才保護了人類得以更好的延續,才有了我們今天充分享受的現代生活。人類的未來依然需要這樣一批有遠見和奉獻精神的科學家,才能使人類文明繼續得到保護和發展。由此我們應該感恩,應該對這些科學家由衷的敬佩和感謝。

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