戴森球是指一種能夠将恒星包裹在其内的巨型人造結構,它能夠吸收恒星所釋放出的大多數能量(甚至全部能量),并将其提供給智慧文明使用。戴森球的概念最早由物理學家弗裡曼·戴森于1960年提出,後來常被當作宇宙二級文明的标志。
宇宙二級文明與戴森球有什麼關系?
關于宇宙文明等級的劃分,目前普遍采用的是“卡爾達舍夫文明指數”,根據設定,一個智慧文明在單位時間内消耗的能量越多,其文明指數就越高,對此我們可以簡單理解為,能量的消耗量會随着科技水平的提高而指數級地上升。
“卡爾達舍夫文明指數”可由公式“(log10P - 6)/10”來進行計算(其中P為智慧文明的平均功率),由此可知,宇宙二級文明對應的平均功率為10^26瓦特,然而人類文明目前的平均功率隻有大約2 x 10^13瓦特,也就是說,如果人類想要升級成宇宙二級文明,就需要将自己的平均功率在現有基礎上提升5萬億倍。
如此多的能量從何而來呢?一個簡單的選擇就是制造一個戴森球來吸收太陽的能量,畢竟太陽的功率可以高達3.8 x 10^26瓦特,人類隻需要收集并利用其中的一部分,就可以輕松升級成宇宙二級文明。
更重要的是,太陽系中99.86%的質量都集中在太陽上,這就意味着,除了太陽之外,人類在太陽系中就找不到更強大的能量來源。對于宇宙中可能存在的其它智慧文明而言,情況也是大同小異,正因為如此,才有人認為戴森球是宇宙二級文明的标志。那麼問題就來了,人類未來是否一定要制造戴森球呢?
人類想要升級成宇宙二級文明,是否一定要制造戴森球?從實際情況來看,想要制造戴森球可以說是非常困難。首先就是材料來源的問題,太陽的直徑約為139.2公裡,而想要制造一個将太陽包裹住的戴森球,其直徑就必須比太陽還要大得多,需要的材料量将會大得難以想象。
即使人類能夠找到足夠的材料,接下來還會面對諸如材料強度、系統耐高溫性能、結構穩定性、能量的儲存和傳輸以及後期維護等等一系列難以解決的問題。
當然了,上述難題隻是對于目前的人類而言,或許我們可以認為,以人類未來的科技水平,這些難題都可以輕松解決。但問題是,在科技水平足夠強大的情況下,制造戴森球是人類唯一的選擇嗎?
想象一下,假如我們需要從一堆熊熊燃燒的篝火中收集能量,應該使用什麼方法?是在這堆篝火旁設置能量收集裝置嗎?當然不是,更簡單有效的做法應該是,想辦法将這堆篝火中的燃料取出來,然後在需要的時候再讓其燃燒。
同樣的道理,太陽就相當于一堆篝火,未來的人類完全可以将太陽這堆“篝火”中的“燃料”取出來,然後在需要的時候使用。
我們知道,太陽釋放出的能量來自于其核心的核聚變反應,也就是說,如果人類未來能夠制造出可以在太陽上大量收集物質的宇宙飛船,并且掌握了相應的可控核聚變技術,就可以用這種方式從太陽獲取能量了。
雖然這看上去依然很科幻,但相對于制造戴森球來講,其難度可以說是大幅度地降低了,而對于一個“準宇宙二級文明”來講,應該是早已擁有了相應的技術。因此可以說,未來的人類想要升級成宇宙二級文明,并不是一定要制造戴森球,在科技水平足夠強大的情況下,人類完全可以直接從太陽上提取燃料。
值得一提的是,雖然太陽内部的核聚變反應每秒鐘會消耗掉大約6億噸的氫,但因為太陽的質量高達1.989 x 10^30千克,所以太陽還可以“燃燒”長達50億年的時間。這就意味着,太陽上的“燃料”足夠人類使用相當長的一段時間。
更重要的是,宇宙中又不是隻有太陽這一顆恒星,未來的人類完全可以到其它的恒星去繼續發展嘛,你認為呢?
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