03.06 人类能够造出戴森环吗?

科学探索菌


人类在短期内当然制造不出戴森环!

要想说清楚“戴森环”,我们需要先从“戴森球”说起:它是弗里曼·戴森在1960年就提出的,其实就是建造一个直径2亿km不等,用来包裹恒星开采恒星能的人造天体。其本质是利用恒星做动力源的天然的核聚变反应堆。后来人类发现建造难度太大,就改成只人工建造一个直径2亿千米的圆环,即将“戴森球”简化成“戴森环”。

但是,要完成这一任务需要付出的努力是非常大的。毕竟虽然我们距离太阳只有8光分的距离,凭借我们人类目前的飞行器的确可以飞抵这一距离。但是,由于太阳辐射的能量巨大,不仅会造成人类飞行器过热甚至气化,而且太阳粒子具有极强电磁辐射能量,也会使人类派出的宇航员无法生存。所以,想在太阳周围建造这样一个直径2亿千米的圆环也是难于上青天。人类莫不如,合理利用自己现有的能源、崇尚极简生活。毕竟靠获取无限能量来满足无限欲望永远也是不现实的!


地震博士


啥是戴森环?第一次听到这个名词的朋友可能会一脸懵圈。戴森环是戴森球的一个种类。那啥是戴森球啊?

戴森球是美国物理学家弗里曼戴森假想的一种宇宙中用来包裹恒星的巨大人造天体。包裹恒星的巨大天体?是的,没错!为什么要包裹恒星呢?戴森认为,像地球这样的行星能源总是有限的。它不能支持人类文明发展到更高级的阶段。而太阳所蕴含的能源是非常巨大的,但是太阳的能量向着四面八方的宇宙辐射,地球只接收到了太阳辐射总能量的十亿分之一,其余大多数的能量都白白流失到了宇宙中浪费掉了。

图示:想象中的戴森球

因此当人类文明发展到一定高度的时候,地球能源不足以支撑其继续发展了,人类就要考虑建造一个巨大的戴森球来把太阳包裹起来,或者围绕着太阳建造一个戴森环来获取更多的太阳能源支持自身向更高的文明发展。

现在来看建造一个能够把太阳包起来的戴森球只是科学幻想,根本无法实现。因此科学家把宇宙文明划分成了三种类型,简单来看一下。

  • Ⅰ型文明,能够利用自己所在的行星上的所有能源。

  • Ⅱ型文明,能够利用整个所在恒星系的能源,可以进行星际旅行。

  • Ⅲ型文明,能够利用整个星系的全部能源,这样的文明对于人类来讲就像神一般的存在。

图示:想象中的戴森环

科学家认为能够有能力建造戴森球的宇宙文明至少要达到Ⅱ型文明,而我们人类现在连上述文明类型中的Ⅰ型文明还没有达到。因此,虽然戴森球这个设想是人类提出来的,但这还是科学幻想。科学家估计人类怎么也得在发展几千甚至几万年才能够达到Ⅱ型文明,才能够有能力建造戴森球或者戴森环。

科学家预计戴森球的直径大约在2亿公里以上,这个直径大小意味着是在地球轨道附近把太阳包起来。有朋友可能质疑,建造这么大的戴森球那得需要多少材料啊!地球上有这么多的原材料吗?戴森球看上是根本不可能完成的任务。

图示:想象中的戴森球

不过那是几万年后的人类要考虑的事情了。那时候的人类文明已经达到Ⅱ型文明,已经实现星际旅行可以轻而易举的到达太阳系的各个角落,应该有足够的能力和资源来建造戴森球或者是戴森环了。

科技水平限制了我们的想象力,就像古人无论如何也想像不出我们今天火车遍地跑、飞机满天飞的世界是什么样子的。大家也是这么认为的吗?


兔斯基聊科学



戴森环和戴森球本质上其实是一种东西,都是希望最大程度的吸收恒星的能量,不过戴森环的工程量要远小于戴森球,看起来比较容易实现,但不论是戴森球还是戴森环,近几百年甚至上千年内是无法制造的,原因就是戴森环太大了。

我们的太阳赤道周长是436.774万公里,而人类的戴森环肯定不能直接箍住太阳,必须喝太阳保持一定的距离,这意味着人类建造的戴森环周长必须要远远超过436.774万公里,这种巨型空间设施需要的资源是远超地球的资源总量,戴森环在隔热的同时还要保证不被太阳引力撕碎,这对材料的耐热和强度要求都很高。


太阳的质量占到了太阳系总质量的99.86%,有可能将太阳系的所有资源加起来都造不出戴森环,戴森环的目标就是解决人类的能源问题,但是仅仅是可控核聚变产生的能源就足够人类使用上万年,木星内部取之不尽的氢元素更是人类未来的资源宝地。

戴森环的能源就算全部转化成电力被人类接受利用,其范围也只能充满太阳系,而人类不可能一辈子都在太阳系生存,未来的恒星际飞船是无法接收戴森环能源的。

人类对能源的需求会随着科技进步而剧烈增长,高科技设备需要更强大更充足的能源才能运行虽然不排除未来人类建造戴森环的可能性,但近几百上千年是不可能了。


宇宙探索未解之迷


人类能够造出戴森环吗?

无论是戴森球还是戴森环,他们的本质并没有区别,而决定其关键的是,造那么大个玩意儿出来干嘛呢?如果为拓展文明的领地,改造行星更简单!如果利用能源,能建造戴森环(球)的文明难道连核聚变都还没有搞定吗?所以无论是戴森环还是戴森球都是不明智的!

假如从拓展行星领地的角度考虑,那么无疑建造环绕行星的空间站是最为有利的,或者在行星轨道上运行都比较现实!那么我们以两个方式来评估下这个可能,分别建造一个行星环和环绕行星的轨道的空间站,看看需要多少建筑材料!

一、行星轨道上运行的环形空间站,比如《极乐空间》中的那个巨型空间站!目测可能有500KM直径,厚度1KM,宽度超过20KM,以此为蓝本,需要多少建材!

这样一个圆环大约需要15692.272立方公里的材料:

一立方米岩石大约3吨计,一立方千米=1000000000立方米

那么以上大约需要:

47076816000000吨建材!

二、在行星静止轨道上建一个同样宽度与厚度环绕行星的环,直径需要扩大到3.6万千米!

这样一个巨型环的大约需要1130958.852立方公里建材,

这个环需要:

3392876556000000吨建材!

即使不按轨道算,到现在为止人类也不过送了数千吨质量到太空,以上那些对现代人类来说无疑是天文数字,即使未来实现太空电梯,同样是个天文数字!

从地面取材显然不再合适,必须要从小行星轨道取用建材!

小行星带总质量有3×10^18吨,大约需要取用1.2‰左右即可!

我们现在去一趟火星都要大半年,更远的小行星带那就更久了,甚至连10M直径的小行星都搬不过来!!

所以就不要胡思乱想了,大过年的,瓜子磕磕聊聊天、吹吹牛就差不多了!别动真格!


星辰大海路上的种花家


答:再等五千年吧,或许人类就有能力制造戴森球或者戴森环了。


随着人类对宇宙的认识加深,英国物理学家弗里曼·戴森在上世纪提出了戴森球的观点,认为宇宙中恒星释放的能量是取之不尽用之不竭的,那么一个在技术上拥有无限可能的文明,就会制造一个戴森球把恒星包裹起来,从而最大限度地获取一颗恒星的能量。

戴森球是一个科学设想,高级文明可以全部或者部分获取恒星的能量,当把太阳全部包裹时叫做戴森球,部分包裹时叫做戴森环,比如在地球轨附近建立戴森环。


天文学家也试图寻找亮度异常变化的恒星,来证实宇宙中戴森球的存在,可惜目前为止并没有证据,能证明戴森球存在。

太阳每秒释放大约3.8*10^26焦耳的能量,相当于1.3亿亿吨标准煤释放能量,目前全球一年的总能量消耗,折算成标准煤约200亿吨,所以太阳一秒钟释放能量,足够现在的人类使用65万年。


哪怕戴森环只能获取太阳能量的百万分之一,在能量需求上,人类也远远达不到需要戴森环来获取能量的水平;而且人类目前的技术,也无法在太空中建立大规模的设施。

在宇宙文明等级中,Ⅰ型文明能获取整个文明星球的能源,Ⅱ型文明能获取整个太阳系的能源,而戴森球就是Ⅱ型文明获取恒星能源的方式;人类目前处于0.7的水平,以现在人类的发展速度来看,人类发展到Ⅱ型文明,起码还得几千年,甚至数万年。


好啦!我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


可能根本不需要建设这么一个东西。

什么是戴森环?

说白了,我们要先明白一个道理,那就是人类能够活下来的物质基础到底是什么?其实很简单,就两个字:能量。所以能量是我们人类只要存在就会一直追求的。而有一些科学家认为对于能量的使用是衡量一个文明的水平大概是什么样的。他们给出了三级,

第一级,可以充分利用自己所在行星和卫星的能量第二级,可以收集整个恒星系统的能量;第三级,可以利用银河系系统的能源。

按照计算,我们现在大概在0.7级的水平。而要有一些人设想,如果要实现第二级,就得充分利用恒星,那最简单粗暴的办法就是在恒星系统外围见一个球壳或者圆环,这样就可以做到不损失一点能量的基础之上,收集到整个恒星系统的能量。

这就是戴森球或者戴森环的概念。

没必要这么干

当然,这只是假想的,实际上这个工程项目是一个超级难的事情,要知道我们现在连去到火星都做不到,还要到太阳系外围去建一个球壳,而且所需的材料都不要找全。

于是就有人提出来,我们无法预计未来科学会发展到什么样的程度。所以,即使是我们真的能做到这一点,有这个必要么?

后来有一些好事的人就一顿计算,他们发现,要建设一个这样的戴森球所需要的能量,远比我们能从恒星系统本身获取到的能量更多。也就是说,这是一个赔本买卖。

所以,这个问题想想就好,首先没办法实现,其次也没有必要去实现。


钟铭聊科学


现在的人类肯定是不能的了,至于将来能不能,这个不好说。

戴森球只是一种高等级文明利用恒星能量的猜想,如果真的有高等级文明的话,他们不一定会通过建造戴森球的方式来利用恒星的能量,也许有什么其他办法也说不定。只不过以人类目前的思维还无法理解或者说认识。而且戴森球也有几个明显的"硬伤"。

首先,建造一个能够包裹整个恒星的结构,需要的物质量是十分巨大的,而恒星的质量又占据该恒星系统中的绝大部分,因此,即使把整个恒星系中所有的材料都用来建造戴森球,也许都不太够。这样看来,建造戴森球实在是不太划算,属于费力不讨好的行为。


其次,戴森球的结构有一个明显的问题,那就是受力问题。如果戴森球相对于某颗遥远的恒星固定不动,那么恒星强大的引力会瞬间将戴森球拉进恒星中,即使旋转,戴森球也只能保存一圈,剩下的还是要被拉进去的。换言之,没有什么材料能够不依靠向心力抵消而支撑戴森球这种构造。

其实我个人更觉得戴森球应该是科幻中出现的场景,实际生活中应该不会有这种装置。即使有,"戴森环"可能更符合科学规律吧。

不过凡事不能完全肯定,更何况是这种我们认识很少的问题。天文爱好者中鼎鼎有名的塔比星,据传可能是戴森球。有兴趣的爱好者们可以去看一看。

欢迎关注"张家小智儿"看更多天文爱好者的交流沟通。


张家小智儿


不能,人类的科技不足以制造幻想中的“戴森环”,目前就连在太空建设太阳能电站都不行,无线输电技术还不是很成熟,就算在太阳附近采集能量也难以输送回来,效率太低。

戴森环是戴森设想的一种太阳轨道器,可以近距离采集太阳能量,然后输送回地球,或者直接作为人类飞行器的能量来源。且不说人类能不能建造戴森环,该从哪里找那么多材料呢?太阳体积是地球的130万倍,绕行一周比地球赤道长的多,由于高温和剧烈的太阳辐射,轨道器可能得距离太阳有相当的高度,那一周的长度更要增加数倍,把地球拆了都不够。人类有实力拆了地球吗?自然是没有的。想要发展到那一步,不知道需要多久。

而当人类真的有拆掉一颗行星的实力,那么那时候的人类可能就看不上戴森环了,效率太低,自己制造“太阳”不好吗?可控核聚变技术就让我们看到了人造太阳是曙光,并且人类是要走向星辰大海的,建造戴森环的话人类活动范围就比较受限于恒星,通过轨道器的方式获取太阳的能量,会有大量的浪费,还不如拆了太阳,将太阳物质直接填充在可控核聚变设备中,8源源不断地制造能量,还能较为自如地控制反应的速率和规模。

关于戴森环,现代的人类造不了,想也不要想,未来的人类未必看得上,可能是食之无肉,弃之有味的鸡肋般的存在。


来看世界呀


戴森球是不可能建造成功的,如果牛顿定理存在,戴森球就建造不成功,如果一个恒星被一个球壳结构包围,目的是为了获取这颗恒星的能量,这个幻想出戴森球的人,物理知识连小学都不如,如果有大物理学家也在起哄所谓的戴森球,哪这个大物理学家就是在愚弄大家了,戴森球的人造结构效率低下,内部应力极其巨大,不要说随时胯下,按照线速度围绕恒星质心的环形分布,也根本搭建不了,更运转不了。明了地说,戴森球要环绕恒星建立,就是恒星的卫星,卫星是绕母星质心旋转的,而戴森球壳体的旋转是围绕轴线旋转的,不符合人造天体运行定理。如果要搭建穹壳式结构,从力学结构上将更为糟糕至极。别再让外星人的科技智慧受到如此的蔑视了。牛顿的万有引力定律适用于所有恒星星系,戴森球已违背这一定律。因此,他们有更多、更好、成本更低、且更高效的方式来解决获取恒星能量的问题,而不是我们赋予外星高级文明的所谓的愚蠢至极的戴森球方案。


挥黑狩哲


在未来人类是有能力去制造戴森环或者戴森球的,但是否会采取这种方式就很难说了, 这种理论是在1960年最早由弗里曼-戴森提出。戴森球主要是一种人造天体建造在恒星周围用以高效能的摄取恒星能量。曾有科学家基于提出生物文明等级的模型,大体上可以分为三种:

I型文明:这种文明等级可以实现完全利用一颗行星的能量;

II型文明:这种等级的文明可以实现完全利用所在恒星系的能量;

III型文明:这种等级的文明可以实现在银河系各个恒星系之间穿梭;

目前人类文明处在0.7级,一般认为生物文明达到II型之后开始利用恒星能源的时候,可以通过一种方法去开采-建造戴森球。在一个恒星系中,所有的能量主要来源于中心恒星,例如在我们的太阳系中各行星只接收了太阳辐射能量的大约 1/10^9,如果建造人造物体可以把太阳围起来,那就可以实现摄取一颗恒星的大部分能量。

但实际操作中是很难得,首先需要技术的发展、材料的发展,理想中的状态就是设计特殊材质智能机器人去开采水星、金星等天体,制造组装材料直接近距离应用在戴森球的制作上。



分享到:


相關文章: