开首：蝌蚪五线谱

　　导读：最近几十年来，戴森球这种科幻中的超等结构一直诱骗着想想家们。不久前，柏林工业大学天文体和天体物理学中心的天体生物学家迪克-舒尔茨-马库彻（Dirk Schulze-Makuch）撰文，告诉东说念主们奈何才智造出一个戴森球。以下是著述全文

　　表面物理学家的设计

　　1960 年，英国表面物理学家弗里曼·戴森 （Freeman Dyson） 在《科学》杂志上发表了一篇单页论文，为东说念主类科技的往时形容了一个也许是有史以来最有但愿的场景。戴森设计，一个先进的漂后不错通过在我方的星球周围建一个球体，接收这个星球输出的能量，来粗莽其不休增长的能源需求。

遐想中的戴森球

　　不外，这篇论文更偏表面，莫得讲到实际的工程应用。对于这种巨型结构应该是什么形状，该奈何建造，戴森并莫得提供更多的细节。他仅仅简便地将这个球体形容为一个环绕着行星的“不错居住的外壳”。但这也曾充足诱骗到浩繁天体物理学家、科学家和科幻作者，并为他们提供灵感了。

　　在戴森的某些形容中，戴森球看起来像一个广阔的环，环绕着一颗恒星，险些能碰到地球。在另一些形容中，戴森球是一个十足包裹着太阳的巨型结构，何况不错捕捉到太阳发出每少量能量。除了在科学作品中，戴森球还出刻下演义、电影和电视节目中，比如在《星际迷航》中，戴森球即是先进漂后的家园。

　　戴森天然领悟要建起一个这样的短小精悍所濒临的挑战，是以他本东说念主对于建起戴森球的可能性也保捏着怀疑作风。不外，他的戴森球设计激勉了咱们对于东说念主类漂后的往时的狼心狗肺的设计，何况为处治东说念主类的某些最具恶运性的逆境提供了一种决策。期骗太阳或其他恒星的总能量，不错粗莽咱们脚下的和耐久的能源危急。然而当咱们能够获取一个恒星输出的一起能量时，就远不啻粗莽咱们的陆地能源需求这样简便了。

《星际迷航：下一代》的“遗物”一集率先于1992年10月12日播出。图中为星舰企业号与戴森球比肩。 

　　有了这样多不错用的能量，咱们就不错向可能有人命存在的系新手星辐射高能激光脉冲，从而大大加多咱们与远方漂后交流的契机。这些由戴森驱动的光束不错比刻下任何已知的方式更远地传播到六合中，穿透更高密度的空间区域，比如会使咱们发送的信号衰减的尘埃云。

　　或者，咱们不错期骗这种能量平直到达系新手星——在某些天体物理学家的设计中，咱们不错通过量子引力实验来操控时空聚首体，来缩小行程。还有一个预料的想法，是用纯光子创造所谓的 Kugelblitz 黑洞，在表面上，这些黑洞也曾被解释不错为往时的星际飞船提供能源。通过歪曲时空，咱们未必能够以比光速更快的速率行进，或者创造虫洞，为穿越星河系提供捷径。

　　更诱东说念主的是，戴森球提供的近乎无穷的能量不错处治某些咱们在延龟龄命上际遇的最关节的难题。维持期骗低温本领的东说念主们刚毅到，这一本领的大界限和万古期使用会需要多半的能量，远远非凡刻下可用的量。2018 年，筹商东说念主员 Alexey Turchin 和 Maxim Chernyakov 建议，东说念主工智能未必能够通过死者的 DNA 和其他信息，在模拟天下中以数字的方式再行创造这个东说念主。为了创建出属于一个险些长生的种族的、样本充足丰富的模拟东说念主，需要多半的能量，还需要淹没许多说念德和形而上学方面的艰巨。但筹商东说念主员建议，戴森本领不错提供所需的能量。

　　建造戴森球可行吗？

　　在今天，戴森的赓续勃勃的设计似乎比以往任何时候王人显得愈加进犯。阐发好意思国能源信息署的数据，如若本领赓续沿着刻下的增长弧线发展，在往时 30年内，寰球的能源需求量可能会加多50%。风能、太阳能和其他可再生能源将在短期内有所匡助，但耐久的处治决策需要遴选愈加斗胆的工程。戴森球可能是一个斗胆的处治决策，但要收场它，咱们显著还要克服许多物理和机械问题，即使是比咱们先进数千年的漂后也未必能处治这些问题。

　　动作柏林工业大学天文体和天体物理学中心的西宾，我花了几十年的时间来探索先进的外星漂后存在的可能性。我与东说念主合著了五本对于外星人命的书，我对这门科学的酷爱激勉了我，让我一直在筹商戴森球是先进外星本领的可能性。大要十年前，我对可能是出自外星漂后之手的多样大型工程产生了酷爱。

黑洞以艺术的方式渲染，歪曲空间和时间，创建了虫洞。

　　2010 年，我筹商了建造戴森球的可行性。当我与我在普尔曼华盛顿州立大学的前物理系学生布鲁克斯·哈罗普（Brooks Harrop）谐和时，咱们发现了戴森球的常见办法存在许多问题，其中最进犯的是球体的崩塌风险。围绕恒星旋转的的刚性齐心球会在每个点上王人受到引力。现如今已知的任何材料王人无法抗拒这种力量。工程师也许会绸缪用一个复杂的激动器系统来处治这个问题，这个系统不错通过一个反作使劲，将外壳保捏在合适的位置。但议论到外壳的广阔质料——在大部分的设计中，该结构的半径为 9300 万英里，即地球与太阳之间的距离——这样的系统发轫会花消外壳网络的大部分能量，甚而是一起。

　　假定咱们不错克服这些问题，何况在远方的往时建成了这个球体：它该如安在流星、小行星、辐射和太阳耀斑中幸存？如若一个物体的质料和哈雷彗星差未几，就会以非凡 100 万颗沙皇氢弹（迄今为止东说念主类引爆过的最刚劲的核装配）的动能撞击这个球体。

　　戴森料到到了这些风险，并承认这个围绕恒星的壳或环存在的可能性不大。但这位物理学家建议了一个处治决策：如若有一群在围绕恒星的孤苦轨说念运行着的物体，就能既网络能量，又幸免固体戴森球的大部分物理和机械问题。跟着时间的推移，这些卫星不错渐渐被建造，并渐渐被传送到系统中，迟缓加多集群的能量产值。

　　大要有1000 万颗卫星的戴森群不错粗莽东说念主类的能源需求。这需要许多卫星，但当代卫星星座正在为这样一个工程豪举创造前例。 SpaceX 每月不错辐射 240 颗星链通讯卫星，适度 2022 年 2 月，它在天外中也曾领有 2000 多颗卫星。完成后，该星群的数量可能会达到数万——这个数量天然远远比不上戴森群的数量，但也曾足以激勉咱们的遐想力。

　　更现实的决策：戴森群

　　为了克服戴森率先设计的决策中的艰苦，我和 Harrop找到一种更易收场的设计——戴森群来替代它。咱们将这个决策定名为太阳能风力发电卫星 （SWPS）。传统的太阳能电板板网络可见光的能量，但咱们的卫星网络的是组成太阳风一半的电子（另一半由质子和 α 粒子组成）。快速太阳风的速率约为750km/s-1，这使得这些电子比撞击太阳能电板板的可见光中的电子领有更强的能量。咱们的 SWP 卫星的中枢是一根指向太阳的长金属线，充电后会产生磁场，然后将传入的电子开拓到球形金属领受器中。这些电子会产生电流，从而保管导线中的磁场，并在两者之间变成一个能够保管本人沉静的系统。

　　大部分电流仍将用于产生能源，将红外激光辐射到地球的领受站上。由于咱们的大气中存在透明的“红外窗口”，红外线是最好的弃取，因为它能够让大要 8 到 13 微米之间的波长不被接收地通过。在激光将电能发送到领受站后，剩余的电子将落回文形帆上，照在何处的阳光会激勉它们，产生的能量足以使卫星一直保捏在围绕恒星运行的轨说念上。

2009 年 2 月 24 日，英国出身的好意思国表面物理学家弗里曼·戴森 （Freeman Dyson，1923 - 2020 年）坐在新泽西州普林斯顿高等筹商院办公室 。

　　每颗 SWP 卫星的质料约为 3.7 公吨（约为 GPS 卫星分量的三倍），每天的24 小时内能提供约 2 兆瓦的捏续功率输出，差未几不错粗莽 1，000 个好意思国度用卫星的能源需求。一个SWP 卫星群不错粗莽全东说念主类的能源需求。

　　这些卫星不错用相对简便、低廉的材料制造；建造每颗卫星的用度主要花在 950 英尺的铜线上。由于这些卫星使用太阳风动作能源，这些卫星将接收最少的热量，并以接近 100% 的恶果运行。比较之下，传统太阳能电板的坐褥本钱很高，因为它们的半导体需要高纯度的硅，而且它们的恶果非常低，粗略只消20%。

　　戴森群还濒临着许多本领上的艰巨。天然 SWP 卫星险些不需要顾惜，但它们不是自清洁的。如若卫星的帆中拿获到的不是太阳风中的电子，而是正离子，卫星的恶果就会斥责，何况跟着时间的推移，通盘系统的性能王人会斥责。咱们也莫得处治另一个难题：奈何让卫星在变化万千的太阳风中保捏沉静的位置，以及奈何安排数百万（也许临了是数十亿）卫星围绕恒星的轨说念。尽管连年来小功率的能量传送激光系统取得了很大的跨越，但让系统能在天外中职责仍然是一个挑战。即使是一摄氏度以内的轻飘温度变化，王人会导致激光器的波长和输出恶果发生很大的变化。在天外中保捏恒温是一件很难办的事情——因为咱们很难在莫得空气的情况下，将热量从较热的物体传递到较冷的物体。戴森群还有这样多难办的问题莫得处治，但也许也曾被另一个漂后也曾处治了。

　　六合中有戴森球吗？

　　在我与卡迪夫大学高档筹商员威廉·贝恩斯合著的《六合动物园：多个天下上的复杂人命》一书中，咱们以为一朝行星体上出现人命，它最终王人会进化成智能——在行星的宜居时间充足长的前提下。这一论点的基础是，地球上人命进化进度中的所有这个词首要编削似乎王人发生了屡次，这些变化互相孤苦，或通过不同的生化路线。这标明六合中数以万亿计的其他行星中的一些可能阅历了相同的进化经过，何况这些行星上的某些人命样貌可能也曾进化为智硬汉命体。他们有充足先进的科技水平建造戴森球吗？弗里曼戴森这样假定：如若他们建造出了戴森球，咱们就不错检测到它。

　　具有实心外壳的传统戴森球会闲散出中红外波长的剩余能量，刻下的东说念主类仪器不错检测到。至少一个筹商小组也曾驱动寻找这种信号。宾夕法尼亚州立大学天文体和天体物理学西宾杰森·赖特和加利福尼亚州立理工大学物理与天文体系的马特·波维奇，也曾驱动期骗好意思国宇航局广域红外勘察探伤器 （WISE） 的数据在天外中寻找戴森球发出的强横的红外信号。那次搜索并未找到戴森球，也许咱们的千里镜在天外中莫得看到任何巨型结构的原因是，外星东说念主得出了与咱们在论文中所作念的估量换取的论断：建造一个广阔的、坚固的戴森球体是不切实际的，即使对于比咱们更先进的漂后来说。

　　尽管咱们可能长期不会看到咱们的太阳被包裹在一个巨型结构中，或者从围绕它运行的数百万颗卫星中摄取能量，但受戴森球启发的科学和科幻演义会赓续激励咱们，让咱们对这个星球上和星球外的人命产生最斗胆的遐想。这可能是戴森球最有价值的孝敬——为咱们竖立起了一个狼心狗肺的主张，为咱们铺路，让咱们不休尝试立异性的发现。（编译：BladeRunner）

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