戴森球是宇宙二级文明的标志?人类未来是否一定要制造戴森球?

戴森球是指一种能够将恒星包裹在其内的巨型人造结构,它能够吸收恒星所释放出的大多数能量(甚至全部能量),并将其提供给智慧文明使用。戴森球的概念最早由物理学家弗里曼·戴森于1960年提出,后来常被当作宇宙二级文明的标志。

宇宙二级文明与戴森球有什么关系?


戴森球是宇宙二级文明的标志?人类未来是否一定要制造戴森球?

关于宇宙文明等级的划分,目前普遍采用的是“卡尔达舍夫文明指数”,根据设定,一个智慧文明在单位时间内消耗的能量越多,其文明指数就越高,对此我们可以简单理解为,能量的消耗量会随着科技水平的提高而指数级地上升。

“卡尔达舍夫文明指数”可由公式“(log10P - 6)/10”来进行计算(其中P为智慧文明的平均功率),由此可知,宇宙二级文明对应的平均功率为10^26瓦特,然而人类文明目前的平均功率只有大约2 x 10^13瓦特,也就是说,如果人类想要升级成宇宙二级文明,就需要将自己的平均功率在现有基础上提升5万亿倍。


戴森球是宇宙二级文明的标志?人类未来是否一定要制造戴森球?

如此多的能量从何而来呢?一个简单的选择就是制造一个戴森球来吸收太阳的能量,毕竟太阳的功率可以高达3.8 x 10^26瓦特,人类只需要收集并利用其中的一部分,就可以轻松升级成宇宙二级文明。

更重要的是,太阳系中99.86%的质量都集中在太阳上,这就意味着,除了太阳之外,人类在太阳系中就找不到更强大的能量来源。对于宇宙中可能存在的其它智慧文明而言,情况也是大同小异,正因为如此,才有人认为戴森球是宇宙二级文明的标志。那么问题就来了,人类未来是否一定要制造戴森球呢?

人类想要升级成宇宙二级文明,是否一定要制造戴森球?

从实际情况来看,想要制造戴森球可以说是非常困难。首先就是材料来源的问题,太阳的直径约为139.2公里,而想要制造一个将太阳包裹住的戴森球,其直径就必须比太阳还要大得多,需要的材料量将会大得难以想象。


戴森球是宇宙二级文明的标志?人类未来是否一定要制造戴森球?

即使人类能够找到足够的材料,接下来还会面对诸如材料强度、系统耐高温性能、结构稳定性、能量的储存和传输以及后期维护等等一系列难以解决的问题。

当然了,上述难题只是对于目前的人类而言,或许我们可以认为,以人类未来的科技水平,这些难题都可以轻松解决。但问题是,在科技水平足够强大的情况下,制造戴森球是人类唯一的选择吗?

戴森球是宇宙二级文明的标志?人类未来是否一定要制造戴森球?

想象一下,假如我们需要从一堆熊熊燃烧的篝火中收集能量,应该使用什么方法?是在这堆篝火旁设置能量收集装置吗?当然不是,更简单有效的做法应该是,想办法将这堆篝火中的燃料取出来,然后在需要的时候再让其燃烧。

同样的道理,太阳就相当于一堆篝火,未来的人类完全可以将太阳这堆“篝火”中的“燃料”取出来,然后在需要的时候使用。


戴森球是宇宙二级文明的标志?人类未来是否一定要制造戴森球?

我们知道,太阳释放出的能量来自于其核心的核聚变反应,也就是说,如果人类未来能够制造出可以在太阳上大量收集物质的宇宙飞船,并且掌握了相应的可控核聚变技术,就可以用这种方式从太阳获取能量了。

虽然这看上去依然很科幻,但相对于制造戴森球来讲,其难度可以说是大幅度地降低了,而对于一个“准宇宙二级文明”来讲,应该是早已拥有了相应的技术。因此可以说,未来的人类想要升级成宇宙二级文明,并不是一定要制造戴森球,在科技水平足够强大的情况下,人类完全可以直接从太阳上提取燃料。


戴森球是宇宙二级文明的标志?人类未来是否一定要制造戴森球?

值得一提的是,虽然太阳内部的核聚变反应每秒钟会消耗掉大约6亿吨的氢,但因为太阳的质量高达1.989 x 10^30千克,所以太阳还可以“燃烧”长达50亿年的时间。这就意味着,太阳上的“燃料”足够人类使用相当长的一段时间。

更重要的是,宇宙中又不是只有太阳这一颗恒星,未来的人类完全可以到其它的恒星去继续发展嘛,你认为呢?


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

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页面更新:2024-03-01

标签:卡尔   宇宙   人类   未来   太阳系   篝火   恒星   燃料   能量   标志   水平   指数   智慧   太阳   材料

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