科学家说，黑洞周围的戴森球可以揭示外星文明

我们对宇宙的最大问题之一是：作为一个技术先进的物种，我们是孤独的吗？这引发了其他问题：如果外星人在那里，他们的技术会是什么样子？而且，相关地，我们如何才能检测到它？

一项新研究为这些问题提供了一些答案——至少，如果所讨论的技术是一种称为戴森球的疯狂能量收集器，从黑洞中提取能量。

“在这项研究中，我们考虑了发达的 II 型或 III 型文明的能源。他们需要比他们自己的太阳更强大的能源，”研究人员在他们的论文中写道。

“吸积盘、日冕和相对论喷流可能成为 II 型文明的潜在发电站。我们的研究结果表明，对于恒星质量的黑洞，即使爱丁顿比率很低，吸积盘也可以提供数百倍的能量光度比主序星还要高。”

戴森球的概念在 1960 年代由理论物理学家弗里曼戴森推广，作为解决超出文明星球能力的功耗问题的方法。球体本身是围绕行星系统的恒星建造的——这是一个从源头收集恒星能量的巨型结构。

戴森的论文提出，当戴森结构捕获并转换恒星能量时，热能的红外辐射可能会逃逸，这可能会假设这些假设结构的存在。如果我们能够检测到这种红外信号，我们就可以了解外星文明。

在中国台湾省国立清华大学天文学家 Tiger Yu-Yang Hsiao 的带领下，一组研究人员将这一概念向前推进了一步。如果戴森球围绕黑洞排列会怎样？它会起作用吗，我们能从地球上探测到什么？

黑洞众所周知的最重要的一件事是它们强大的引力场，它吞噬一切足够接近的东西，并且不会再次释放出来。

因此，您可能想知道如何从这样的野兽身上收获任何东西。事实证明，在黑洞周围的极端环境中，有许多过程可以从中获取能量。

在他们的论文中，该团队考虑了许多这样的过程：围绕黑洞旋转的物质吸积盘，由于摩擦而过热高达数百万度；霍金辐射，由斯蒂芬霍金提出的黑洞发出的理论黑体辐射。

其他可能有贡献的潜在相关现象包括 球形吸积、吸积盘内边缘和事件视界之间磁化等离子体的日冕，以及从活动黑洞的两极以相对论速度发射的喷流。

基于黑洞质量分别是太阳质量的 5、20 和 400 万倍的模型，Hsiao 和同事们能够确定一个卫星球体将能够有效地从其中一些过程中获取能量。

“最大亮度可从吸积盘收集，达到太阳的10万倍的亮度，足以维持一个II型文明，”研究人员写道。

“此外，如果戴森球不仅收集电磁辐射，还收集来自喷流的其他类型的能量，则收集的总能量将大约增加五倍。”

研究人员发现，这种结构可以在多个波长范围内被检测到，更热的戴森球在紫外线范围内更可见，而更冷的戴森球在红外线范围内可见，正如戴森自己预测的那样。

然而，鉴于活跃的黑洞已经在这两个波长范围内发射了大量辐射，因此检测戴森过剩可能说起来容易做起来难。

该团队建议进行其他测量，例如黑洞受到球体引力的微小影响时光线的变化，可以帮助揭示这些结构可能隐藏的位置。