2月28日英國著名物理學家表锻,楊振寧的摯友(Freeman Dyson)弗里曼·戴森去世,享年96歲乞娄。
關(guān)于這位物理學家瞬逊,大家了解關(guān)于他最多的當然就是電吹風(×)戴森球(√)了,這是他于1960年提出的一個科幻概念仪或,他認為相當高階的文明會修建一個球體确镊,將自己的恒星團團圍住,把恒星輻射出的能量全部化為驅(qū)使文明發(fā)展的動力范删。
那為什么我會給它這么一個響亮的稱號呢蕾域?當然是因為戴森球本質(zhì)上來說是一個想象力匱乏的產(chǎn)物,就像“皇帝耕地用的是金鋤頭”的笑話瓶逃,一個如此高階的外星文明怎么會建一個這么沙雕的東西束铭,就如同一個人擁有了讓人失憶的超能力,卻只用來插隊買票一樣厢绝。
將太陽的能量全部包攬
先從這個創(chuàng)意的誕生說起吧契沫,地球的幾乎所有能源都來自太陽,而太陽輻射總能量只有2200000000分之1照射到了地球上昔汉,如果能將太陽包起來懈万,就能讓能量增長22億倍,豈不美哉靶病?
可是這么多能量要怎么用呢会通?沒關(guān)系,看看我們?nèi)祟惖奈拿髀χ埽殡S著技術(shù)爆發(fā)的是對能量需求的爆發(fā)涕侈,所以可以大膽預(yù)測,高階文明對能量的需求也一定是爆發(fā)式增長的煤辨,所謂人有多大膽地有多大產(chǎn)裳涛,我們花不掉的能量外星人一定可以花掉木张。
材料哪里找?
好的端三,現(xiàn)在讓我們來看看戴森球有什么不合理處舷礼。
按人類的文明發(fā)展速度,如果沒有出現(xiàn)什么異常的天災(zāi)郊闯,1000年后妥妥地進入高階文明了吧妻献,那就假設(shè)未來的人類要造一個戴森球,那么有哪些困難呢团赁。
第一個自然是材料了育拨,太陽系99.86%的質(zhì)量是太陽自己的,這個大火球我們碰不得也動不得然痊,一力降十會至朗,十力嘿嘿嘿;從太陽上取材料我們是不要想了剧浸,門都沒有锹引,只能用太陽系中所有的行星、衛(wèi)星唆香、矮行星嫌变、小行星中取材了。
所有的這些低溫天體加起來多重呢躬它?2.8x10^27kg腾啥。看起來挺大哈冯吓,那再讓我們算算戴森球需要多少材料吧倘待,要算材料首先要知道面積,幸好戴森球是圓形的不需要積分组贺,我們用球體表面積公式4лR^2就行了凸舵。
那么戴森球的半徑是多少呢?我們假設(shè)此設(shè)備承受溫度的極限與極端環(huán)境中工作的電子產(chǎn)品相同失尖,大約為400℃啊奄,這個溫度恰好是水星的表面溫度,我們就將其半徑定為水星軌道的遠日點吧掀潮,69,816,900,000米菇夸。可以算出這個球體的面積為6.125×10^22平方米仪吧,那么每平方米可以分到45噸的物質(zhì)庄新。這么看起來似乎還不錯?
但是不要忘了薯鼠,我們還沒分析元素的組成呢择诈!太陽系的質(zhì)量分布也極不均勻凡蚜,一個木星是其它“七大行星”質(zhì)量之和的140%。那么權(quán)重最大的木星吭从,是由什么元素構(gòu)成的呢?
75%的氫和24%的氦和其它……
這特么還玩毛呀恶迈,其它元素的比例還不到百分之一涩金!
再看看其它三個巨行星的組成元素比例吧:
土星:75%的氫和24%的氦和其它
天王星:83%的氫和15%的氦和其它
海王星:元素比例不明,推測介于氣體行星與巖石行星之間
那么地球火星水星金星的質(zhì)量呢暇仲?加起來是木星的1/154……
好吧步做,看來固體元素只有1%不到是鐵定的了,而其中金屬元素更是稀有奈附,估計只有總質(zhì)量的1/300全度,給每平方米分配的質(zhì)量就只有不足150kg。
這是個什么概念呢斥滤?假設(shè)這些金屬都是鐵的話将鸵,就只有2cm厚。
這是什么概念佑颇?要知道這可是一個半徑69,816,900,000米的球呀顶掉,3萬億倍的差距呀,相當于用一個杜蕾斯把整個地球裹起來……
這個強度吧……我覺得真不行……隨便一個太陽風估計就給你吹散嘍挑胸。
說起來要建造這樣一個球體還需要將八大行星全拆了(冥王星別笑痒筒,你也跑不了!)茬贵,要知道木星這樣的巨行星內(nèi)核擁有高達4000萬個大氣壓簿透,中層下著鉆石雨,里層氫氣變金屬解藻。到底要消耗多少能量才能將它拆了呀老充?有什么多能量干點其它事不香嗎?為什么一定要執(zhí)著于拆了行星包恒星這種沙雕行為吶舆逃。
就算真的用盡力將戴森球造出來了蚂维,誰來使用這些能量呢?要知道能量的本身沒有價值路狮,其中含有的負熵才有價值虫啥,你吸收了22億倍太陽的能量,就得有22億倍的散熱奄妨,將這些能量全都輸入給地球嗎涂籽?地球一瞬間就會被蒸發(fā)!(不好意思我忘了剛剛造戴森球的時候已經(jīng)把地球給拆了)
所以說這是一種典型的拿著金碗討飯的科幻設(shè)定砸抛。戴森球這種東西呢评雌,低階文明做不出來树枫,高階文明不屑于做,你能想象一個擁有工業(yè)革命水平的文明制作噴氣式助推器裝在關(guān)公大刀上景东,而不是發(fā)明一把槍嗎砂轻?
從恒星上獲取能源可能是高階文明的必經(jīng)之路,但用一個球包起來這種方法……很明顯不太實際斤吐。
最后搔涝,還是說點正經(jīng)的吧,懷念弗里曼·戴森先生和措,感謝他給物理學進步做出的貢獻庄呈,以及給大家?guī)頍o數(shù)有趣幻想的戴森球。
我是酋知魚派阱,一條神游太空的科學作者诬留,歡迎關(guān)注同名拱豬號,每天同步更新贫母!