戴森球是什么意思?


戴森球是个什么鬼?是一种体育运动吗?是不是跟篮球、足球差不多?哈哈~
要说这个问题 。需要先来说说宇宙文明等级 。也叫卡尔达舍夫等级(Kardashev scale ) 。1964年苏联天文学家尼古拉·卡尔达舍夫(Nikolai Kardashev)设想为宇宙文明分级 。于是发明了一种通过掌握不同能量控制技术进行宇宙文明等级的划分方法 。即:

戴森球是什么意思?

文章插图
等级一:行星系文明 。是行星能源的主人 。可以主宰整个星球能源的总和 。比如地球;
等级二:恒星系文明 。能够收集整个恒星系统的能源 。比如太阳;
等级三:星系文明 。可以利用整个星系的能源 。比如银河系 。
我们人类文明现在可以说处在等级一 。但其实还没有完全达到 。比如可燃冰这种能源 。我们就还没有掌握其开采和应用 。可控核聚变也没有成功 。至于还有没有其它我们不知道的能源 。现在也不能确定 。所以还不能说我们现在已经完全掌控了整个地球能源的总和 。因此应该说我们正走在通往一级文明的路上 。
戴森球是什么意思?

文章插图
可能存在的星云生物
三级文明 。掌控整个星系的能源 。这个实在太过遥远 。我们甚至无法想象如何才可能做到 。
二级文明 。虽然说离我们仍然很遥远 。但其码还可以想象一下 。是的 。这篇文章说的就是与利用整个恒星的能源有关 。
【戴森球是什么意思?】如何才能利用整个恒星的能源呢?二十世纪六十年代 。物理学家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)就提出了一个“球形能量源”的概念 。即可以在一颗恒星周围建立起球形结构 。获得最大化的恒星能量 。这个超级能量壳体就是所谓的“戴森球” 。也就是建一个球把整个恒星包起来 。从而可以利用恒星所发出的几乎所有能量 。
戴森球是什么意思?

文章插图
这时你一定会想:我的妈呀!那这得多少材料才能建造这么个大家伙?整个地球搭进去够不够?太阳可是比地球大多了!好吧 。那我们就来计算一下 。一个戴森球的体积可能会有多少 。(好像很好玩的样子)
中学学的计算球体的体积公式 。大家都还没忘吧?
r-球的半径 。
计算球壳的体积 。即为整个球的体积减去中间空心部分的体积 。而空心部分也是个球体 。它的半径也就是球壳的内半径 。所以公式为:
r1-整个球的半径 。球的外半径;
r2-空心球的半径 。球的内半径 。
r1-r2即为球壳的厚度 。
接下来就要确定这两个半径的大小了 。
首先 。太阳的半径是:696,000km(千米 。公里) 。不到70万公里;
其次 。我们都知道太阳温度极高 。中心温度高达1,500万度 。表面温度约为6,000度 。表面温度看起来似乎并不是很高 。然而这不是主要的 。日冕 。太阳大气的最外层 。其温度比表面温度高多了 。可达100万度 。因此建的戴森球不能离得太近 。至于为什么日冕会比太阳表面温度还高 。而且高那么多 。科学家们至今还没有揭开这个谜 。这个温度高达100万度的区域大概离太阳5,000km左右 。加上这个距离 。太阳的半径差不多刚好是700,000km(70万公里) 。
如果你以为据此就可以来设定戴森球的半径 。比如加个一倍多 。设为150万公里应该足够了吧?那可就太天真了!
戴森球是什么意思?

文章插图
巨大的日珥
太阳上有一种自然现象 。叫“日珥” 。是在太阳的大气层上产生的一种非常强烈的太阳活动 。可看作太阳吐出的火舌 。火舌到达一定高度又回落下来 。形成一个圆环 。好像太阳的一个耳朵 。故叫日珥 。
也许你认为这可能与地球上的火山喷发差不多 。不会有多高 。与太阳半径比起来可以忽略不计 。那就又大错特错了 。大的日珥通常有几十万公里高 。至今观测到的最大的日珥爆发于1938年 。高达157万公里 。比太阳的直径(约140万公里)都还大 。而日珥的温度可达7,000度 。所以在设计戴森球的时候不得不考虑它的影响 。
最大的日珥近160万公里高 。加上太阳半径约70万公里 。即为230万公里 。那戴森球的半径应该设为多少呢?看来似乎是一个难题了 。
不过我们有一个参考值 。美国将在2018年发射的太阳探测器 。所设计离太阳最近点约700万公里 。其所能承受的温度为1400度 。设想当能建造戴森球的时候 。科技又比现在有了非常非常大的发展 。因此离太阳再近一倍应该是没问题的 。即350万公里 。考虑到日珥距日心的距离为230万公里 。留有一个安全余量 。可以再近一点 。尽可能节省材料 。300万公里应是一个合适的距离 。

推荐阅读