科普:未來可能解決能源問題的兩種裝置,「戴森球」和「太陽帆」

2020-09-07 識知聊科普

我們目前所依賴的能源主要是石油,但石油是不可再生資源,早晚有一天會消耗殆盡。為了解決這一難題,科學家們把目光放到了太陽身上。


據了解,太陽每秒釋放的能量,相當於920億兆噸爆炸釋放的能量。但是實際上,太陽所釋放的能量只有極小部分到達了地球。從某些方面來說這是一件好事,如果所有能量一下子擊中地球,所有生物將會蒸發。


太陽能以不同的方式為地球上的萬物提供能量,如果我們能利用所有潛在的能量豈不是很酷?但這顯然是一件說起來容易做起來難的事情,目前已知的方法裡比較具有可行性的,可能是在澳大利亞內陸覆蓋太陽能電池板,另一個想法是戴森球。


戴森球是一個蛋殼包圍像太陽一樣的恆星,來吸收恆星釋放的能量,這樣它所吸收的能量就可以在以後用於任何事情上。



問題不僅僅是在整個太陽系中,沒有足夠大的卵殼包圍太陽,而且由於重力的作用,當天體圍繞一個物體時,是有很大的機率會發生碰撞,而且目前沒有任何東西可以避免它和太陽相碰撞,這將是銀河系的大災難我想這可能是最主要的原因。


但有一個方案可以幫助我們解決未來的資源危機,目前有人提出把一些能量收集器放在圍繞太陽的軌道上,形成一個戴森環,用來吸收太陽能。這將能有效的吸收太陽所釋放的能量,從而加以利用。


這和我們目前許多繞地球運行的衛星軌道不完全相同,這些戴森衛星將配備巨型能量收集器,類似於太陽能電池板。但隨著科技的發展已經製造出紅外線收集器,因為有超過90%的太陽能是以可見光或紅外光的形式存在,未來我們將擁有這項收集技術。有效的吸收大量的太陽能,這並不荒謬。


還有建議在太陽周圍建多個戴森環,形成一個籠子或一個戴森衛星群。或者使用叫做太陽帆的裝置,這種裝置非常薄且反光,而且它們被太陽輻射排斥的同時也被太陽的引力吸引,從而保持穩定。



太陽帆實際上已經應用於其他程序,但仍有很大障礙要克服。先不考慮將所有能量集中到地球,實際上收集建材也是一項艱巨的任務,大多數人提出把機器人送到水星去挖掘像鐵一樣有用的原料用於製造能量收集器。從而提供更多能量用於戴森結構的發展,顯然實現這些還需要很長時間,但是希望建造越來越多的戴森收集器的生產量以指數形式增加。

相關焦點

  • 如果可控核聚變實現無限能源,戴森球還有存在的意義嗎?
    自古以來,能源問題一直與社會發展息息相關,同時能源問題也是未來100年制約人類發展的重要因素。隨著人類社會文明的進步,人類對能源的需求也越來越多,目前的情況已經是「青山在」也無法滿足人類的能源需求。我們可以看出戴森球帶給人類的能量是遠遠多於可控核聚變。那麼戴森球能夠實現嗎?實際上在不少的科幻小說中已經出現了人類打造戴森球的情節,但是現實卻是很骨感的,戴森球這種裝置幾乎不可能實現。首先人類目前的能力不足,而且在太陽系內的物資非常有限。
  • 如果可控核聚變實現無限能源,還有建設戴森球的必要嗎?
    特別是進入工業文明之後,人類社會對能源的需求呈指數級增長,而僅靠傳統能源的供應模式,無論是從供應數量、儲存總量、利用效率等方面,都越來越不適應這種日益增長的需求,於是在提高化石能源勘探能力、提高能源利用效率的基礎之上,逐漸發展了太陽能、風能、水能、生物質能、核能等新型清潔能源,但是能源緊缺問題始終無法得到有效地解決。
  • 當人類文明邁向二級文明的時候,戴森球有可能被造出來嗎?
    從人類目前的發展情況來看,對化石能源的依賴在未來很長一段時間裡還會繼續,同時核能、太陽能等新能源也會逐漸發展起來。由此可知,人類文明還達不到一級,充其量只有0.8級左右。而二級文明是恆星文明,這樣的文明已經能夠對整個恆星系的能源進行調用,後來有科學家在這個基礎上提出了戴森球的概念。
  • 戴森球到底是什麼?人類在未來有希望將它建造出來嗎?
    沒有龐大能源的供應,人類的文明等級就無法提升,這個時候怎麼辦?有科學家想到了恆星太陽,要知道太陽系最強大的能源體其實是太陽,我們要成為二級文明,就需要將太陽的能源充分利用起來。那要如何應用它的能源?有科學家提出了戴森球概念。
  • 帶著太陽流浪:戴森球
    但化石燃料畢竟只是太陽指甲縫裡漏到地球的一些光,攢了幾十億年,只夠人類文明卯足勁往前奔500年。順帶說一下,有研究認為,化石燃料可能來源於原始地球的甲烷,這和太陽的關係就不大了,但主流觀點還是喜歡生物遺骸變石油的故事。
  • 帶著太陽流浪:戴森球
    於是,戴森球就演變成了戴森雲, 不一定把太陽裹那麼緊,發射一堆能量收集器,圍繞著太陽轉也行。 水星的太陽輻射功率每平米9000W,未來光熱發電效率按50%計,則一個反射鏡就是45億瓦。製造和發射一個反射鏡的能耗是50萬億焦,相當於反射鏡3小時產生的能量,再加上開採、提煉、運輸、損耗等,按5小時計。 向水星發射一組自動化生產設備,這些設備可以利用反射鏡的能量和水星的物質自我組裝,像病毒一樣繁殖。
  • 戴森球到底是個啥玩意,人類最終真有這個能力把它給弄出來嗎?
    由此,不要認為人類開發出了核聚變就可以高枕無憂了,人類對能源的需求永無止境,且對能源的認識和利用技術必須不斷的提升,才能夠滿足自己延續發展的需要。憑著現在人類認識,太陽巨大能量還可源源不斷供應50億年,因此利用好這筆財富,是最廉價最簡單最直接的解決方案。這就是戴森球理論提出的背景和依據。
  • 光壓和太陽帆
    比較兩種情況下懸掛體轉動的大小,列別捷夫測得,塗黑表面所受的光壓力比反射表面所受的光壓力小一半,與理論完全符合。 彗星經過太陽附近尾部發生彎曲,就是受到太陽光壓的緣故.3 太陽帆太空飛行器 莫斯科時間2001年7月20日4時31分,俄羅斯成功地發射了「宇宙1號」太空飛行器,該太空飛行器是世界上首次使用太陽帆作為動力裝置的太空飛行器。 太陽帆太空飛行器是一種利用太陽光的壓力進行太空飛行的太空飛行器。
  • 如果人類實現了可控核聚變,還需要建造戴森球嗎?必需要走的路
    科學家預言,如果化石能源一直使用下去,未來的地球有可能會成為一顆荒涼的,無法適宜人類生存的星球。為了地球的未來,為了人類的未來,我們都必須要找到一些新的無汙染能源來取代傳統的化石能源。事實上,隨著人類科技的不斷進步,化石能源是遲早要淘汰的,這種淘汰不僅僅是因為環境的問題,而且還有能量級別的問題。
  • 人類有能力建造戴森球嗎?利用這種結構收集能源可行嗎?
    戴森推測,由於文明的發展會導致其母星的物質和能源供應的減少,因此技術先進的文明將盡一切可能利用其恆星的能量。戴森也將這個作為尋找外星文明的依據,理論上一顆恆星在其盛年突然越來越暗,那麼這個恆星系極有可能有先進文明存在。
  • 什麼是戴森球?
    如果能夠完成戴森球的工程,人類也會從一個行星物種轉變為星際物種。並且和大航海時代一樣,開啟一個前所未有的大探索大擴張時代。那麼什麼是戴森球?嚴格來說戴森球並不是一個真正的球,更像是一大群圍繞太陽的太陽能衛星,並把收集到的能源發射到其他地方。這種浩大的工程,基本上會給人類帶來無限的能源,但建造它並不容易。
  • 建造戴森球,掌控恆星能源的外星高等文明,銀河系中可能存在嗎?
    「戴森球」是上世紀60年代美國物理學家弗裡曼·戴森提出的假說,即一個足夠發達的外星文明如果想完全控制本星系的所有能源,可以選擇建造一個極其巨大的球面建築,將整個恆星都包在裡面。按照卡爾達肖夫指數,這種外星文明掌控的能源高達4×10^26 W,已經達到II型文明,即恆星文明階段!那麼人類能操控的能源有多少呢?本質上說,人類使用的所有能源都來自於地球表面接受的太陽輻射。
  • 這個工程規模實在是太宏大了,人類要達到二級文明才可能建成
    目前我們太陽系內的各行星只能接受太陽輻射能量的十分之一,其中的大部分能量都無法被接受,從而浪費掉了,我們知道,我們地球的資源非常有限,加上現在的過度開採,能源遲早會被開採完畢,遠不足以支撐人類未來的發展。所以戴森提出了戴森環這樣一種假設——用一個巨大的球形結構將太陽保圍起來,從而來汲取太陽的大部分輻射能量,這樣才可以讓一個文明到達一個新的高度,長久不衰。
  • 戴森球:造一個大殼把太陽圍起來,讓它變成大號的聚變發電機
    今天的飛行器已經有能力靠近到太陽1000萬公裡以內了,考慮到溫度、太陽風等因素,咱們將戴森球位置設定在距太陽1000萬公裡處。 第二,原料與能耗。水星,離太陽最近的行星,由大約70%的金屬和30%的矽酸鹽組成,這些材料非常適合做反射鏡。
  • 什麼是太陽帆,太空太陽能電站給人類會帶來哪些好處!
    什麼是太陽帆,太空太陽能電站給人類會帶來哪些好處!今天已經升空的人造天體如此改變了地球的面貌,給人類帶來了巨大的科技和經濟效益,那麼科學家正在研製試驗中未來才能升空的其他人造天體,就必將進一步改變地球的面貌,給人類帶來更大的科技和經濟效益。這些研製中的未來新型人造天體,其中之一便是已經試驗升空的太陽帆。
  • 別傻了,怎麼可能存在戴森球這樣的二級文明
    於是搜了下這個名字,才了解到了他:尼古拉·謝苗諾維奇·卡爾達肖夫1964年,蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達舍夫提出了一種分等級方法,他認為通過掌握不同能量控制技術對文明進行等級劃分比較合適,而且劃分方法比較簡單,一級文明指的就是能利用和改造所在行星行星的能源和資源的文明;二等級文明就是能利用和改造所在恆星系統的能源和資源的文明,三級文明就是能利用和改造所在星系的能源和資源的文明。
  • 未來,太空中的太陽能電站,可以解決人類能源的需求
    克服這一挑戰將需要徹底改變我們產生和消耗能源的方式。風力發電場和太陽能發電場僅在颳風或曬太陽時才產生能量-但是我們每天都需要全天候供電。最終,我們需要一種能夠大規模存儲能量的方法,然後才能轉向可再生能源。
  • 科普作家硬核科普!終極能源「人造太陽」到底是什麼?
    在核工業西南物理研究院,中國「人造太陽」裝置首次對科幻、科普作家開放。據介紹,這個裝置的最大意義在於 提供核聚變研究平臺,助力開發人類的終極能源。為什麼這麼說?一起聽聽科普作家的介紹。屬於宇宙和未來的能源能源是可以為人類生產或生活提供所需的光、熱、動力等任一形式能量的資源。
  • 探秘「人造太陽」,照亮終極能源夢想
    提起清潔能源,我們首先映入腦海的自然就是風力發電、水力發電和太陽能發電,這三種發電方式是現在世界上比較主流的清潔能源獲取方式。但是我們可能不知道的是,還有一種方式是核聚變發電,這種被稱為近乎無限能源的核聚變發電,可能是未來主流的發電方式。如果核聚變發電成為現實,那麼世界上能源問題將會永遠解決。
  • 兩顆恆星亮度驟降,疑似發現戴森球,科學家:不是自然原因
    宇宙中常見的天體就是小行星和隕石,比它高一級的是星球。星球又可以分成多種,地球就是行星,太陽則是恆星。恆星的出現,往往能帶動小型星系的出現,太陽系就是在太陽的帶領下成型的。在銀河系中,和太陽系情況一樣的星係數不勝數。