如何應對外星人殖民挑戰?科學家:圍繞太陽建超級能量站!

2020-12-06 通曉百科

我們知道超大質量恆星的最終命運之一是演變成為超大質量的黑洞。在這個過程中,恆星的光芒逐漸散盡,內核不斷坍塌,最終由光明之神演變成為宇宙的幽靈。在137億年裡,恆星和黑洞遍布於宇宙的各個角落。我們有幸能夠看到恆星,因為它們總在天空「眨眼」;我們看不到黑洞,因為它們好似鬼魅,有無窮的力量,卻藏身於未知的黑暗!

人類,在地球上創造了貌似輝煌的文明,但在宇宙中卻是極其渺小而柔弱的生物。以人類現有的科技水平,我們僅僅能夠登陸38萬公裡外的月球,尚且不能飛出太陽系,而太陽系不過銀河系中一粒塵埃。人類要走得更遠,未來有能力去殖民新的「地球」,甚至與進入高端文明的外星人有能力一戰,就必須掌控更強大的能量源。

高能從何處來?

人類掌控宇宙能量的能力決定了人類能夠在宇宙中遨遊多遠。地球上的自然能源能夠滿足人類未來的需求嗎?顯然不能!由於恆星和黑洞是宇宙中的普遍存在,而且它們又是現階段最現實最雄厚的能量載體。比如,太陽是距離我們最近的一顆普通恆星,它通過核聚變反應每秒將大約7億噸的氫原子被轉化為大約6.95億噸的氦原子,同時釋放出大約3.86e33爾格/秒(即38600億億兆瓦)的能量。這些能量以伽馬射線的形式拋向宇宙空間,能夠到達地球並被現階段人類利用的大約只有22億分之一左右,可以說是微乎其微,甚至可以忽略不計。因此,人類要徜徉太陽系外,就必須先掌握高效利用太陽能的技術,把太陽作為人類文明演化的下一個能量站。

卡爾達舍夫等級

早在1964年,蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達舍夫(Nikolai Kardashev)就對這個問題作過深入解讀,他認為能量是限制人類文明進步最主要的障礙,人類對能量技術的掌控程度決定了人類文明進步的高度。為此,他為人類和外星生物的文明確立了三個等級,我們現在稱之為「卡爾達舍夫等級。具體來說:

等級I :該文明下的生物是行星能源的主人,對人類而言這意味著我們可以主宰整個地球能源的總和。

等級II :該文明能夠收集整個恆星系統的能源,能夠接收並使用一顆恆星的全部能量輸出。到那時星際旅行簡直就是小菜一碟,甚至旅行的速度有可能超過光速。

等級III :該文明對人類而言可以將銀河系統的能源而為我所用。我們不但可以掌握恆星能量的控制技術,我們甚至還可以掌控大質量黑洞的引力能量。人類到那時相對於現在簡直就是神一般的存在,幾乎無所不能。我們可以殖民銀河系中任何一個宜居星球,把外星生物變成人類的侍者。

對照上述三個等級,人類現在的文明程度尚未達到等級I的標準,據科學家推算,人類目前的文明等級約為0.73級。在未來,人類要挑戰卡爾達舍夫等級II和等級III的文明程度,最現實的選擇是源源不斷地攝取太陽的能量。

儘管這一想法對當下的人類而言似乎還很遙遠也很迷茫,但是不要忘了,人類自可稱謂「人類」那天起到現在尚且不超過一百萬年,想想曾經的統治者恐龍在地球上生存了多少年?如此低端的生命體尚且有兩三億年的生命力,人類總是要比恐龍的生命力更加強大吧!所以實現卡爾達舍夫等級II和等級III的文明高度,對人類而言並非遙不可及。

戴森球和太陽能量站

全方位收集和轉化恆星能量為人類所用並不是小編的瘋狂想法,這個點子來自於一位剛剛逝世不久的美籍英裔物理學家,他的名字叫弗裡曼·戴森。戴森曾經做過愛因斯坦的助手,早在上世紀60年代他就提出了利用人類發射的衛星和空間站在太陽周圍建立一個龐大的球形或者環形能量站,能量站可以高效收集太陽散發的光能和輻射能,並能夠將這些能量轉化為可供人類利用的各種形式的能量,現在我們將這一設想的概念統稱為「戴森球」系統。

在他之後的科學家進一步發展了這一設想,他們認為製造一個超級龐大的球狀外殼徹底將太陽罩住,這是不現實的。因為太陽在高速旋轉,而且太陽系的引力中心也在隨時變化,在這種情況下,太陽被罩住很可能爆發災難性的危險。首先是這個球狀外殼的直徑要多大?球殼的厚度要多少?如果以1個天文單位(太陽至地球的距離平均值為1.5億公裡)作為戴森球的直徑,而其厚度為3米的話,那麼即便我們收集全部太陽系的物質也不夠製作這樣一個龐大的球殼。其次,我們如何克服和校正球殼與太陽之間的引力?因為一旦出現差錯或者出現意外情況,球殼就會發生偏移,進而與太陽發生碰撞,不但前功盡棄而且後果不堪設想。

但是如果我們在太陽周圍建造的不是戴森球而是戴森雲,就好似地球大氣的雲層一樣,在一定距離內將太陽局部罩住,那沒準是十分可行的。戴森雲可以是由一朵也可以是很多朵龐大太陽能電池版構築的人工天體,它的軌道可以與太陽同步,也可以向行星一樣圍繞著太陽運行。這樣一來,持續高效利用太陽上取之不竭的清潔能源是不是就變得現實可行了呢?答案也非確定的,因為如何準確計算出戴森雲的軌道,並保持戴森雲與太陽之間能夠實現動態平衡卻是非常非常難的。更重要的是人類必須一次成功,因為我們是輸不起的!

天鵝座發現疑似恆星能量站

「戴森球」系統的構想真的能成為現實嗎?答案或許是肯定的。因為人類已經在1500光年外的天鵝座上發現了疑似的結構。天鵝座其中的一顆恆星KIC 8462852有著奇特的光變曲線,其亮度曾經一度下降22%。這種現象在以往觀測的恆星系統中是絕無可能的,因為在恆星系統中能夠遮擋主星亮度的一般只有它的行星和大質量星雲,但是它們對恆星亮度的影響都是非常有限的。以太陽系最大的行星木星為例,它對太陽亮度影響也不會超過1%。那麼造成KIC 8462852恆星亮度下降22%是什麼因素呢?答案很可能就是類似「戴森球」系統的外星人造天體,其目的就是連續不斷地抽取恆星能量以供外星人遨遊宇宙。

結語:

1500光年的距離,相對宇宙的尺度來說不過一步之遙。如果天鵝座上真的有高過地球文明的外星人類,那麼它們為什麼沒有造訪地球?我們能夠用「費米悖論」來解釋嗎?或許外星人飛船的速度仍然受制於光速,它們即便有能力來地球也難以克服自身壽命的局限,萬物的公理就是有生有死,外星人也沒有不幻不滅的道理;亦或它們在遙遠的過去來過地球,要不然地球上哪來的那些至今用科學仍然無法解讀的怪象?亦或它們到達地球的時間就在不遠的未來甚至有可能就是今夜睡醒之後的事,你做好準備迎接外星人的儀式了嗎?

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