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标题: 人类文明升级的能量来自那里，须要创建戴森球，依赖太阳辐射吗？ [打印本页]

作者: 无与伦比 时间: 2022-9-10 14:07
标题: 人类文明升级的能量来自那里，须要创建戴森球，依赖太阳辐射吗？
本文基于答复网友题目，见截图：

先相识一下什么是戴森球。

戴森球理论是曾任爱因斯坦助手的美国物理学家、数学家弗里曼·戴森建立的一个理论。他以为任何宇宙文明体在文明发展过程中，能量是最告急的催化剂。当科技文明发展到肯定阶段时，单纯依赖母行星的能源就无法实现文明提升了，这时只有最大限度的攫取恒星能量才可以大概继续提升文明条理。
简单地说，就是创建一个巨大的球壳，将文明所依赖的恒星包裹起来，将恒星辐射能量全部或绝大部门网络起来，不让其白白浪费到太空中，如许才可以大概得到文明升级所需的能量。厥后，人们把这种包裹太阳的球体叫戴森球。

这个理论与前苏联科学家卡尔达舍夫提出的宇宙三级文明理论遥相呼应。他将宇宙文明分别为三个品级，且权衡这些文明水平的标记就是文明体所能控制和斲丧的能量：一级文明可以大概控制和利用的总能量，必须到达恒星辐射到母行星的全部能量；二级文明可以大概控制和利用的总能量，必须到达母恒星辐射的全部能量；三级文明可以大概控制和利用的总能量，必须到达本身母星系的全部辐射能量。
由此可以看出，三级文明理论对差异品级文明控制利用的能量总量是一个动态指标，差异的恒星体系要求是不一样的。套用到地球人类文明，到达差异条理的文明，控制利用能量的本领与太阳辐射能量和银河系辐射能量相对应。

太阳辐射的总能量约为4*10^26J/s（4乘以10的26次方焦耳/秒）；这些能量源源不绝的向太空辐射，地球可以大概吸收到的能量只占其22亿分之一，约为1.8*10^17J/s；银河系的总辐射能量约为太阳的1000亿倍，就是4*10^37J/s。
因此，作为人类要到达宇宙一级文明尺度，就是可以大概控制利用相称于太阳辐射到地球的总能量，到达二级文明就是可以大概控制利用相称于太阳辐射的总能量，到达三级文明就是可以大概控制利用相称于整个银河系的总辐射能量。
人类文明近况及其升级的能量泉源有哪些？

根据人类现在可以大概控制和利用的能量总量，据科学家测算，人类如今利用的能量总量约2*10^13J/s，文明条理还只到达0.73级。要到达一级文明条理，还须要在现有底子上增长数千倍的斲丧利用量。而地球化学能源已经出现枯竭迹象，怎样可以大概得到实现一级文明所需的巨大能量呢？科学家们广泛以为，只有攻克可控核聚变。

可控核聚变的燃料是氢的同位素氘和氚，这些元素在地球广泛存在，每升海水中的氘通过核聚变可以得到约300升汽油的能量，如许看来，可控核聚变一旦乐成进入商业运用，能源就好像取之不尽用之不竭了。
实在，这是人们对文明升级所需能量的大大低估，即便可控核聚变开辟乐成，也只能到达升级一级文明所需的能量。科学家们估计，人类升级到一级文明还须要200年左右的积极，能量利用量就会到达如今的数千倍。
而从一级文明升级到二级文明，能量需求量要在如今底子上至少增长100亿倍，在一级文明底子上增长22亿倍，这种可骇的能量数量大概完全超乎许多人想象。到谁人时间，这么巨大的能量从那里来？不光是地球上无法找到，就是把整个太阳系全部星球都当煤球烧掉，大概将它们转化为核聚变燃料，也无法到达所需能量之万一。

由于整个太阳系除了太阳以外，全部天体，包罗八大行星和多少矮行星、数百颗卫星以及全部小天体、碎渣尘土加起来，才占整个太阳系质量的0.14%，一颗太阳的质量就占据了太阳系总质量的99.86%。
因此，只能是攫取太阳能量，才可以大概满意人类升级到二级文明的需求。而太阳总辐射能量，恰好是人类到达二级文明条理的标记。全部攫取太阳能量的方式，现在科学家们想到的最好办法就是戴森球。
固然，戴森球并非只有密闭的壳体如许一个选择，许多科学家对戴森球的情势做了各种各样的假想，如戴森泡、戴森云等等，这些我在已往的文章或问答中早就有过详细叙述，这里就不睁开说了。

不管何种方式的戴森球，都是约在地球轨道附近，也就是以太阳为焦点，制作一个半径约1.5~2亿公里的球状困绕圈，将阳光挡住，让得到的太阳辐射面积到达或靠近地球的22亿倍，然后通过戴森球壳体上的办法通过核聚变转化为可用能量。如许就相称于得到太阳全部或绝大部门辐射能量，才可以大概满意二级文明的升级需求。
有科学家估算，人类要实现二级文明还须要积极5000年。也就是说，戴森球创建要在5000年内完成，人类才可以大概得到升级到二级文明所需的能量。大概有朋侪要问，为什么人类文明升级须要这么大的能量呢？
有些题目我们如今还不好明确，就像古人无法明确我们如今的能量斲丧一样。据有关资料分析统计，当代能量斲丧是早期农业社会的2300倍。我不敢说这个统计很精准，但至少可以分析每种文明对能量的需求完全不是一个数量级。
那么，二级文明将是一个怎样的社会呢？

根据卡尔达舍夫文明品级的假想，到达一级文明条理，就再也不恐惧任何来自母行星的威胁，作为人类文明就是不恐惧来自地球的任何灾难，包罗任何的天气和地质灾难，什么火山发作、地动、海啸都是小菜一碟了。

而在如今底子上还须要数千倍的能量斲丧，告急将用于应对和控制天气、地质运动、大规模太空运动、人工智能等工业运动、不绝更新升级的环球交通体系、完备的通讯网络体系、人类康健和长命的研究和遍及、意识上传和转移的研究等等。
人类一级文明的运动范围将遍布太阳系，在太阳系其他行星或卫星上举行殖民，让人类这筐鸡蛋分别存放于几个星球的篮子里，以防止无法应对的天灾到来时遭到灭种打击。实现这级文明的能量告急依赖可控核聚变和太阳能技能。
到达二级文明条理，人类就再也不恐惧来自太阳系的任何灾难，包罗太阳发作、小行星撞击等如今无法抗拒的天灾。而能量告急利用在人类更当代化社会升级须要，包罗人类本身的康健长命和存在情势的升级，如以意识方式存在等等，以及用于抵抗各种巨大天灾和星际观光须要。

这一级文明的运动范围将到达太阳系周边恒星体系，也就是飞出太阳系，殖民外恒星体系。而太阳系以内，由于创建戴森球已经分解了全部行星以致碎块尘土，太阳系已经空空如也，只剩下一颗太阳和一个巨大的球形壳体。除了到太阳系以外探索和殖民，全部剩余人类都生存在依附戴森球而建的太空城里，过着我们本日无法明确的新生存。
实现这级文明的能量就是太阳能量，这种能量已经不是我们本日明确的太阳能网络转扮装置得到的能量，而是直接将太阳辐射通过戴森球上的装置，转化为核聚变能量。太空船就利用这种能量飞往迢遥的星际，而生存在戴森球上的人们，也依赖这些能量完成制造和斲丧。
如今，我来答复题主如许的疑问：

制作戴森球本身就须要巨量的能源、质料、工程技能。以是，当一个文明真的具备这种气力，一颗恒星的能量大概只是这个文明所须要大概所可以操控的能量的零头。那么……戴森球还须要吗？

实在，这种认识是错误的，大概说至少是不准确的，这是对太阳能量太低估的认识。由于人类在太阳系以内是无法获取到比太阳能量更巨大的能量的，因此不管是创建戴森球大概其他什么工程有多困难，都不大概斲丧比太阳能量更大的能量，也就是4*10^26J/s。

这是太阳一秒钟所辐射的能量。据统计，2021年环球电力斲丧总量为28.466万亿度，太阳这一秒钟辐射的能量相称于人类如今3903年的用电量，相称于9.6亿亿吨TNT炸药的爆炸威力，也就是约7.36万亿颗广岛原子弹同时爆炸的威力。太阳巨大的辐射能量，是人类现阶段能量利用总量的20万亿倍。
因此，题主这种担心是没有来由且不须要的。戴森球理论和文明品级理论都创建于上世纪六十年代，得到了科学界广泛认同，自此以后，天文学家们探求地外文明，根本上都采取这些理论。如通过巨大的天文望眼镜巡天扫描，看看有没有疑似戴森球的恒星存在。不外令人遗憾的是，至今没有发现这类恒星存在简直切证据。
不外，无论是戴森球理论照旧文明品级理论，都是科学家们根据观测发现以及科学积累得到的一种逻辑推理，也就是一种科学意料。而宇宙文明是不是真的如许发展和升级，未来对宇宙文明的研究是不是不停会按照这个思绪走，大概会不会出现新的理论，如今都还无法预料。
因此信任大概不信任戴森球，戴森球能不能真的创建乐成，也完全可以仁者见仁智者见智，没有须要过于纠结。对这个题目，各位怎样看？接待讨论点评。
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