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小編的世界 優質文選 文明

人類什麼時候才能夠制造出戴森球?科學家給出了期限,你認可嗎?


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2020年11月17日 -
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探索浩瀚星空

百家榜創作者,科學達人,優質創作者

本文參加百家號 #科學了不起# 系列征文賽。

人類是地球上唯一的智慧生命,起源於數百萬年前,並在6000多年前形成了人類文明。人類文明經過不斷的努力和發展,終於在數百年前走進了科技發展的道路。

科學的力量是偉大的,這個世界,這個宇宙的一切奧秘都逃脫不了科學的範疇。人類能夠走進科學發展的道路,意味著人類文明走進了新時代,向著更高級的文明不斷邁進。

當人類走進科技時代之後,很快我們就在科技的幫助下走出了地球,開始初步探索宇宙。見識到宇宙的浩瀚之後,我們不得不思考一個問題:那就是人類是宇宙唯一的智慧文明嗎?站在浩瀚宇宙的角度,這個可能性是非常小的,科學家也普遍認為,外星文明是存在的,而且可能比人類要強大很多。

如果宇宙有許多的智慧文明,那麼文明之間的實力必然會有差距,科學家用卡爾達舍夫等級對宇宙文明的實力進行了一個劃分,共分為四個等級。第一級文明是行星文明,可以利用母星的所有能量和能源。

第二級文明是恒星文明,可以利用整個恒星系統的能量,第三級文明是星系文明,可以利用整個大星系的能量。第四級文明是宇宙終極文明,對能量的應用形式可能已經超出了我們的認知,有可能涉及到時間空間以及緯度的概念。

在這四個等級中,人類目前還處於0.7級,離一級文明還有一段不小的距離。一個文明想要飛速發展向更高級的文明邁進,就需要大量的能量支持,越是高級的文明,對能量的需求也會越大。

母星上的能量最多只能維持一個文明升級為一級文明,而從一級文明向二級文明邁進的過程中,就需要應用到母恒星系的能量,而在一個恒星系統中,最強大的能源源無疑是中心的那個恒星,它就相當於一個龐大的核聚變反應堆。

每一顆恒星的質量都占到了整個恒星系質量的90%以上,以太陽系為例,太陽的質量占到整個太陽系質量的99.86%,它的能量如果能夠應用好,足以讓一個文明跨越二級,升級到三級文明。所以,當文明發展到一級之後,就需要不斷研究探索如何更有效地應用恒星的能量。

在1960年,弗裏曼戴森提出了戴森球理論,他認為當一個文明發展到高級的時候,恒星的能量是必然不會錯過的。這個時候,高級文明就會制造出一個直徑在2億千米以上的巨大人造物,它將會包裹恒星,然後充分吸收應用恒星的能量。

恒星站在能量的角度,就相當於一個天然的巨大核反應堆,理論上只要能夠將它完全包裹起來,那麼恒星的幾乎所有能量就能夠得到有效利用,有了它的全部能量之後,文明的發展速度才不會慢下來,才有希望支持一個文明向更高級文明邁進。

人類也是宇宙眾多文明中的一個,當我們的科技實力發展到一定程度之後,為了文明的升級,人類同樣需要建造一個戴森球,將太陽包裹起來充分吸收能量。那麼人類何時才有希望制造出戴森球?可能很多人認為,人類的科技發展速度非常快,我們幾百年的時間就讓科技發展到了現在的程度,那麼再給人類幾千年,就可以制造出一個戴森球,事實真的如此嗎?

我們要明白,文明等級的提升不是平均的,而是呈現倒金字塔塔式,文明等級越高,想要升級到更高層次,所付出的時間會呈現幾何級的增長。比如,人類文明花費了6000年的時間走進了一級文明,那從一級文明升給為二級文明,需要的時間可能是12000年。從二級文明再升級為三級文明,需要的時間可能會是48000年。

而從三級文明升級為四級文明,那可能至少需要數百萬年以上的時間才有希望實現。這些還只是一種理想化的模式,可能在實際的文明發展過程中,需要的時間可能會更加漫長。要不然,現在的宇宙四級文明將會非常多,要知道,宇宙誕生到現在已經有138億年的時間。

四級文明可能早已掌握了時空的奧秘,可以自由縱橫於宇宙的各處,如果四級文明非常多,沒有理由我們一個也碰不到。之所以我們沒有碰到,一個可能就是從三級文明想要升級為四級文明,其困難程度遠遠超出我們的想象。

沒有成為四級文明之前,即使是強大的三級文明也很難走出自己的大星系,進行宇宙空間的自由跳躍。以人類目前的發展速度,我們想要成為一級文明,可能還需要幾百年的時間。

而從一級文明升級為二級文明,即使是以人類文明成長為一級文明6000年的標准來算,我們也需要至少12000年的時間。而建造戴森球這樣的龐大人造物,至少需要二級文明的實力才行,除了技術之外,更重要的還是資源。

戴森球的建造在技術方面可能在人類成為一級文明之後,就可以初步掌握,可是光有技術沒有龐大的資源是遠遠不行的。戴森球是包裹恒星的裝置,而太陽的質量占到了整個太陽系的99.86%,如此巨大的一個天體想要包裹住,依靠太陽系的資源是遠遠不夠的,我們還需要大量太陽系外的資源。

而要從太陽系外往太陽系運送資源,就需要一定的星際航行能力,至少需要掌握亞光速飛行的技術。一級文明只能在恒星系內縱橫,無法開采太陽系外的資源,只有成為二級文明才有可能。

所以,人類即使成為了一級文明,掌握了初步的戴森球建造技術,可是沒有龐大的資源,也無法制造出完整版的人造戴森球。當然,當人類成為一級文明之後,有了戴森球建造技術之後,我們可以利用太陽系的資源建造一個簡化版的戴森球,也可以有效提升對太陽能量的開采應用,支持人類文明前進。