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小編的世界 優質文選 文明

人類若要成為宇宙文明,也許這些建築就是關鍵


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2021年5月19日 -
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籬笆牆的未來世界

人類曾幻想將信息傳遞得更遠,後來就有了電話;因為幻想操控自然,後來發明了電和火藥;因為幻想觸摸天上的月亮,而發明了火箭。

科學幻想一直是人類發明創造的原動力,而人類的幻想從來不曾結束,也就意味著我們的科技也會不斷地實現這些幻想。

而今天,我將為大家分享關於人類未來可能建造出來的幻想巨型建築,看看在天馬行空的想象世界裏,這樣的建築能否會實現。

03-Mars.mp3

04:40

來自籬笆牆的未來世界

戴森球

戴森球這一概念相信更多人都聽說過,是一個傳播最廣,“信徒”最多的一種科幻假說。

簡單地說,這一概念最早出現在奧拉夫·斯塔普爾頓的小說《造星主》(Star Maker)中,而後由弗裏曼·戴森在其基礎上進行了科學假說。

戴森球被假想為一個包圍恒星的巨大球形結構,這個結構可以是由無數個環形建築組成,也可以由無數顆小衛星包裹恒星組成。但它們的作用都是一樣的,就是為了捕獲大部分或者全部的恒星能量輸出。

弗裏曼·戴森認為戴森球是智慧物種長期生存對於能量需求增長的必然需求,但他同時也警告,這樣的結構會導致先進文明的關注。

其實,以目前的科技水平來說,建造一個迷你戴森球並非不可能,試想一下,我們目前已經可以造出“人造太陽”,而這種“可控核聚變”的技術與戴森球的所實現的目的基本一致。

自從該概念提出以後,諸多科幻影視及遊戲裏提出的包圍恒星的人工建築都被冠以“戴森球”之名。諸如《複聯3》、《神秘博士》、《光環》、《群星》或者最近的《戴森球計劃》等等。

“套娃”超級計算機(Matrioshka brain)

這一概念是由羅伯特-布拉德伯裏(Robert·Bradbury)提出的一種太空巨型計算機建築的假設,這種建築基於戴森球體,具有巨大的計算能力,利用恒星(或人造恒星)作為計算機的能量來源。而“Matrioshka”一詞則是來源於俄羅斯套娃(Matryoshka dolls)。

羅伯特認為,恒星不僅僅只是為文明提供能量來源,還可以作為運算及處理數據之用。這座巨大的建築由幾個戴森球體相互嵌套組成。

最裏面的戴森球將直接從其周圍的恒星中汲取能量,並在高溫計算時放出大量的熱能。而往外一層的戴森球將吸收這些熱能,並將其用於計算目的,同時放出自己的熱能。以此類推,每一層戴森球放出的熱量都比前一個球體少。內層球體可以在與恒星本身幾乎相同的溫度下運行,而外層球體將接近於星際空間的溫度。

環形家園

環形家園這一概念,最早是在1970年科幻小說長篇小說《格林世界》(Ringworld)中提到的,是一種建設在太空中的圓環形人類棲息地。

其表面積比地球大300萬倍,建成一個巨大的環形帶,寬100萬英裏,直徑1.86億英裏,環繞著一顆恒星。它旋轉著,通過離心力提供相當於地球重力99.2%的人工重力。環形世界有一個可居住的平坦內表面,其面積相當於大約300萬顆地球大小的行星。大部分的表面是陸地,其中夾雜著淺水的淡水海。在環形世界的對面,有兩個大型的深鹹水海洋,彼此之間相互平衡。沿著邊緣的1000英裏高的牆保留了大氣。

在上世界70年代末,美國航空航天局NASA還曾專門根據這一概念,設計出“環形家園”的圖紙。但因其耗費的資源過於巨大且無法維持生態環境,而被視作是最不可能的事情之一。

後來,原子尺度工程研究所的福雷斯特-畢曉普在1997年將這一概念進行了改進,他提出通過人工重力和大約200公里(120英裏)高的大氣保持牆來保留大氣。棲息地的方向將與它的旋轉軸垂直於它的軌道平面,用鏡子的排列將陽光反射到內圈,或者在中間有一個人工光源,由外圈的太陽能電池板和太陽能衛星共同供電。

這樣一來,既可以維持大氣存在,也不用環繞恒星修建,從而可以節省一大筆建設開銷。

恒星發動機

這個概念是2000年的時候,由Badescu和Cathcart發表於英國行星際學會雜志。這一概念描述了,在恒星的一側建造一個巨大的反射裝置,並利用恒星自身產生的能量,將恒星和圍繞它的任何東西加速到一個特定的方向。如果這樣一個系統建成,則標志著人類文明等級將提升至2級。

與“流浪地球”不同,恒星發動機是一類利用恒星的輻射進行空間移動的假說。但理論上,如果這個假說可行的話,我們可以將連同地球在內的太陽系一起推走。

奧尼爾圓柱體

奧尼爾圓柱體(也稱為奧尼爾殖民地)是美國物理學家傑拉德-K-奧尼爾在其1976年出版的《高邊疆:人類的太空殖民地》一書中提出的太空定居概念。奧尼爾提出了21世紀的太空殖民設想,使用從月球或小行星上提取的材料制成。

為了使它保持一直對准太陽,一個奧尼爾圓柱體將由兩個反向旋轉的圓柱體組成。圓柱體將以相反的方向旋轉,以抵消“陀螺效應”。每個圓柱體的直徑為5英裏(8.0公里),長度為20英裏(32公里),兩端通過一個軸承系統的杆子連接。它們的旋轉將提供人工重力。

太空電梯

這是一種最有可能在可預見的未來中建設的一種建築。

太空電梯是一種行星到宇宙空間的運輸系統。其主要組成部分是一條錨定在地表並延伸到空間的電纜。這種設計將允許電梯沿著電纜從行星表面,直接進入太空或軌道,而無需使用大型火箭。

它的主要結構應該包括一條電纜,一端連接到赤道附近的表面,另一端在地球同步軌道。地球的引力與電梯最上端的離心力相互抵消,會將電梯拉伸,處於緊張狀態,使太空電梯與地球相對靜止,可以看做是有線版的“潮汐鎖定”。

太空電梯可以快速往返地表與近地軌道,將貨物或人送到太空中。

太空電梯可能使用碳納米管(CNTs),氮化硼納米管和鑽石納米線作為制作材料。

據估算,雖然與發射火箭相比,太空電梯的建設成本非常高,但因其可重複利用性,以及貨物運輸能力的優勢,太空電梯的投資回報率將比傳統火箭發射要高95%。

最後,也許這些建築都停留在幻想階段,但正是因為我們豐富的想象力,才推動著科學一步一步地前進。如果各位小夥伴還知道其他的科幻建築,也請在評論區留言,讓更多的小夥伴看到。

OK,這就是今天的分享,希望大家能夠喜歡。