戴森球，高級文明用來吸收太陽能量的裝置。

如果我告訴你用無數個太陽能板把太陽包起來 我們就能從中獲取無窮無盡的能量 這聽起來像是異想天開 但是在距離地球不遠的地方 這樣的結構和文明可能真的存在 2024年5月 英國皇家天文學會月刊發表了一篇論文 科學家在距離地球1000光年內的地方 發現了7個被神祕結構環繞的巨大天體 按照人類現有的科學認知推測 這些結構很有可能是戴森球 如果這個推測正確 那這可能就是人類探索宇宙歷史上最重要的發現之一 也間接證明瞭在宇宙中 存在著有比地球先進數百萬年的超級文明 那麼戴森球是什麼呢 什麼樣的文明才能建造出能完全包裹恆星的巨大結構呢 這次我帶你深入瞭解戴森球和建造它背後的文明 起初 戴森球是人類的想像力與科學思維催生的宏大概念 其設計目的就是要全方位環繞恆星 並最大限度地吸收利用宇宙中恆星蘊含的巨大能量 這個想法最早是在1937年出版的科幻小說《造星者》中被提及 後來經過理論物理學家弗里曼·戴森的深入研究 直至發展到發表相關論文 戴森球就從單純的科幻產物逐漸演變成科學研究對象 如今人類已經掌握了在地面利用太陽能電池板收集能量的技術 然而地球所接收到的太陽能量 僅是太陽向四面八方釋放能量的數十億分之一 這一比例之所以微乎其微 是因為地球距離太陽過於遙遠 但如果能在太陽附近佈置一個全方位的能量吸收裝置 就幾乎可以獲得近乎無限的能量 這看似簡單的構想正是戴森球理論的核心 根據弗里曼的計算 如果人類社會的能量需求保持每年1%的穩定增長 那麼在三千年後 人類將需要整個太陽所釋放的能量來維持文明的正常運行 因此他指出 當文明發展到足夠高度時 必然會通過戴森球或類似技術直接從恆星獲取能量 只是從物理角度看 完全覆蓋太陽的球狀結構存在物理崩塌的風險 於是弗里曼通過數學計算證明 如果戴森球是由無數小型結構組成的集合體 或者是環繞太陽的環狀結構 就有可能實現對太陽的穩定覆蓋 但是建造這樣的龐大結構 對現階段的人類而言無疑是天方夜譚 而且所需要的材料數量也極其龐大 有計算表明 若要建造一個覆蓋太陽的戴森球 所需的材料量相當於拆解一顆木星大小的天體 不過弗里曼認為 只要文明發展到一定水平 建造戴森球還是有可能的 在他的論文中 還提出了一種用於探測其他文明建造的戴森球的方法 論文指出 被戴森球包裹的恆星發出的光 會因包裹結構的密度不同 看起來變得暗淡 甚至幾乎看不見 同時由於戴森球從恆星吸收能量後 需要將其儲存並利用 這一過程會釋放出大量的熱量 這些熱量最終以紅外線的形式 輻射到宇宙空間 因此從觀測角度來看 被戴森球包裹的恆星 在可見光波段的亮度會顯著降低 但在紅外線波段卻會異常明亮 基於此弗里曼在論文中得出結論 宇宙中那些在可見光下顯得暗淡無光 但在紅外線中卻表現明亮的恆星 就有可能是被戴森球覆蓋的 而2024年5月 發現圍繞7個恆星的巨大構造 就暗示著戴森球理論有可能成為現實 這次的研究是由兩個不同的科學團隊 使用不同的調查方法 分析了約500萬個恆星 試圖尋找可能存在戴森球的結構 研究人員首先利用 歐洲航天局的太空探測器觀測數據 篩選出具有戴森球特徵的目標 隨後再使用紅外線宇宙望遠鏡 進一步確認這些目標 是否符合戴森球的特徵 兩個團隊雖調查方式不同 但得出了相同結果 發現了距離地球1000光年內的7顆恆星 它們被認為是戴森球候選對象 這些恆星從其大小來看亮度極低 但卻都同時釋放出過亮的紅外線 這與福裏曼預測的戴森球特徵高度吻合 不過這些異常現象也可能由自然原因引起 論文對此進行了分析 恆星過亮的紅外線輻射 雖然常被認為可能與外星文明有關 但現有觀測結果尚不足以支持這一結論 按照理論推測 如果這些恆星被外星文明的戴森球結構覆蓋 那麼在紅外線和可見光波段都應出現異常 然而當前僅發現了過亮的紅外線輻射 這與外星文明活動的假設並不完全吻合 還有一種原因就是圓行星盤 圓行星盤是年輕恆星周圍由氣體 宇宙塵埃和小行星碎片組成的結構 能夠吸收恆星的光線 並以紅外線形式重新輻射 從而導致紅外線的異常增強 但研究團隊調查發現 這次的7個恆星都是中年恆星 圓行星盤只存在於新生恆星周圍 出現在這些恆星周圍的可能性極低 此外研究團隊還探討了其他可能性 但都無法很好地解釋這些觀測結果 最終在人類目前所掌握的知識範圍內 戴森球的可能性無法被完全排除 這也是此次論文引起轟動的原因 研究團隊計劃今後使用哈勃太空望遠鏡 和韋伯太空望遠鏡進行更詳細的觀測 特別是韋伯太空望遠鏡 具有強大的紅外線觀測能力 對於調查這7個出現紅外線過量輻射的恆星來說 是最理想的觀測手段 其實類似戴森球的發現並非首次 2009年3月美國國家航空航天局 向太陽系軌道發射了名為 開普勒的太空望遠鏡 其主要目的是發現太陽系外 與地球大小相當的行星 然而在2015年9月 卻發現了一個不同尋常的現象 從距離地球1500光年名為塔比之星的恆星上 觀測到其亮度發生了變化 這種亮度變化的週期和變化幅度 與以往觀測到的其他天體的模式截然不同 其亮度變化不僅沒有周期性規律 而且每次變化幅度都不一樣 研究人員查看以前的觀測數據發現 2011年3月5日 塔比之星的亮度急劇下降了15% 2013年2月28日和4月17日 更是大幅下降了22% 根據這些觀測數據的記錄 在6年時間裡類似的急劇亮度變化現象 竟然出現了10次之多 這種急劇的亮度變化 不太可能是由塔比之星附近的行星等天體引起的 因此其中一種可能的解釋就是戴森球 建造戴森球所需的勞力資源和能量之巨大 不言而喻 初期建設進度可能很慢 但一旦完成一些關鍵結構 就能夠從恆星獲取能量 建設速度也將逐漸加快 換句話說 隨著戴森球的建設進度的逐漸加速 恆星亮度下降的速度也會隨之增快 這一推測在一定程度上 與塔比之星亮度下降的觀測結果相符 關於論文的話題先說到這裡 接下來我們不妨想像一下 能建造出戴森球這樣巨大結構的文明 究竟發展到了什麼程度 我在往期視頻中也提到過 天體物理學家尼古拉·卡爾達舍夫提出 宇宙中可能存在發展了數十億年 甚至上百億年的高度發達文明 它基於文明能夠產生和消耗的能量 對這些宇宙文明進行了等級劃分 之所以以能量為指標 是因為回顧人類歷史我們會發現 人類文明的發展在很大程度上 正是能量產生和消耗的過程 早期人類通過鑽木取火 從而能享用美味且營養豐富的熟食 不久後進入工業革命時代 人類能夠從煤炭石油中獲取能量 到了現代 更是能夠利用原子和裂變產生的核能 在這個過程中 文明在各個階段使用的能量規模 呈數量級增長 由此可以得出一個原理 越是高級的文明所需要能量 也就越龐大 基於這種擴展思路 卡爾達舍夫提出了卡爾達舍夫文明等級 以每秒產生的能量為指標 將文明從一級到三級進行分類 按照目前地球文明 每秒能夠產生的能量計算 我們還只有0.72級 要將這個等級數值提高0.1 能量就必須增加10倍 所以地球文明要達到一級 可能還需要數百年時間 不用說0.72級的文明 肯定是無法建造戴森球 那麼一級文明呢 能夠利用並控制自身所在行星上 所有能量的能力 是文明達到一級的標準 行星上的火山噴發 龍捲風 地震等自然現象 蘊含著巨大能量 一級文明不僅能控制這些自然現象 還能從中高效獲取能量 這就是一級文明的能力 然而即便發展到這種程度的文明 也沒有能力建造戴森球 從一級文明再發展約三千年 才終於能進化到二級文明 此時的文明可以直接從母恆星 也就是地球對應的太陽 來獲取能量 而實現的手段就是戴森球 換句話說 這個文明如果不通過戴森球 直接從恆星吸收能量 那麼文明日常所需的能量就會不足 可以想像一下 什麼樣的活動會需要如此巨量的能量呢 以我們0.72級文明的思維 很難想像二級文明的規模 它遠遠超越了當前人類的文明 只是二級文明被認為 只能從其所在恆星系的恆星獲取能量 也就是說二級文明 還沒有掌握星際旅行的技術 如此一來 這次研究中暗示的 這七個被戴森球環繞的恆星 很可能是更高級文明的產物 那就是三級文明 經過二級文明階段 再發展十萬年到一百萬年 就能達到三級文明 此時的文明可以控制自身所在星系 幾乎所有恆星的能量 究竟要怎樣的先進科技 才會需要如此大量的能量呢 是反重力裝置 是人工蟲洞 還是驅逐引擎 或者是其他我們想像不出的科技 三級文明已經超出了人類的想像範圍 而這樣的文明 有可能真實存在於 距離地球很遙遠的地方 其實很多時候 不能因為觀測到的現象 無法完全理解 就立刻斷定是外星文明的傑作 但是這樣的研究 又能讓我們深入思考 宇宙的神祕與可能性 我們人類連一級文明都尚未達到 對宇宙的理解還停留在表面 今天的夢想可能成為明天的科學 今天的科學也許會成為明天的常識 探討三級文明存在的可能性 不正能給予我們 挑戰當前科學技術極限的勇氣嗎