[中配]探討巨型人工空間物體的可能性

每個太陽系現在都被一層光陷阱籠罩 這些光陷阱將逃逸的太陽能量集中利用 使整個星系變得昏暗 這些不是我視頻腳本中的臺詞 他們出自一本名為《心靈的科幻小說》 該書由英國作家奧拉夫·斯泰普爾頓在1990年創作 1937年他首次提出了一個巨型恆星動力發電機的概念 認為一個高度發達的宇宙文明將會使用它 而數學家弗里曼·戴森在1960年所寫的文章中 建議將這一巨型結構稱為斯泰普頓球 但其他科幻作家則用戴森球這個名字使其聲名鵲起 然而在最近的半個世紀裡 我們甚至沒有接近實現這樣一個巨型結構的機會 因為要做到這一點我們必須以某種方式拆解水星 然後將這個巨型球體平衡在太陽風和太陽引力之間的纖細平衡線上 畢竟我們還不清楚如何將提取的太陽能準確地傳輸到地球上 然而在科幻作品、書籍、電影和視頻遊戲中 還有許多其他同樣著名的巨型構造 這些可能會顯得更加實用 難道付出的努力和費用不值得嗎? 在這個視頻中你將瞭解到建造通往星辰的大門有多現實 什麼樣的太空居住設施不會要你的命 巨型宇宙飛船一般最大的缺點是什麼 我們是否應該建造科幻中的巨型結構 還是說它們實在太不切實際了 在1960年第一次載人航天飛行之前 有哪些巨型結構可以幫助我們快速往返地球軌道及更遠的地方 蘇聯工程師優裏·阿特·蘇塔諾夫提出 建造一座巨型電梯將貨物和乘客直接送入近地軌道 以節省火箭燃料 這個前沿的奇妙構想曾被忽視了很長一段時間 直到傳奇的英國科幻作家阿瑟·C·克拉克遇見了阿特·蘇塔諾夫 他1979年寫的小說《天堂之拳》 使空間電梯的概念真正流行起來 並引起了現實工程師的關注 即使火箭技術不斷發展 將貨物和人員送入低地球軌道的高昂成本問題依然沒有解決 最終證明克拉克本人描述的建造太空電梯的方法是最實用的 首先您將一個空間站發射到靜止軌道 從那裡把一根纜繩放下到地球表面並將其固定在那兒 聽起來簡單 但電纜的長度必須達到35790公里 這樣的電纜長度幾乎可以繞地球赤道一圈 但如果使用最堅固的金屬合金就會出現一個問題 電纜的重量將達到數千噸 因此在拉伸時它會因自身重量而崩潰 更不用說能夠在軌道上支撐必要的對重了 克拉克本人也承認使用傳統材料建造太空電梯在物理上是不可能的 然而作為一名科幻作者 他構想了一種新型的超強度超輕質材料超纖維 根據小說他們在20世紀末的實驗室裡開發了它 最令人印象深刻的是 這實際上發生過或者至少發生過非常類似的事情 1991年日本科學家合成了第一批碳納米管 它們比類似材料更強大且更輕 如果太空電梯可能實現它只需要這種材料 儘管經過30年的嘗試 工程師們仍然只能合成出最長僅有14釐米的納米管 而且這些也非常昂貴 有趣的是克拉克小說中的工程師們也面臨著同樣的問題 只有在小行星上大量生產超纖維才幫助解決了這個問題 也就是說人們在將數千噸的植物設備和相關人員 送往更遙遠的小行星之後 才建造了一個用於廉價搬運船員和貨物到軌道的巨型結構 但我們真的需要一個太空電梯嗎? 實際上對其建造的主要反對論據甚至與生產難度無關 在根據艾薩克·阿希莫夫小說改編的電視劇《基地》中 一個由銀河文明建造的強大空間電梯成為了一群自殺式炸彈襲擊者的獵物 只有幾次爆炸 這個巨型結構就會墜落到星球特蘭特居民的頭上 建築材料可能可以非常堅固且輕盈 但最重要的是它始終承受著異常高的負荷 因此輕微的推動就足以引發宇宙級的災難 如果一名拿著幾千美元自製炸彈的恐怖分子 隨時都能摧毀它花費萬億美元建造一個巨型電梯 真的值得嗎? 然而在科幻小說中還有其他非常實用的交通超級結構 它們對惡意破壞者有更好的保護 早在1942年 加拿大作家阿爾弗雷德·艾爾頓·範·莫特 創作了一篇名為《不可達到的祕密》的故事 講述了一位納粹科學家 發現了通往另一顆星球的門戶 以為第三帝國的戰爭機器開採資源 但星際之門的概念真正流行起來 是得益於1994年同名電影 它設有小型傳送門 可以讓幾個人前往其他星球 然而許多科幻作家將這個想法擴展到航天器上 創作出了真正的巨型結構 使得星際旅行可以瞬間完成 或至少極其快速 但這樣的事情有多現實和實用呢? 在零重力環境下 建造直徑幾公里的環形結構 是一個相對可實現的工程任務 即使在今天 儘管這種交通方式屬於虛構的領域 但它通常是一種蟲洞 簡單來說 這是一座連接宇宙中兩個遙遠點的空間橋 目前創造蟲洞的方法尚不清楚 但借鑒科幻的理念 其中一種最現實和最複雜的技術 已經在EVE Online中得以實現 在這個遊戲中 星際門利用了僅存在於雙星系統中的 特定引力共鳴 這是一種經過科學證明的 絕對真實的現象 考慮到我們知道 引力波會波動空間的結構 假設有一天 它們會為我們創造真正的蟲洞提供機會 以使飛船能夠在星系之間 瞬間旅行數光年 其實並不是一個牽強的想法 在遊戲中 星際傳送門網絡直徑 從10公里到84公里不等 將Plus的所有主要地點連接在一起 規模巨大 使得其各個中心難以被摧毀 這種運輸巨型結構的主要缺點是 要與一個新區域建立聯繫 首先你必須以通常緩慢的方式到達那裡 但如果這種或任何類似技術 在現實中是可能的 那麼它似乎將成為最實用的星際旅行方式 因為單個飛船加速到超光速 在物理學的角度來看 涉及更多的困難 我在之前的視頻中有更多關於這個的內容 不管怎樣 即使人類註定在未來數百萬年內 僅限於我們的太陽系 仍然有許多巨型結構概念 能夠擴展我們的可居住空間 在太空中建造科幻巨型棲息地值得嗎 1976年 物理學家傑拉德·奧尼爾 出版了他的書《高前沿》 引起了廣泛關注 在書中他詳細闡述了 利用巨型空間站殖民近地軌道的科學計劃 所謂的奧尼爾圓柱體長32公里 直徑8公里 內部面積達到1300平方公里 差不多與洛杉磯的面積相當 這個空間站每兩分鐘轉動一次 就可以在內部產生仿地球的人工重力 而我們的太陽則通過可調節的鏡面系統 為其提供光照 奧尼爾希望這樣的圓柱體 能夠成為正規的自給自足的殖民地 設有農田和水體用於種植食物 還有森林來產生氧氣 舒適地居住著五萬人 我們在克里斯托弗諾蘭的星際穿越中 看到了類似的太空habitats 但庫珀站的直徑僅略超過一公里 僅為奧尼爾原始設計的五分之一 巴比倫五號空間站的大小相同 儘管它不是一個殖民地 而是一個運輸中心 可以同時容納25萬人 也就是說 憑藉相對緊湊的生命支持技術 奧尼爾圓柱體 可以成為一個擁有數百萬居民的超級城市 關於同一本書中描述的斯坦福環 該說些什麼呢 那麼它是一個環形車站 預計人口從一萬人開始 直徑為一公里半 斯坦福圓環的最大版本 是來自同名電影的極樂世界 這座空間站的直徑達到了驚人的60公里 50萬最富有的地球人在上面生活著 享受著難以置信的奢華 而地球上卻籠罩著貧困 而且無論其大小 這實際上是歐紐書中 對任何太空棲息地的最精準描繪 它的建造將需要天文數字的成本 足以使地球上所有國家破產 歐紐最簡單的項目 至少需要300萬噸建築材料 這相當於500座巨型金字塔 如果沒有未來主義的運輸方式 比如太空電梯 運送這些物資到軌道上的成本 則高達6000萬億美元 這比今天整個全球經濟的GDP 高出數萬倍 歐紐建議通過從小行星運送材料 來降低太空援助體和圓環的成本 但開發這樣一個產業 又是一個昂貴的階段 將我們與目標隔開 然而世界上沒有足夠的錢 來解決主要問題 根據奧尼爾的說法 建造太空棲息地的絕對必要條件 必須是一個堅實的系統 以保護人們免受宇宙輻射的影響 NAAC的工程師 仍然無法製造出 既輕便又能屏蔽危險輻射的材料 例如宇航員在國際空間站待了半年 就暴露於數倍於他們一生 在地球上所受輻射的劑量 因此 如果我們不解決這個問題 我們在太空中辛苦建造的 這種短暫的巨型結構 將在短短幾年內 變成一座巨型墳墓 儘管如此 羅切斯特大學的學者們 最近提出了一種解決方案 可以同時消除輻射威脅和成本問題 把一個已經存在的小行星 改造成奧尼爾圓柱怎麼樣 即使是像直徑半公里的貝努 這樣的小而鬆散的物體也可以 科學家們認為 他們可以將其包裹在 一個尺寸更大超強的膜中 折疊幾次旋轉 然後像傘一樣展開 破碎的小行星碎石 會因離心力聚集在膜的內表面 因此他們將擁有一個直徑為三公里 厚重十強的圓柱體 這將提供足夠的輻射防護 瞧 我們的預算空間棲息地已經準備好了 然而這個項目和太空電梯一樣 需要膜由同樣超強 且超輕的納米材料製成 而且仍然是無人居住的 到目前為止發明的 這是否意味著 我們必須拒絕所有類似的計劃 那麼記住不久前 由玻璃塑料鋼鐵和混凝土建造的 現代摩天大樓 曾被視為幻想和虛構的產物 他們的中世紀類比 石頭版巴黎聖母院建設了近200年 僅僅因為當時的資源極度緊張 而進展還未達到必要的水平 我們目前在建造可居住的巨型結構方面 處於同一水平 還太早無法實際應用 但DVE Online的科幻世界 比我們先進了超過兩萬年 這裡的玩家可以建造巨型結構 和我們地球上的摩天大樓 比如帝國大廈相比 宛如玩具一般 阿斯特拉哈茲空間站直徑約為40公里 這使得它比最具雄心的奧尼爾圓柱體大得多 當然它的建造需要大量資源 但這些資源通過現有的採礦基礎設施 和自身的工程超級綜合體來供應 此外它不需要旋轉的技巧 因為驅動星際之門的技術 能夠在任何空間點產生引力機 這不僅僅是一個棲息地 還是一個太空港倉庫和武裝前哨 換句話說 這是一個為小型公司或玩家團體而設的堡壘 現在我們甚至很難建造出一個astro house 但在許多星際系統積極開發的時代 這將只是另一個具備熟悉且實用功能的巨型結構 要看到最有趣的科幻結構 我們不妨想像一下 我們已經達到了這個進步的水平 未來的任何一個先進太空世界 都離不開巨型宇宙飛船 但他們為什麼需要它們呢 在他1930年創作的短篇小說 《塔尼亞維卡斯》中 一位筆名為阿拉德拉 西普塔瑪的作者講述了為400人創造一艘 接近一公里長的巨型方舟的故事 但只有他們遙遠的後代 才能在數千年後達到目的地 這是科幻歷史上首次提到所謂的世代飛船 儘管許多後來的作者沒有明確這樣的方舟的尺寸 但如果要長時間維持數千人生活 他們很可能是巨型結構 在詹姆斯柯里的科幻小說和太空無銀系列中 富有的摩門教徒建造了一艘 名為諾維的世代飛船 本質上它是一個配備強大引擎的更新版 O'Neill圓柱體 它的巨大尺寸為2460M×960×910米 旨在確保4000人及其後代 前往距離地球12光年的逃程系統 在蒼穹浩瀚的事件發生在24世紀時 它是人類建造的最大結構 包括船隻甚至太空站 然而納沃浩從未啟動其航行 因為在地球與火星之間的衝突中 外行星聯盟的戰鬥機偷走了它 並將其改造成一艘軍事巨型巡洋艦 儘管後來發現一枚魚雷擊中 就能使其所有系統癱瘓 難怪諾福被設計為一艘民用spacecraft 與此同時擴張中的軍艦遠小於方舟 這從實用的角度來看是顯而易見的 你的戰艦越大機動性就越差 越容易被擊中 話雖如此 但在創作20世紀最著名的太空船騎時 這些顧慮似乎並沒有困擾喬治·盧卡斯 星球大戰 銀河帝國擁有一支龐大的巨型艦隊 它的核心由超過一公里半長的 星際殲滅者組成 每艘本質上都是一個平臺 承載著各種武器 從戰鬥集中隊到突擊航母 換句話說 它是太空中航母的類別 考慮到航母是當今地球上最大的戰艦 我們不難得出結論 星際衝突將需要更為龐大的艦船 同時從著名的星球大戰戰役來看 星際毀滅者相當耐打 可以承受多次攻擊 但即便如此 與帝國艦隊的旗艦 達斯·韋德親自乘坐的 19公里長的艦頭 形艾克塞爾希爾相比 它們依然顯得黯然失色 根據其描述 它可以單獨摧毀整個艦隊 或使整顆行星變得無法居住 實際上 這艘巨艦甚至不需要開火 執行者的存在 旨在激起敵人強烈的投降慾望 以期獲得帝國的寬恕 但如果仔細想想 旗艦其實更應該立刻參與戰鬥 就像在與反抗軍的最終戰鬥中 對執行者指揮塔的一擊 就足以讓它失去控制並墜毀 看起來相當不切實際 但另一方面 對於那些在第一顆死亡星被摧毀後 仍然開始建造第二顆死亡星的人 你還期待什麼呢 一個死星的直徑為120到160公里 這與一些日本島嶼的寬度相當 因此它們是科幻作品中 最龐大的戰艦之一 但無論死星 在攻擊其反應堆核心時的脆弱性如何 這艘巨型飛船絕對不實用 因為它不可能在開火的同時 保持完好無損 根據星球大戰粉絲的細緻計算 這座超級激光站的能量 可以摧毀整顆行星 達到每秒620百萬約塔焦爾的天文能量 這個數字有超過30個零 超過了我們太陽的能量 產出近200萬倍 而這就是死亡之星 在發射後可能立即變成的樣子 它的激光不僅會融化瞄準的目標 還會將相當一部分能量 加熱到站點本身 在我們的氣氛中 氧氣可以吸收多餘的熱量 但在太空真空中 它卻沒有地方逃去 因此放電產生的殘餘熱量 將進入巨型結構內部 任何冷卻系統都無法拯救它 免於毀滅性的融化 很抱歉黑暗尊主 但物理學站在叛軍一邊 所以實際上從實用的角度來看 巨型戰艦幾乎不可能成為 天文級威力武器的平臺 1V1 Online的旗艦戰艦 被稱為泰坦 具有更好的平衡性 它們的大小與星球大戰中的執行者相當 範圍在13到18公里之間 這些巨型戰艦特別受到 一層或多層25米厚的裝甲保護 它們無法通過精確打擊 其超級結構而被摧毀 它們只能通過 其他泰坦的多次毀滅武器擊射 才能徹底瓦解 根據不同的派系 這可能是一束強大的激光 一種反物質炸藥 或者是一陣導彈襲擊 就爆炸威力而言 這些超級武器 相當於20千噸級的核彈 在你覺得這不足之前請放心 一艘泰坦級戰艦 實際上可以處理如此強烈的熱量散失 考慮到每艘船都需要大量的遊戲資源 而在真實貨幣方面 大約需要3000美元 你當然不希望它因一次攻擊而爆炸 但即便如此 這些巨人相比於科幻作品中 那些最龐大最瘋狂的超構造 看起來也只是微不足道的小魚 創建整個人工巨型世界 是否可能 它們為何可能是必要的 在1970年代初 加利福尼亞州噴氣推進實驗室的 科學家丹·阿爾德森 向科幻作家們提出了一個想法 這是一個關於巨大有人居住的圓盤 關於平坦地球的笑話在這裡是不合適的 因為這個巨型結構將取代所有的地球行星 一個直徑超過2.4億公里的 阿爾德森盤超出了火星的軌道 厚度幾乎達到5英尺3英寸 100公里 的確只有盤面中間的一條狹窄區域 將是適宜居住的 但即便如此 該區域的面積仍然是地球表面積的5000萬倍 這一切聽起來簡直瘋狂 然而馬里布漫畫的作者中 包括著名科幻作家拉里·尼文 創作了一整系列發生在 阿爾德森圓盤不同區域的故事 稱之為神輪 而實際上創造這樣的巨型世界 只有神靈才能勝任 這不僅僅是生產重量相當於一顆 恆星的超級耐用建築材料 不管它們可能多麼堅固 如果沒有某種魔法球的幹預 拉里·尼文自己承認 他將這個巨型結構純粹視為幻想背景 為了他的科幻小說 他構思了一個更加現實和實用的 人工巨型世界 環世界藝術描述了一種 介於阿爾德森盤和斯坦福環之間的構造 這是一個圍繞恆星的人造巨型環 直徑為一億五千萬公里 大約是地球的軌道 厚度僅為一公里 為數萬億人提供相當於 三百萬個地球的宜居區 環體旋轉 因此一切都被離心力固定在內表面 提供的人工重力達到地球的99.2% 根據尼文的計算 創造這樣的巨型世界 只需將木星轉化為超耐用的建築材料 這對一個先進的太空旅行文明來說 是可行的 儘管粉絲和物理學學生們 向作者指出 恆星的潮汐力會迅速使環世界不穩定 並摧毀它 尼文在外緣添加了強大的火箭發動機 以進行持續調整 但對於作家伊恩班克斯來說 一個環世界是不夠的 在2008年創作的小說《物質》中 他設想了一種頂層城市 它以巨大的阿基米德螺旋 纏繞在一顆恆星周圍 提供比尼文的環世界 數百倍的可居住區域 建造和調整這樣一個結構極其複雜 但主要的問題是 為什麼要進行這樣的嘗試呢 憑藉如此先進的宇宙工程技術 從圍繞恆星的市區帶內的 數百顆行星中 創建引力平衡的環 將變得簡單得多 雖然它可能沒有數百萬個地球那麼廣闊 但這樣的系統的居民 不會時刻生活在對巨星末日的恐懼中 而且銀河系中不乏類太陽星 那麼為什麼要把所有的雞蛋 都放在一個超大的籃子裡呢 從實際角度來看 一個高度發達的文明 可能更傾向於在太空中的關鍵位置 創建多個嬌小的人工世界 而不是一個巨大的人工世界 這些是EVE Online中最大的巨型構造 被稱為Keepstar的要塞 它們的高度達到160公里 很像第二個死星 能夠容納數百萬人和數千艘艦船 像Keepstar與上海這樣的超級大城市港口相比 是最簡單的 但它也充當了控制新伊甸中 整個星系的軍事基地 這樣的要塞僅參與最密謀宏大的戰鬥 成千上萬的玩家和無數的泰坦 一個Keepstar的毀滅是一個罕見的事件 會在所有遊戲新聞中成為頭條 那麼人類是否能建造類似的東西呢 如果我們像EVE Online中的文明那樣探索太空 建立通往其他恆星系統的星際傳送門 並通過它們發送巨大的殖民和戰爭艦船 星際衝突無疑將會出現 在那個未來諸如此類的巨型結構 將不可避免地成為最大派系和國家軍事力量的基礎 更不用說這將是一個巨大的藝術表達畫布 EVE Online的最新更新之一 允許玩家為最大的要塞 塗上他們想要的任何顏色 這可行嗎 纔不能 如果我已經在一個巨型超結構上 投入了大量資源 我當然有權把它弄得超級粉紅 不知為何 我真的相信 在人類未來的真實宇宙中 甚至會出現更加非凡的巨型藝術項目 那麼告訴我 如果有條件的話 你個人會如何裝飾我在這個視頻中描述的那些巨型結構