史蒂芬瓷砖有几线品牌的

  1. 史蒂芬是几线品牌瓷砖
  2. 科学家曾提出将水星摧毁,用来建造包裹太阳的戴森球,你怎么看

史蒂芬是几线品牌瓷砖

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科学家曾提出将水星摧毁,用来建造包裹太阳的戴森球,你怎么看

先平静下来,看我从科学的角度来解释这个问题。

其实我跟大家一样,几年前也是很不理解这个所谓的“戴森球”,觉得它疯言疯语,荒诞不经,没准又是国外的哪个“民科”瞎扯的东西,一不小心被捧红了。

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(理想化的“戴森球”剖视图,它的半径为太阳到地球的距离)

戴森是何许人也?

事实上,“戴森球”的概念最早出现在著名的《科学》杂志上,并且它的作者弗里曼·戴森也不是什么民科,他是一位非常有名的数学家和物理学家(只是大家认识的明星太多,却难得叫出来几位数学家的名字)!

弗里曼·戴森1923年生于英国,1947年他作为英联邦研究员移居美国,1949年戴森在他的论文中以其他物理学家能够理解的方式解释了费曼的“量子场理论”,他说费曼图不仅仅是一种计算工具,而是一种物理理论。戴森为费曼图制定了规则,彻底解决了重整化的问题。为此奥本海默推荐戴森为高级研究院终身研究员,因为“他证明我错了”。

(费曼图是描述亚原子粒子行为的数学表达式的图形表示)

戴森在量子电动力学、固体物理学、天文学和核工程学等方面成就卓著,一生获科学大奖无数,唯独没得到过诺贝尔奖,为此诺贝尔物理学奖获得者史蒂芬·温伯格替戴森打抱不平,说诺贝尔委员会骗了戴森。但戴森自己却说“我认为如果你想获得诺贝尔奖,你应该有很长的关注时间,得抓住一些深刻而重要的问题,坚持十年。这不是我的风格。”

戴森一生在科学方面有诸多贡献,他不仅解释了量子场论,还以“圆形集合理论”、“随机矩阵理论”等闻名。

(2007年,在美国高等研究院任教的戴森)

但是,普通人只记得他的“戴森球”。

戴森球

戴森球是什么?它是戴森1960年提出来的一个科学假说。戴森在他的原始论文中,他推测足够先进的外星文明可能会遵循与人类相似的耗电模式,这样他们就需要消耗相当多的电力。为了达到所谓的“II类文明”(恒星文明),他们将利用其行星母星的总能量(比方说人类利用太阳的总能量),这样他们就需要建造一个能量收集器,将恒星包裹起来。这个收集器就是“戴森球”。

(一个想象中的“戴森球”)

这种收集器系统的存在会改变恒星发出的光谱,因为它会吸收并重新辐射恒星的能量。就像是你用一个灯罩罩住了灯光,灯罩就会因为吸收了灯光而对外辐射能量,它会发热。

(灯罩因为吸收了光而辐射红外能量)

收集器发射的辐射波长将由构成它们的物质的发射光谱和收集器的温度决定。因为这些收集器不是由恒星里的氢或氦元素建造的,它更有可能是某些更重的元素,所以它的光谱与恒星发出的光谱会不同。如果“戴森球”真的存在,那么我们通过检测宇宙中这种独特光谱的恒星,就有可能发现达到“II类文明”的外星生命。

现在你应该可以理解戴森的意思了吧?

他的想法是:如果宇宙中真的有比我们高得多的“II类文明”,他们就需要用到非常多的电,如果他们把整个恒星都罩起来收集能源,这个罩子会发出与恒星不一样的光谱,我们找到了这种不一样的光谱,就找到了“戴森球”,也就等于确定了外星人的位置!

(通过寻找“戴森球”确定外星文明的位置)

宇宙中真的有戴森球吗?

我们现在还不知道宇宙中是否真的存在“戴森球”,目前可以肯定的是,弗里曼·戴森所提出的这个理论属于“思想实验”的范畴

什么是思想实验?类似于“薛定谔的猫”就是一种极其著名的思想实验:一个密封盒子里有一只猫,它有可能活着或者死了,或者同时有活着和死亡两种状态,你如果观察它,它有可能会被毒死,所以你看到的状态可能不是它之前的状态。(我已经尽力解释了,你不明白我也没办法)这种情形通常会在量子世界中存在,但它是一种悖论,你可以假设这个东西,但你无法去实现它,也没有必要去实现它。

(“薛定谔的猫”与“戴森球”一样,都是一种思想实验,并非可以实现的东西)

所以,宇宙中并不一定有戴森球,它不过是一种找到外星文明的可能途径罢了。

水星可以被用来造戴森球吗?

回到最初的问题:我们可以将水星粉碎,建造一个戴森球,把太阳包裹起来吗?

让我们来做一个计算:

水星的直径是:4878 千米,它的体积为6.083 × 10^10 千米³。

水星轨道的半长轴是:57909050千米。

(水星)

地球轨道的半长轴是:149598023千米。

假设我们把水星敲碎,以地球的半长轴为半径造一个“戴森球”,把太阳包裹起来,这个球的表面积有多大呢?2.812 × 10^17千米²。

以水星的体积,这个壳有多厚?约为0.22毫米,大约是一张纸的厚度。

假如我们只以水星的半长轴为半径造一个“戴森球”,把太阳包裹起来,这个球的表面积有多大呢?4.214 × 10^16千米²。

以水星的体积,这个壳也只有1.44毫米,还没有硬币厚。

尽管水星由大约70%的各种金属和30%的硅酸盐材料组成,但要将它打造成如此巨大的薄壳结构,也势必因无法承受太阳引力的作用而发生坍塌。

(水星从太阳前方穿过时的照片,你可以看出水星有多么渺小)

现在你还认为拿水星来做“戴森球”靠谱吗?显然不靠谱。

科幻作家喜欢戴森球,因为它足够大胆,并且看起来更有力量感。但戴森本人是个科学家,他意识到了如此巨大的硬壳结构不现实,所以他在论文中将其形容为“小行星大小的空间栖息地的云”,戴森称之为“人造生物圈”,并且表示不希望人们用他的名字来命名“戴森球”。

可惜,再也没人理会他了。

谁叫戴森的名气大呢!

戴森球,普遍被认为是宇宙二级文明最重要的标志,说白了就是建造一个包裹住整颗恒星的巨大建筑结构,几乎能完全利用恒星产生的所有能量,如果真的有此结构,真的存在戴森球,那将是不可想象的!

太阳产生的能量非常强大,而到达地球的能量仅占太阳总能量的22亿分之一,而我们对太阳能的利用率也少的可怜,几乎所有的太阳能都浪费在了星际空间里!

不过,戴森球的概念目前更多的还停留在一种思想实验里,经常出现在科幻小说和科幻电影里,甚至用现在的科学理论去衡量,戴森球几乎不可能建造成的!

确实有科学家提出用整颗行星的材料去建造戴森球,而距离太阳最近的水星就是最佳的选择,一方面是因为水星距离太阳最近,更方面建造戴森球,也是因为水星主要由金属组成,70%都是金属,理论上相对更容易获取建造戴森球的材料!

不过,即使利用整颗水星,要想建造出包裹住整颗太阳的戴森球几乎不可能实现,因为水星相对太阳实在太小了,即使摧毁整个水星,纯理论上分析,也只能建造一个非常非常薄的戴森球,甚至不足1毫米,如此薄的建筑结构几乎不可能抵抗太阳的强大万有引力!

只能说,戴森球是人类遥远的梦想,需要人类科技高度发达才有可能解决建造戴森球中面临的问题!如果人类真的拥有建造戴森球的实力,理论上我们也会有建造虫洞的能力,把太阳产生的能量集中在一点,巨大的能量会轻松撕裂时空结构,创造出虫洞结构,让人类瞬间到达遥远星际空间!

谢邀,其实已经有很多给出了靠谱回答。我就从力学的角度,来证明下戴森球的不靠谱性。

1、戴森球是什么?

戴森球是科幻小说提出来的一种包裹恒星的巨大人造天体。科幻小说认为,通过建造巨大的天体,包裹住恒星,就可以完全利用恒星发出来的热能,不至于让太阳辐射白白浪费。可以说这个戴森球理念上很美好,现实上却很无奈。

2、戴森球的稳定性

通常,平衡有三种,如下图。三个小球受重力和支撑力作用,只有左图在受到扰动的情况下回到初始位置,这也是我们期望的情况——稳定情况。另外两个图一旦小球受到左右方向的扰动,就再也回不到初始位置了,即不稳定情况。

戴森球同样如此。假设太阳是个正球形,我们取中心对称的戴森球的两处作为研究对象,其引力指向太阳球心。毫无疑问,此时戴森球是平衡的。但是,这种平衡是一种临时状态,而不是稳定状态。太阳的一次爆发、戴森球内行星的移动、流星的一次撞击,都有可能破坏掉这种平衡,而这种破坏无法自动修复。

为了克服这种平衡的不稳定性,可以让戴森球旋转起来,就好像行星饶着太阳旋转一样。但是如下图所示,除了赤道附近的引力和离心力可以平衡外(这种平衡是一种稳定的平衡,严格来讲也不稳定),其他位置的引力和离心力无法平衡。特别是两极地区,由于没有半径,该地区的离心力为零,两极地区的平衡依旧靠整体的中心对称性,而这种平衡是不稳定的。

因此,以其造那种无法稳定的戴森球,不如直接建造戴森环更加具备可行性,如下图。戴森环以一个设计好的角速度旋转,产生的离心力跟引力平衡。戴森环只能以较窄的宽度运行在太阳系平面内,否则就会有戴森球同样的问题,和其他星球引力的拉扯问题。此时,能够吸收的太阳能量仍然有限,比起浩大的戴森环工程,得不偿失

3、金星体积的问题

金星体积9.28e11km^3,是0.866个地球,地日距离149,597,870,700米。为了能够利用太阳能给地球使用,戴森球/戴森环至少得包裹住地球,即其半径至少15e10m。以戴森环为例,金星体积全部用来建造戴森环,公式如下。假设戴森环宽度1km,则其厚度不到1m。可以想象,如果这么点体积做成球,厚度将会更加薄。

4、总结

    戴森球由于其不稳定性,在实际中不存在任何的可行性。

    • 作为替代品的戴森环由于面积较小,建造消耗的巨大成本在较长的一段时期内都无法通过建成后的太阳能得到弥补。
    • 金星的体积太小,建成的戴森球因厚度问题而无法使用。