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  • 1 # 星球上的科學

    在人類科技文明飛速發展的同時,能源的來源問題卻逐漸顯露了出來,雖然煤、石油、天然氣,風能,太陽能等能源已經被人類大規模使用,但與此同時還會帶來一些汙染問題,而且這些能源根本解決不了我們的需求。

    而後面核能的出現讓人類看到了未來的能量來源,尤其是來自氘核聚變的能量,還具有清潔無汙染、原料幾乎取之不盡(在海水中儲量很大)、安全性高等優點,由此看來,如果在未來人類實現了可控的氘核聚變,很長一段時間內的能源問題就可以得到根本性的解決,所以我們的科學家們也一直在朝著這個方向努力著。

    科學界也在在宇宙中尋找著戴森球,於是有人就提出了疑問,如果可控核聚變實現了,我們還用製造戴森球嗎?

    可控核聚變

    目前來看,可控核聚變是人類未來要實現的一大難關。

    太陽內部的燃燒原理其實就是核聚變反應,因此可控核聚變有著“人造太陽”之稱,是兩個相對比較輕的原子核聚合為一個較重的原子核,並釋放出能量的一個過程。

    在自然界中人類能夠最容易實現的聚變反應就是是氘與氚的聚變,而且這種反應已經在太陽上持續了50億年了,其實人類最開始認識的熱核聚變就是從氫彈爆炸開始的。

    可控核聚變還有著兩個非常明顯的優點:

    其一,據科學家們研究發現在地球上蘊藏的核聚變原料非常豐富,根據測算,每升海水中大約含有0.03克氘,我們推算一下地球上僅僅在海水中就有高達45萬億噸的氘,而1升海水中所含的氘,經過核聚變之後就相當於300升汽油燃燒後釋放出的能量,可以毫不誇張的說這種能源是取之不竭,而氚在自然界中雖然不存在,但是它可以靠中子同鋰作用產生,而鋰在海水中就可以取到,這樣就可以有效實現能源經濟、可持續的發展。

    其二,可控核聚變並不會產生汙染環境的放射性物質,最重要的就是受控核聚變反應能夠在稀薄的氣體中持續進行,可以說可控核聚變是一種無限的、清潔的、安全的新能源。

    戴森球構想

    “戴森球理論”是由戴森提出的,在《人工恆星紅外輻射源的搜尋》對這個理論也有著非常詳細的解釋.

    在他看來,我們賴以生存的地球本身所蘊藏的能量是非常有限的,並不是取之不竭的,而這些能量根本就不可能支撐地球文明能夠發展到下一個高階階段,而在一個恆星—行星系統中,所含有的絕大部分能源都是來自恆星的輻射。

    但迄今為止,在太陽系內的各行星也只是接收了太陽輻射能量的大約 1/109,所以在戴森看來,我們人類如果想要發展更高一層面的文明,必須要有一定的能力能夠將太陽的能量全部接納,因此提出了一個“戴森球理論”,如果能夠將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,這樣就會讓太陽的大部分輻射能量能夠被我們人類利用起來,如果發展順利的話,甚至還有可能會利用這些能量來長期支援人類文明發展到足夠的一個高度。

    雖然這個理論讓人聽起來感到荒繆,可能只會在科幻電影才能夠實現,但是如果我們細想的話,其實也是毫無破綻的,因為如果想要發展高階文明就必然要經過這個階段的才能夠完成的。

    由此看來,戴森球帶給人類的能量是遠遠多於可控核聚變。但有很多科學家表示,這種裝置只可能出現在科幻小說中,現實中是不可能被製造出來的,而且距離該概念提出已經過去了將近七十年了,可我們人類在這一方面的研究卻沒有任何的進展。

    因此實現可控核聚變是目前唯一有效的解決能源問題的辦法,但要進行可控核聚變所需的條件非常苛刻困難。

    未來有可能實現可控核聚變?

    在太陽的內部每時每刻都有核聚變反應的發生,研究發現每秒鐘大約有6億噸的氫轉變成5.96億噸氦,釋放出400萬噸氫的能量,而這種能量釋放的條件是在3000億個大氣壓的壓力和1500萬度的溫度,而我們地球上根本無法提供這麼高的壓力,只有提高溫度來達到這樣的壓力,但這樣的溫度會達到上億度,所以如何達到這樣的溫度,用什麼樣的容器或者方式來約束這種溫度,這是目前科學界需要解決的一大難題。

  • 2 # 古槐秋葉

    戴森球概念的提出是比較合理的,原因其一可控核聚變的能量與太陽輻射能量相比微乎其微,其二未來人類活動需要的能量大的超乎現代人想象,需要充分獲取恆星能源。

    可控核聚變對於現代人類的活動來說相當於開了無限能源作弊器,但對於未來,從核聚變能量於太陽能的大小對比、未來人類的活動、有無其他能量來源等幾個方面分析,完全獲取恆星能源是十分必要的,建立戴森球是較合理的一個方案。

    核聚變能量與太陽輻射能量對比

    我們通過測量每秒鐘地球大氣層上界垂直於太陽輻射的單位表面積上所接受的太陽輻射能。再根據地日距離為半徑算出太陽在此輻射能數值的球面表面積,可以計算出太陽每秒輻射能量的多少。

    太陽輻射至地球的能量佔其輻射總能量的22億分之一。地球接受的這麼小佔比的太陽能卻相當於每秒燃燒500萬噸煤炭或每秒引爆一枚地球最大當量的“沙皇氫彈”。

    也就是說人類如果要通過可控核聚變來達到戴森球實現的利用恆星能源的同等效果,人類需要每秒鐘引爆22億顆“沙皇氫彈”。可見可控核聚變相對於太陽輻射能量是很渺小的。

    這時你可能會有疑問,人類需要那麼多能量麼?下面我們就設想一下未來人類的能源消耗。

    未來人類能源消耗

    如果只考慮生活所需的能源,未來人類的能量消耗肯定比現代要高,但高的有限,可能幾倍、幾十倍,了不得達到上百倍,但不會有較大數量級的差距。可是未來工業所需能量就大了去了。

    目前物理理論認為自然界中有4種基本力,分別是強核力、弱核力、電磁力以及引力。大統一理論認為,強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用可以統一成一種相互作用。

    未來工業是建立在統一四種基本力的基礎上的(楊振寧的學術理論可以說統一了三個半力,為全球在世最偉大物理學家),而統一基本力能否工業應用又取決於人類能掌控能源的大小,恆星級的能量只是一個新手級入門難度。

    舉例來說未來建造星際飛船的材料可能是如《三體》中三體文明的“水滴”探測器一樣的中子材料。而克服強相互作用力製造中子材料需要的能源十分巨大。

    從上面可以看出來,可控核聚變產生的能量很難滿足未來人類活動所需。

    人類消耗能量製造反物質,再利用正反物質泯滅釋放能量,根據能量守恆,可能一圈下來白折騰了。

    綜上所述,可控核聚變產生的能量不能滿足未來人類的能源需求,無更好能量來源途徑的話,利用恆星輻射能量是最可行的,而建造戴森球是一個合情合理的利用恆星能源方案。

  • 3 # 看天上有個師太

    如果真的有文明可以直接掠奪一個恆星作為能量來源的話,他們想要做的可能已經不是為他們生存的星球提供能源了。可能真的像科幻小說中一樣,作為某一種武器的核心了。如果單純只是為了生存提供能量,估計不會幹這種吃力的事情

  • 4 # Olinx

    還要再說一次,戴森球是屬於低階文明去想象高階文明能源的方式,類似於古人看著火堆發熱,就想造一個山一般高的火堆給全世界取暖

  • 5 # 使用者6511793991657

    戴森球不靠譜,不是發展方向。沒有什麼構造能經得起恆星噴薄一擊,如果有戴森球級別的科技能力,幹什麼都比戴森球強,能源的獲取應該是非常容易的。

  • 6 # 優秀的數字使用者

    需要的,因為核聚變也需要資源,就像太陽雖然有很多能量但是也會滅亡。戴森球是要利用所有這些資源,所以戴森球遠遠要比核聚變能釋放的能量大。

  • 7 # 空明山人

    就是發明出反物質引擎,也不會有戴森球那麼扯淡的事,集約是上帝在效能方面的第一智慧,要不大家為何往一線城市跑?

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