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7、如何建造戴森球
人类利用太阳能有两种方法。
一是光伏发电,直接用太阳能面板把光能转化成电能,大家很熟悉了。

二是光热发电,用一堆镜子把太阳光反射到一起然后烧开水,然后用蒸汽推动电机发电。这个一般小盆友都没听过,但实际上已经有一些应用了。

本僧掐指一算,显然后者更合适。咱也不要贪心,只收集1%的阳光。
那就开干吧!


IP属地:山西21楼2020-03-27 11:38
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    第一,选址。
    在地球附近弄1%的阳光,面积要有2200万个地球那么大,太费劲!咱离太阳近点。
    早在1976年,美国太阳神2号就飞到了距太阳4343万公里的地方,2020年1月份,美国帕克太阳探测器将记录刷到了1867万公里,面向太阳一侧的温度达到了612度,帕克号按计划将在2024年12月飞近到616万公里,温度预计达到1400度。
    今天的飞行器已经有能力靠近到太阳1000万公里以内了,考虑到温度、太阳风等因素,咱们将戴森球位置设定在距太阳1000万公里处。


    IP属地:山西23楼2020-03-27 11:42
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      第二,原料与能耗。
      水星,离太阳最近的行星,由大约70%的金属和30%的硅酸盐组成,这些材料非常适合做反射镜。激光武器里的反射镜成分就是二氧化硅和金属,对某些波段的反射率可以达到99.9%,耐高温性能也是妥妥的。
      假设每个反射镜发射到太空后展开面积1平方公里,加上通信、调姿发动机等必要部件,总重5000吨。反射1%的太阳光,需要12.6万亿个反射镜,合计6.3亿亿吨原料,不到水星质量的0.05%。
      水星大气层稀薄,只要在地面建造大型电磁加速装置,就可以把反射镜加速到第二宇宙速度,直接发射到太空,很节能的。
      所以,这本账可以这么算:把0.05%的水星融化制成反射镜,并发射到太空,按水星比热1和第二宇宙速度4.4km/s估算,需要7*10^26J的能量,足够全球小康26.5万年。
      这是一笔不小的开支,最好能在水星自筹粮饷。


      IP属地:山西24楼2020-03-27 11:47
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        第三,设计方案。
        水星的太阳辐射功率每平米9000W,未来光热发电效率按50%计,则一个反射镜就是45亿瓦。制造和发射一个反射镜的能耗是50万亿焦,相当于反射镜3小时产生的能量,再加上开采、提炼、运输、损耗等,按5小时计。
        向水星发射一组自动化生产设备,这些设备可以利用反射镜的能量和水星的物质自我组装,像病毒一样繁殖。生产设备数量就会呈指数增长,只需26轮,就可以在水星表面每平方公里建一座工厂,共7500万座工厂。
        每座工厂制造一个反射镜需要5小时,则完成整个工程需要100年。要是等不及,还可以在太空建工厂,几十年内肯定妥。


        IP属地:山西25楼2020-03-27 11:51
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          第四,挥霍。
          控制反射镜方向,就可以把1%的太阳辐射投送到制定位置,比如火星,于是,我们就有足够的能量把火星改造成宇宙飞船。
          同理,把剩余的水星全都拆成反射镜,修建100个类似的反射阵列,就可以把太阳能量集中投送到太阳系各个地方,供人类修建各种超大型太空设施。


          IP属地:山西26楼2020-03-27 11:53
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            第五,庇护。
            戴森球除了供人挥霍之外,还有一个重要意义。
            太阳亮度大约每11亿年增加10%,这10%会让地球气温高到无法维持液态水的存在,地球生命都得烤成肉干。
            我们必须在10亿年解决这一问题,其中的备选方案,就是在地球和太阳之间修建戴森云,将多余的太阳辐射投送到其他地方,避免地球被烧沸腾。


            IP属地:山西27楼2020-03-27 11:55
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              8、太阳系危机
              看起来形式还不错,只要守着太阳这颗无边无际的能源,地球上的危机都不叫事儿。但是,如果物理学始终无法解开空间密码,一旦太阳系遭到致命危机,我们怕是只能带着太阳流浪了。
              700光年外的猎户座α星,已经步入生命末期,即将在几百万年内发生超新星爆炸,到时候会清空几十光年内的所有生命,被它的伽马射线击中,即便在700光年外,不死也得脱层皮。幸运的是,猎户座α星自转轴与太阳系有20度的夹角,这个夹角使得地球与伽马射线暴擦肩而过,让我们还有闲心看个热闹。


              IP属地:山西28楼2020-03-27 11:58
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                可是,躲得过初一躲不过十五,150光年外的飞马座IKB星,也是蠢蠢欲动,8000光年外的人马座WR104星,正对着太阳系虎视眈眈......
                终极大战可能来自40亿年后,咱们的银河系带着3000亿颗恒星,撞上了,拥有10000亿颗恒星的仙女座星系。

                假设那会还有人类文明的话,如果我们不能躲到更高的空间维度里,就得推着自己的恒星,在一片混乱中,尽量避免与其他恒星相撞。


                IP属地:山西29楼2020-03-27 12:01
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                  9、恒星发动机
                  这不是科幻作家拍大腿的产物,而是正经发表在2019年12月《宇航学报》上的研究成果。美国天体物理学家马修·卡普兰提出了一个可以推动恒星的发动机模型,称为“卡普兰推进器”,依靠现有的物理理论就能完成。
                  第一,建造一个戴森环。
                  第二,利用戴森环反射阳光到太阳某一点,使其加热到极高温度,从而掀起大量氢和氦。
                  第三,收集氢和氦,注入氘聚变发动机内,变成两束高速等离子体喷射出去。
                  第四,其中一束向后喷射,作为推动太阳的动力,另一束喷向太阳,维持引擎和太阳的距离,防止引擎坠落太阳。


                  IP属地:山西30楼2020-03-27 12:11
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                    根据卡普兰的计算,这个引擎每秒燃料数百万吨物质,可以在100万年内,将太阳系整体移动50光年,足够逃脱超新星伽马射线暴的击杀或恒星相撞。
                    要知道,对超新星爆炸、恒星相撞之类的预警时间达到上百万年并不是很难的事,所以卡普兰推进器能够应付大多数情况。

                    更妙的是,这种引擎从太阳薅了大量物质,反而可以延长太阳寿命,因为质量小的恒星燃烧更慢,太阳系保持宜居状态的时间会多出几十亿年。
                    几十亿年后,我们可以换一颗太阳,继续推着恒星走出银河系,穿越十大星系,游历整个宇宙!


                    IP属地:山西32楼2020-03-27 12:17
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                      想想是不是很激动?别急,真正的危机可能刚刚开始。
                      最近,天文学家发现1480光年外的天鹅座KIC8462852恒星的亮度在很短时间内快速下降,像是被什么东西遮住了,目前还没有靠谱的解释。

                      于是一群好事之徒就认为,是那边的智慧文明修建了戴森球,并把这类恒星称之为“戴森球恒星”,目前人类一共发现了2颗所谓的戴森球恒星。
                      地球上无数望远镜对着这颗恒星, 希望能找到一个合理的解释。好在地球文明连化石燃料都没折腾明白,很难对1480光年外有啥想法儿。可他们要是被三体文明盯上了,那就有意思了。
                      戴森球很可能会让太阳成为宇宙里的可疑恒星,想捞点能源可真不容易。


                      IP属地:山西33楼2020-03-27 12:20
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                        10、终极谜底
                        人类对于科学有一种近乎宗教般的迷信,总觉得未来科技可以解决任何问题,比如,超光速飞行、空间跳跃、时光倒流、一颗小电池提供无限能源......
                        但是,我们不得不做好另一方面的思想准备,万一科学是有边界的,有一些定律无论如何不可能打破,比如,动量守恒,质能守恒,瞬间移动,凭空变出一辆车......
                        这也许意味着,飞行永远只能靠扔东西,能源永远只能靠烧开水,宇宙间所有文明都会被死死限制在物理规则内。
                        科学,到底是不是无所不能?咱们这一代怕是见不到谜底了,真的好想向天再借五百年啊!


                        IP属地:山西37楼2020-03-27 12:24
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