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外星人能用“戴森球”吸收黑洞的能量吗?

在2021年7月发表的一篇论文中,研究人员探索了一个先进文明如何在黑洞周围建造戴森球以获取巨大能量的可能性。

那么,黑洞与戴森球是如何联系起来的?用戴森球收集黑洞能量的可能性有多大?

什么是戴森球?

让我们先从戴森球开始。

这是一种假想的人造结构,我们可以将它看作一个巨大的球形能量收集器,围绕在恒星周围,用来捕捉其全部的光线并获取能量。

美国理论物理学家弗里曼·戴森在20世纪60年代初最早提出了这个概念。不过,在虚构作品中,戴森球往往被描述为一个包围恒星的人造空心球体,这其实是对其原意的曲解。

戴森在回复有关他论文的心中曾说:“一个围绕恒星的球壳或环从物理上来说是不可行的。我设想的‘球’的形式是由松散的太阳能收集器或独立环绕恒星轨道的卫星云构成。”

1964年,苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫提出,可以根据一个文明所能够利用的能源量级,来量度文明层次及技术先进程度。

他将文明分成三个量级,其中Ⅱ型文明具有驾驭一颗恒星能量的能力,戴森球便是该级文明的标志。

我们现在知道,这样的球体结构在现实中是不稳定的,它最终会撞向恒星。如今,天文学家转而谈论所谓的“戴森云”,由大量绕恒星运行的密集能量收集结构组成。

一个围绕太阳的戴森云可以收集大部分太阳能,产生的能量可以用万亿亿瓦来衡量。

除了戴森云,还有人提出了戴森球的另一种形式——戴森泡。

与戴森云类似,戴森泡也是由许多独立结构组成,并且可以逐步地进行建造,但这个方案不采用环绕轨道的方式,而是通过巨大的、承受光压的太阳帆来抵消恒星的引力。

对母恒星而言,戴森泡的各个结构可能是完全静止的,并且相互独立。而且,由于光压和恒星引力之比是恒定的,与距离无关,因此太阳帆可以自由调整与恒星的距离。

理论上,如果造出并围绕恒星部署了足够数量的太阳帆卫星,就能组成一个非固定的戴森泡。

什么是黑洞?

相比戴森球,黑洞的知名度就要高得多了。

简单来说,当足够大的质量集中在一个足够小的空间中时,黑洞就形成了。

在适当的条件下,物质自身的引力会压倒一切,导致其坍缩成所谓的“奇点”——所有质量都聚集在一个几何点上(我们需要量子引力理论来真正理解奇点处发生了什么)。

黑洞便是由奇点和事件视界组成的,事件视界就是黑洞的表面,越过这一边界就不可能“回头”。

换言之,任何跨越事件视界的东西都将永远从我们的宇宙中消失。

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