黑洞可为外星文明提供动力?科学家:黑洞“戴森球”能量超10万

几个世纪以来 , 人类一直凝视着外太空 , 想知道我们是否在宇宙中是孤独的 。 1960年 , 物理学家弗里曼·戴森(FreemanDyson)提出了一些很酷的天体技术 , 可以让我们更容易地检测到外星文明的迹象 , 从而改变了我们谈论外星文明的方式 。
黑洞可为外星文明提供动力?科学家:黑洞“戴森球”能量超10万
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戴森推测 , 如果一个外星社会的能源需求超过了其星球的供应 , 它可以在其宿主恒星周围建造一个被称为“戴森球”的巨型结构 , 以大规模利用能量 。 从技术上讲 , 这种结构不是一个球体 , 而是由一组能够将太阳能转化为可用能源的轨道或静止卫星组成 。 戴森认为 , 这将使我们更容易找到这样的文明 , 因为这个过程可能会产生废热 , 从而产生异常的红外信号 。
60多年过去了 , 现在人们所熟知的戴森球仍停留在科幻领域 , 而搜寻外星智慧(SETI)的手段主要还是收听来自其他世界的无线电信号 。 但在《皇家天文学会月刊》上发表的一篇新研究指出 ,
科学家们应该开始寻找黑洞周围的戴森球体 , 以此作为外星文明的迹象——因为外星人可以围绕黑洞建造戴森球 。
什么是戴森球?
戴森球是一种理论上的巨型结构 , 它围绕着一颗恒星来收集其能量输出 。
黑洞可为外星文明提供动力?科学家:黑洞“戴森球”能量超10万】戴森提出戴森球(灵感来自1930年代科幻作家奥拉夫·斯台普登(OlafStapledon)小说中的“造星者”概念)是为了解决日益增长的外星文明 , 需要足够大的能量输出来维持其存在 。 他们可以通过使用基于太空的恒星能量收集群来实现这一目标 。
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戴森的提议基于这样一个事实 , 即行星仅接收其主恒星产生的一小部分能量 。 太阳总能量输出的大约十亿分之一实际上到达了地球 。 通过创造一个基于太空的结构 , 外星文明可以满足能源需求 , 将其文明推向一个新的水平 。
一直以来 , 戴森球只存在于理论之中 。 不过在2015年 , 天文学家TabethaBoyajian在距离地球约1480光年的地方发现了一颗神秘暗淡的恒星“KIC8462852” , 其光度有数个非周期性小骤降 , 被怀疑外围可能有某种大型结构遮蔽 , 于是一些科学家猜测这颗恒星的光可能表明是戴森球 。 这个想法后来被抛弃了 , 转而支持恒星周围的碎片 , 但它引发了对这些巨型结构的搜索 。
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而《星际迷航》也出现了戴森球的相关情节:USSEnterprise星舰听到的求救信号之后 , 前往时发现了一个巨大的戴森球体 。 如果我们将这个球体放置在我们自己的太阳系中 , 它会非常大 , 几乎可以延伸到金星的轨道 。
可在黑洞周围建造一个戴森球?
来自台湾国立清华大学天文学TigerYu-YangHsiao(萧予扬)团队将这一概念向前推进了一步:如果戴森球(或戴森环或戴森群)围绕黑洞排列会怎样?它会起作用吗 , 我们能从地球上探测到什么?
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众所周知 , 黑洞是一个具有强大引力的空间区域 , 任何东西都无法逃脱它的影响 , 甚至光本身也无法逃脱 。 科学家认为 , 每个主要星系的中心都潜伏着一个黑洞 。 通常情况下 , 黑洞被认为是消费者而不是能源的生产者 。 然而 , 它们巨大的引力场可以通过几个理论过程产生能量 。
A、宇宙微波背景:电磁辐射从大爆炸遗留 。
B、霍金辐射:黑洞释放的理论辐射 。
C、吸积盘:高度电离或分子形式的气体构成的转动的气体盘 。
D、邦迪吸积物:物体周围电离气体的球形吸积物 。
E、黑洞电晕:产生X射线光的高度充电能粒子组成 。
F、相对论喷流:强大的辐射射流和粒子以接近光速的速度从黑洞中射出 。
当然 , 没有什么能逃脱黑洞巨大的引力 , 但团队考虑了事件视界之外的能量密集过程——超热物质盘在黑洞周围旋转 , 就像宇宙排水沟周围的水一样 。 团队分析了3种不同大小的黑洞 , 质量分别是太阳质量5倍、20倍和400万倍的黑洞 , 他们发现一个卫星球体可以有效地从许多黑洞中吞噬能量 。
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根据他们的计算 , 吸积盘、周围气体和黑洞喷流都可以作为可行的能源 。 而且团队表示 ,
仅来自有20个太阳质量的恒星黑洞吸积盘能源 , 相当于围绕约10万颗恒星的戴森球制造的能源量 , 足以维持II型文明