戴森球、生命之环之类的巨型建筑在理论上可以存在吗?

恳请各位物理大佬解惑。。 包裹住整个恒星的戴森球,还有围绕恒星的生命之环,如果不考虑资源和能源问题,在理论上真的可以存在吗? 如果可以,那么在这些建筑…
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可以

恒星的能源利用是用的核聚变,戴森球本身可以看作可控核聚变的一种。束缚手段为引力束缚。

相当于天然出现了个反应堆,我们只用想办法围起来烧热水就行了

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首先要明确一点,戴森本人从来没说过戴森球是一个环,或者空心壳体,这种模型需要辅助动力,不然太阳可能会碰到球体。

在虚构作品中,戴森球常常被描述成一个包围恒星的人造空心球体。这是对戴森球原意的曲解。在回复有关他论文的信中,戴森说,“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‘生物圈’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。”

所以戴森指的戴森球,最接近的设想应当是戴森云或戴森泡。

从戴森云这个名字就可以看出,它是可以弹性伸缩的,因为本质上构成它的是一个一个小的太阳能收集器。说白了,就是一颗颗太阳的人造卫星组成的云网络。依照使用的功率规模,可以弹性的添加设备。这个构想从工程角度是非常合理的。首先,控制的问题,凭目前的技术,发射一组卫星在太阳的同一个轨道上应该是可以的,所有卫星在同一个轨道上自然就保持了相互之间的静止,比较容易避免碰撞。质量的问题也很好解决,一颗颗小卫星并不需要一口气耗费很多的质量,随着卫星的增多,可用能量的提升,获取质量的也就会随之增加。主要问题将是材料问题,恐怕难以耐受那么高的温度。最后,就是能量的传输问题。我们并没有一个可行的方法将能量传递到地球去。

其实传输问题看似是戴森球的一个弱点,从理论上来讲,必须发明一种输送能量的方法,使得卫星能够把太阳晒不到地球部分的能量(比如太阳背面)发回地球,否则戴森球没有意义,因为输能方式一定是太阳辐射=》什么东西=》地球,这个转换过程中一定有损失,那么本来直接辐射到地球的能量因为这种转换反而减少了,得不偿失。事实上,直射地球的那部分不如直接在地球上建立太阳能收集器来的划算,戴森球应当是帮助把辐射不到地球的那部分太阳能拿到地球来,才可以提高地球可用的能源。从这个角度看,如果人类还是需要在地球利用能源,传输问题到不复杂了,其实戴森云建成一系列角度可调的镜子就可以了, 这样就可以很容易的把太阳背面的能量反射到冲着地球,然后在地球上建立接受器就可以了。这个接收器阵列很有可能需要建到太空,需要吸收掉全部多反射过来的能量,不然可能会把地球煮熟了。

但是在地球上利用能源这多反射回来的太阳能还是有问题,因为地球向外的热辐射是一定的,散热速率有限,毕竟宇宙是真空的,那么多来的能量会不停的加热地球,那么地球很可能跟火星一个下场。(说到这里不禁倒吸一口凉气,难道火星就是这么完蛋的?)因此,这能量应当还是在太空利用才能避免地球的生态灾难。

因此,要点出戴森球,首先先能点出太空城科技才是合理的,绿色的。戴森球应当有附属的太空生物圈才是理性的,合乎理论的。

所以合乎理论的戴森球应当是一系列可调角度的小镜子,镜子将能量反射到分布在太阳周围各个轨道的太空城市的接收器里,脑洞再大一点,因为有了很强的能量,太空城可能可以自己运行起一个大气圈,和强磁场,太空城便是真正天圆地方的地方。

希望未来不是反射太阳光过来烧开水。。。

在这个构想之下,戴森球同时也是这个文明的超级武器,阿基米德之镜。



更新,关于接收器。

这是澳洲在建的聚光太阳能发电站,反射太阳光到中央的接收塔,加热里面的盐到565°C,然后当需要电力的时候,用盐来烧开水。


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