科学猜想 围绕太阳打造的戴森球能容纳多少地球人口
发布时间：2022-03-15 00:57:02 所属栏目：动态 来源：互联网
导读：据国外媒体报道，小行星是否可能是形成行星等天体的原材料？如果可以的话，我们能否拆掉木星，用来建设新的家园？ 早在 19 世纪，在对宇宙中存在生命的推测尚无证据的平静日子里，苏格兰的自然神学家托马斯迪克就提出了一个著名的观点，认为我们的太阳系可
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据国外媒体报道，小行星是否可能是形成行星等天体的原材料？如果可以的话，我们能否拆掉木星，用来建设新的家园？ 早在 19 世纪，在对宇宙中存在生命的推测尚无证据的平静日子里，苏格兰的“自然神学家”托马斯・迪克就提出了一个著名的观点，认为我们的太阳系可以孕育大约 22 万亿个生命。这个数字听起来似乎很荒谬，但迪克并没有完全脱离当时的科学背景。认为宇宙中某个地方必定存在丰富生命的想法是很合乎逻辑的，与此相反的说法则认为地球是特殊的，是独一无二的，但这就与我们从哥白尼那里了解到的一切不大一致。这也与迪克的信仰不一致，他相信上帝是仁慈和慷慨的，忙于在宇宙中传播其创造的事物。 即便在当时，迪克对这些造物存在的思考也是很极端的。例如，他认为土星环为生命提供了潜在的表面，而其他几乎所有地方，从土星本身到木星、天王星、火星、金星等等，都可能存在生命（海王星当时尚未被发现）。所有这些加起来，假设物种的密度与地球上人类的密度相似，就可以得出一个大约 22 万亿的数字。迪克甚至提到，如果太阳也适合居住，其表面就能容纳 30 多倍于此的生命。 今天我们知道，太阳系里几乎不存在如此数量的多细胞实体，更不用说人类了，而且我们对太阳系中可能适合生命存在的区域已经有了更多的了解。对于像木星和土星这样的气态巨行星，可以很容易排除其存在任何地表生物的可能性（尽管卡尔・萨根和埃德温・萨尔皮特曾在 1976 年写过一篇伟大的科学论文，讨论了在木星上存在大气生物的可能性）。而且，对于几乎任何有固体表面的地方 —— 无论是在火星上，还是在被挖空并利用起来的小行星上 —— 都需要进行大量的环境工程，才能使像人类这样的生命生活得舒适一些。 因此，尝试估计太阳系能够维持的最大人口容量，其实并不是一件很容易的事情。在 2005 年发表在《英国星际学会杂志》的一篇文章中，研究作者探究了太阳系氮、磷等关键生物元素在可得性限制因素。如果这些元素（连同所有其他必要但更丰富的元素，比如碳和氧）可以很容易地从太阳系中所有的碳质小行星（数量可能超过 1 亿）上获取，仅此一项，就可以“增加”6000 倍的地球生物量 —— 地球上所有生物的总和。那么，假设这些生物量具有和地球一样的生物与人类之比，那么太阳系就可以供养大约 50 万亿人。如果能以某种方式获取并利用小行星上所有对生物有用的物质，这个数字还可以达到数千万亿。 当然，这些估计都建立在一种假设上，即存在某种将所有这些原材料转化为生物的机制，并且有地方存放这些原材料。在这一背景下，还有一个隐含的假设是，存在支持所有这些生物质的能量，即存在维持环境温度和代谢过程的能量。这里所说的“代谢过程”，指的是将能量和原料转化为食物的光合作用或化学合成等过程。 幸运的是，这 173000 万亿瓦的能量仅仅是太阳向各个方向的电磁输出总量的 100 亿分之一。因此，如果一个地球可以维持 80 亿人（鉴于人类对地球的负面影响，这个数字可能不一定是保守的），那么太阳系从太阳所获得的能量，原则上足以支持 100 亿个这样的世界，也就是 80 亿人口的 100 亿倍。 于是，这就有了可供 50 万亿人使用的原材料，以及足够 8000 万万亿人使用的太阳能。换言之，我们可能会在能源耗尽之前就将原材料耗尽。但更令人担忧的是，我们可能会耗尽所有这些可供人类居住的物理环境。这个思维实验很自然地将我们引向了美国物理学家弗里曼・戴森在 1960 年发表的著名的一页纸论文，他在论文中概述了所谓的“戴森球”的概念。 戴森球是一个环绕太阳的结构（在戴森的最初构想中，这一结构的灵感来自于科幻小说作家奥拉夫・斯特普尔顿的《造星者》），以地球轨道为半径。换句话说，这个球体，或者说集结在轨道上的结构群（因为一个固体的球形壳可能不大稳定），将提供一个内表面，其每单位面积接收到的太阳能与地球目前接收到的总能量相匹配，从而形成一个潜在的宜居环境，其面积约为地球表面的 5.5 亿倍（相当于地球陆地表面积的近 20 亿倍）。这种结构的厚度可能达到数米，其建造材料全部来自于对木星物质的重新利用；木星的质量大约是地球的 317 倍。 （编辑：PHP编程网 - 黄冈站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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