戴森球或让地球升温140℃，杀死所有生命！但有一种办法不会

科学家研究发现，全面围绕太阳建造戴森球可能会彻底毁灭地球生命！但有一种方案，或许能让我们既收获恒星能量，又保住地球家园。这项研究发表在3月15日《太阳能材料与太阳能电池》上。

利用戴森球，人类文明将能获取整个太阳释放能量的4%——这相当于15.6尧瓦（15,600,000,000,000,000,000,000,000瓦，15.6亿亿亿瓦）的电力，足以支持人类成为能够在恒星间旅行的二级文明。

但这种力量的代价是什么？德国于利希研究中心伊恩·马吕斯·彼得斯（Ian Marius Peters）博士的答案，或许会让你瞠目结舌！

戴森球：恒星囚笼还是能源天堂？

戴森球实际是一个假想的巨型结构，旨在捕获恒星发出的全部或大部分能量。这个概念最初出现在1937年奥拉夫·斯特普尔顿的科幻小说《造星者》中，后来由物理学家弗里曼·戴森在1960年进行了科学性探讨。

"如果一个先进文明需要巨大的能量，他们可能会在恒星周围建造一个巨大的结构来捕获其全部能量输出，"彼得斯博士解释说，"但问题是，这种结构会对周围的行星环境产生什么影响？"

研究结果令人不安：一个完整的戴森球将使地球升温140开尔文（相当于140℃）！这意味着地球上的海洋将沸腾，所有生命形式将灭绝。但这真的是我们唯一的选择吗？

光伏戴森球：温度是关键

彼得斯博士的研究聚焦于一种特殊类型的戴森球——光伏戴森球，它使用类似太阳能电池板的技术将恒星能量转化为电力。

令人惊讶的是，这种结构的效率严重依赖于其温度。太高的温度会使光伏转换效率大幅下降。而正如研究计算所示，单纯由半导体材料（如硅）构成的戴森球，在距离太阳一个天文单位（地球轨道）处的温度将达到惊人的800开尔文！

"在这种温度下，光伏发电效率低到几乎不可用，"彼得斯说，"但如果我们在半导体外层涂上具有黑体特性的材料，温度将降至约400开尔文，使光伏转换成为可能。"

光明与黑暗的平衡

但研究也提出了一个令人振奋的解决方案：不必建造完整的戴森球，而是仅覆盖特定位置的部分球面——即"戴森群"。

具体来说，在距离太阳2.13天文单位（大约是地球到太阳距离的两倍多，位于火星和木星之间）处建造一个覆盖球面22%的部分戴森球，可以捕获太阳4%的能量，同时仅使地球温度上升不到3开尔文。

听起来是不是很熟悉？是的，这种温度上升与当前全球变暖的影响相当！

"这意味着我们现在应对气候变化的努力，实际上可以被视为迈向二级文明的第一步技术需求，"彼得斯幽默地指出，"解决全球变暖问题与建造戴森球面临着相似的挑战！"

挑战：从何处获取建材？

然而即使是这样的部分戴森球，其材料需求仍然庞大得惊人——需要1.3×10²³千克的硅，大约相当于整个火星的硅含量！

太阳系中确实有大量的硅——估计总量约为1.3×10²⁷千克，但大部分锁在太阳内部。地球、金星和火星上的硅总量加起来约为1.1×10²⁴千克，理论上足够建造这样的部分戴森球，但这需要行星级的采矿作业。

更令人惊讶的是，这种太空太阳能系统的能量回报比可能高达260-520倍，远高于地球上太阳能装置的22倍！

地球温度：微妙的平衡

研究中最引人深思的部分或许是关于戴森球对地球温度影响的分析：

在地球轨道内建造的"小"戴森球会改变到达地球的光谱，使光从可见光转向红外线，从而破坏地球上的光合作用，使大多数生命无法生存。

在地球轨道外建造的"大"戴森球会影响地球的辐射平衡。距离太阳越远，对地球温度的影响越小——在8.2天文单位（木星和土星之间）处的戴森球会使地球升温4K；在16.6天文单位（接近天王星）处仅会升温1K。

也就是说，要在我们的太阳系内建造戴森球，我们首先需要发展和实施行星温度控制系统——这恰好是我们为应对全球变暖而需要解决的问题！

正如彼得斯博士在研究中所暗示的那样，我们今天应对全球变暖的挑战，或许正是人类文明成长路上不可或缺的一课。

参考文献：

Peters, I. M. (2025). The photovoltaic Dyson sphere. Solar Energy Materials and Solar Cells, 286, 113589. doi:10.1016/j.solmat.2025.113589