纵览网丨戴森球：科幻中的能源奇迹，人类能否将其变为现实？

戴森球在科幻文学作品中，是最震撼的宇宙奇观之一，是《戴森球计划》游戏中，令人屏息惊叹的环太阳巨构，是卡尔达肖夫提出的文明等级理论中，一个种族步入二级文明后的重要里程碑式特征。可以说，自从物理学家弗里曼·戴森，提出戴森球概念以来，一个将太阳“圈禁”起来的环恒星太阳能收集站，就一直被视为能源问题的终极解决方案。那么，以人类目前所展现的技术发展路线，人类是否能够在将来的某个时间点，通过建设一个宏大工程，将整个恒星的光辉，尽数捕获？如果戴森球真的建成，又会对地球造成哪些影响？

目前戴森球派，主要有三个派别，分别是太阳派、地球派、以及类死星派。太阳派的目标是在主恒星外部，直接建设一个球形，或者多条环形太阳能发电站，用以收集恒星能量。太阳派认为这种效率最高，一个完全包裹太阳的戴森球，每年大概能获得1.2×10的34次方焦耳的能量，是地球目前年能源消耗量的2万亿倍。即便退而求其次，建造仅收集1%太阳辐射的戴森云，也能获得当今地球200亿倍能源消耗量的能量。

而地球派则认为，太阳直径高达139.3万千米，而水星距离太阳5791万千米，被直射地区，依然高达430度。包裹太阳的戴森球，仅仅是为了避免高温磨损，可能就需要至少2亿公里的直径，工程量几乎无法想象。所以，地球戴森球派认为，直接建造一个包裹地球的戴森球，或者戴森球环要更加容易实现。如果球形/环形太阳能收集站，建于地球静止轨道，那么只需要大概82000千米的直径。一个宽50千米的戴森环，每年也能收集5.35×10的23次方焦耳能量，足够人类使用900年。

至于类死星派，则是受到了星球大战的启发，认为人类可以建造一个球形太空城，表面全部铺设太阳能收集装置。其工程量更小，而且收集的能源，可以直接用作太空城的供能，减少了太阳能的损耗，还让人类可以大规模居住在太空。一个直径200千米的球形太空城，部署在宜居带前缘的金星轨道，每年可以收集4倍于地球的能源消耗。如果这个球形太空城可以在较远的距离围绕着金星旋转，还可以成为人类改造地外行星的前沿基地。其消耗的资源不仅最低，对太空环境的影响也最小。事实上，根据德国科学家的最新研究，任何包裹太阳的戴森球结构，几乎都是不可行的。

其建造难度不仅体现在工程方面，其环境影响才是最大限制。经过科学家计算，即便环太阳的戴森球结构，延伸到地球轨道附近，戴森球表面也需要承担140度的高温，很难保持长期运作。而如果整个结构建设在2个天文单位外，以规避太阳光直射影响。那么，被包裹在戴森结构内的地球，短期内则会至少升温3度，地球上的许多地方，将因此变得不适合生存。而任何建造在地球轨道，足以造成大规模阴影的结构，其造成的生态问题，同样是灾难性的，全球变冷的影响，可能比全球变暖更加恶劣。所以，如果想收集太阳能。最靠谱的方案还是地面无人区建设太阳能回收基地，然后再额外建造独立于地球的球形太空城，在太空开拓星际土地的同时，合理利用太阳能。

关于环太阳的戴森球，还有一个问题没有讲。那就是把太阳包裹住，确实能获得惊人的能源，但是偏远地球的行星怎么办？将来，人类迟早要登上火星，驻扎小行星带采矿，在木星和土星的卫星上，建立前沿基地。甚至未来还要探索更边缘的气态行星和柯伊伯带。而无论是什么结构的戴森球，都难免会对太阳光造成遮蔽。如果遮蔽面积过大，影响偏远行星光照还是小事，对偏远行星的地质结构造成不可逆的影响，就追悔莫及了。所以说，环绕着太阳的戴森球，工程上建设有难度，环境破坏也很大。但是，如果是在系外恒星，特别是小行星资源丰富的系外恒星，建设围绕着恒星的戴森球结构，并非没有可能。以太阳系为例，火星和木星之间小行星带的资源，就足以支撑太阳戴森环的建造。因此，假如将来人类能够抵达4光年外的恒星比邻星，建造宏伟壮观的恒星级戴森环，也许并非只是停留在科幻作品中的幻想。