戴森球是什么?找到它意味着找到了外星人?

1959年弗里曼·戴森在《科学》杂志上发表了一篇名为《人工恒星红外辐射源的搜寻》论文,内容大体上说明了如果存在地外高级文明,那么它们对于恒星资源的利用,可能并不仅仅是自然接收恒星辐射能,而是主动去采集能量。在1960年戴森正式提出描述了这样一种概念,用一种巨型的人造结构把恒星包裹起来采集能量,这种结构就被称为“戴森球”或者“戴森环”。

     在1964年前苏联的天文学家尼古拉·卡尔达舍夫(Nikolai Kardashev),又研究设想了一种生物文明等级。他认为一个生物文明等级的高低,主要由能掌控能量的多少来决定。例如人类就被认为处在0.7级文明,只能使用地球上的能量,待未来彻底的掌握了地月系统,可以轻松的把月球上的能量供我们使用,那么人类文明才算是真正的进入I型文明。

卡尔达舍夫等级:

类型I :该文明是行星能源的主人,这意味着他们可以主宰这颗行星以及周围卫星能源的总和;

类型II :该文明能够收集整个恒星系统的能源;

类型III :该文明可以利用银河系系统的能源而为其所用;

处在II型文明的标志就是彻底的掌握了整个恒星系统的能量,以太阳系来举例,整个太阳系内的能量来源几乎都是太阳,太阳的质量占据了整个太阳系总质量的99%以上。

     太阳作为一颗黄矮星,每时每刻都在进行着核聚变,每秒钟大约有6亿吨氢核发生聚变,生成5.95亿吨氦,损失的500万吨质量按照爱因斯坦质能方程转化为能量。但是这些能量,地球上所能接收到的辐射能完全可以忽略不计,仅仅几十亿分之一。这就意味着浪费能量,效率太低了。如果一个文明持续的发展,最后可能就会具备采集整个太阳的能量供我们使用的能力。

那么采集太阳能量的一种结构目前就把它称之为戴森球或者戴森环。因此有科学家曾提出,在宇宙中寻找地外文明,完全可以转化为寻找有异常变化的恒星。例如某些恒星光度变化较明显,在短时间内逐渐降低。科学家曾经发现过一颗名为“塔比星”(Tabby's Star,编号为 KIC 8462852)的恒星,从观测记录上来看这颗恒星发生了明显的亮度变化。从2011年开始科学家发现它逐渐变暗,短短几年时间亮度下降22%。

      一颗恒星亮度明显的变暗就意味着有物体在着遮挡着它,而特殊的戴森球结构就可能发生这种情况。

但实际上戴森球有一个逻辑上的矛盾,如果一个文明具备了建造戴森球的能力,可能就不会采取这种原始的方式来采集恒星能量。同时戴森球或者戴森环的建造会非常的消耗原材料,以太阳为例,要想建造一个戴森球可能需要把除地球之外的三颗岩质行星炸碎,来建造这种特殊结构。

    如果某一天天文学家明显得观测到了某颗恒星亮度骤降,或者说一些处于主序阶段的恒星忽然间消失,那么大概率的情况就是被“吸收了”。