什么是戴森球,塔比星是戴森球吗?

2020年2月28日,96岁的物理学家兼科普作家,弗里曼.戴森离开了这个世界

和几年前霍金逝世时全网跟风悼念不同,戴森的名字在中国并不响亮,以至于不少人看到他逝世的消息后,都以为是戴森电器的创始人去世了。

不过虽然戴森的知名度远不如霍金,但他基于智慧文明发展而提出的“戴森球”设想,却是众多科幻作品中的“常客”

戴森球

1959年,戴森发表了一篇名为《人工恒星红外辐射源搜寻》的论文,指出随着智慧文明能量需求的不断增长,母恒星核聚变反应释放的巨大能量,必将成为智慧文明新的能量来源。

而戴森能想到的,智慧文明利用恒星能量的方式,便是建造一个能够笼罩甚至完全包裹恒星的巨型结构,这种结构后来被人们称为“戴森球”,并产生了难度更低的“戴森环”和“戴森云”等工程技术变种。

论文发表数年之后,苏联天文学家卡尔达舍夫以各个智慧文明能量利用功率的不同,将宇宙中的文明划分为了三个等级,一级文明可以利用所在行星的所有能源,二级文明能够利用整个恒星系的所有能源,三级文明能够利用整个星系的所有能源,其中二级文明的标志便是戴森球技术。

根据太阳内部核聚变反应的能量释放规模,以及地球表面积,科学家计算出了地球吸收的太阳能量,约为太阳总能量的20亿分之一,而人类目前的能量总功率,仅为20亿分之一中的万分之一,由此可见如果一个文明能将母恒星完全包裹并利用其能量,那么该文明可用的能量,将增长到一个相当可观的水平。

基于以上设想和数据事实,戴森认为宇宙中如果存在除人类以外的智慧文明,那么它们终将迎来对母恒星能源进行大规模利用的一天,因此宇宙中应该存在一些光度变化十分频繁甚至“突然消失”的恒星,而这些恒星,就是正在建设和已经建设完毕的“戴森球”

塔比星

在地球夜空的天鹅座方向有一颗肉眼不可见的恒星,天文学编号为KIC 8462852,中文名称是塔比星,1.43倍太阳质量的它,远在1480光年之外。

2009年开普勒太空望远镜升空后,致力于通过观测恒星亮度变化发现可能存在的系外行星。

简而言之,如果有一个木星体积的系外行星公转经过恒星表面,那么恒星的亮度就会下降2%,如果是地球体积的行星经过恒星表面,恒星亮度只会下降0.18%,天文学家根据恒星亮度的下降程度和持续时间,就能推算出行星的大小和公转周期。

2011年天文学家从开普勒望远镜传回的恒星亮度数据中,发现了塔比星亮度的异常下降。

具体来说

塔比星在2009年时亮度缓慢下降了一周时间,2011年2月塔比星亮度又在一周内持续下降了15%

诡异的是,两三天之后亮度就又涨回来了。


前面我们已经说过,木星体积的行星经过恒星时。恒星亮度才下降2%,因此塔比星15%的亮度下降,已经不能再用行星凌日来解释了。

此后数年塔比星亮度依旧不稳定。

天文学界在尝试从科学角度解决塔比星问题的同时,也向SETI(地外文明搜索计划)的人寻求帮助,请求他们着重监听塔比星方向是否存在智慧电磁信号

如果真的监听到了塔比星方向的智慧电波,那么塔比星的不规则亮度变化,很可能就是外星文明建造戴森球装置时造成的。

然而,射电望远镜阵列没有收到塔比星方向任何智慧电磁信号,尽管这并不能证明塔比星的“清白”,(毕竟电磁波信号飞行1480光年,很大可能性会畸变成无法识别的噪声),但天文学界还是本着如非必要勿增实体的奥卡姆剃刀原理,继续尝试从科学而不是科幻角度来解释塔比星亮度问题。

截止目前,有人认为塔比星亮度的变化,是由于地球和塔比星之间存在未知天体导致的,比如奥尔特云内的未知天体,或者是塔比星周围存在不规则彗星群,但不论是科学角度的未知天体解释,还是科幻方面的戴森球解释,目前都还没有实打实的证据能让人信服。

有一点可以肯定

如果宇宙中真的有外星文明在建造戴森球,那么人类目前的观测技术是能在可见光波段发现它们的。