弗里曼·戴森逝世他提出的戴森球终究存在吗

放大字体  缩小字体 2020-03-03 21:24:03  阅读:7012 作者:责任编辑NO。杜一帆0322

出品:科普我国

制作:张同杰(北京师范大学地理系 国际之美科普团队)

监制:我国科学院计算机网络信息中心

图片来自:IAS

美国普林斯顿高级研讨院的物理学家弗里曼·戴森(Dyson, Freeman J.)于2020年2月28日因突发疾病逝世,享年96岁,引起国内外媒体重视。

作为一名物理学家,他说自己只想寻觅能处理的风趣谜题

戴森老先生的研讨范畴广泛,从基本粒子物理学、量子电动力学理论、核物理到数学、生命来源、星际游览、全球气候变化和科幻创造等。他从前和上个世纪呈现的许多闻名物理学家一起工作过,也是杨振宁先生的搭档和朋友。他在物理学范畴的造就深沉,于1953年取得普林斯顿高级研讨院永久职位,足以阐明他的学术水平。他谦善低沉,从前说过,他喜爱寻觅谜题,找那些能处理的风趣问题,不在乎他们是否重要,而肯定不会沉迷于处理那些大谜题。

在戴森逝世后第二天(2020年2月29日) ,闻名数学家丘成桐就思念戴森点评说,戴森能够说是二十世纪最巨大的数学物理学家,他在数学上的重要影响有两个方向,一个方向是经过 Exclusion Principle(不相容原理)来解说物质稳定性的问题;另一方面他在原子谱上问题的猜想引发了一连串的 Random Matrix(随机矩阵)理论上的重要开展。 他在普林斯敦高级硏究所做教授时跟戴森知道,戴森才智超凡,但却是和蔼可亲。在戴森九十多岁的时分,仍然对物理和数学还有赏识才能。他很敬服戴森。

但他提出的这样的一个问题,至今没有答案

其实,他并不是没有探究过大谜题,比方他提出的戴森球(Dyson Sphere)想象,至今令地外文明研讨者入神。

戴森球的概念可不是戴森的科幻小说或许文学作品,而是源自他树立的思维试验,即1960年宣布在《科学》杂志上的论文"搜索人工恒星红外辐射源(Search for Artificial Stellar Sources of Infra-Red Radiation)"。

图片来自:《科学》

戴森在文章以为,国际中任何技能文明对能量的需求都是稳定增长的,假如这些文明能够生计连续满足长的时刻,总有一天对能量的需求会胀大到要彻底依靠其母恒星"悉数"的能量输出。此刻假如这个文明抵达了很高的技能水平,那就有必要树立能够阻拦和搜集母恒星宣布的一切能量的轨迹结构,即戴森球(Dyson Sphere)(如上图)。

戴森球的存在会吸收和再辐射其所围住的母恒星的辐射能量。依据量子物理,戴森球再辐射出的能量的波长取决于其温度及其物质组成。戴森球最有或许由重元素制作而成,因而它或许会引起红外波段的光谱辐射量的添加。预算可知,假如其红外辐射能量添加十分明显,就能够在星际间隔上探测到。

上个世纪,地理学家就从前过红外地理卫星(Infrared Astronomical Satellite,IRAS)企图剖析恒星光谱数据寻觅过这样的戴森球结构。咱们等待着新一代红外地理望远镜能够经过恒星的光谱数据持续搜索戴森球,已尽IRAS红外地理卫星未能完结的使命。

图片来自:IRAS

1964年,苏联天体物理学卡尔达肖夫(Kardashev,1932.04.25-2019.08.03)提出一种断定文明量级的规范,用国际中一个文明所能够使用的动力量级来测量文明层次及技能先进程度。依照这一规范,文明能够被分红三个量级:I型(10^17 W)、II型(10^26 W)和III型(10^36 W)。I型文明使用在它所寓居行星一切可用的能量,II型文明使用它所寓居行星所环绕的恒星一切的能量,III型文明则使用它所在星系的一切能量。

一般以为,咱们地球上的人类文明现在挨近但没有抵达I型文明。小说作者、国际一流的地理学家和科学活动家卡尔·萨根(Carl Sagan)以为咱们的地球文明大约是0.7型。日裔美国籍理论物理学家、科普家,纽约市立大学的理论物理学教授加来道雄(Michio Kaku;1947.01.24-)以为咱们地球人类或许在100-200年左右抵达I型,在几千年后抵达II型,而约在10万-100万年后抵达III型文明。依据这个规范,外星文明要制作戴森球这样体系意味着至少现已抵达II型文明。

2017年,一颗名为KIC 8462852的恒星从前得到很多人的重视,还在于地理学家Boyajian等人在2016年宣布文章称,发现了一颗具有反常行星凌星现象的恒星KIC 8462852。由于这种反常的行星凌星现象,有人以为,或许是外星人围住这颗星制作了戴森球(Dyson Sphere)(详见科普文章:外星人围住KIC 8462852星制作了戴森球了吗? http:///ydrhcz/ydrhcz_zpzs/ydrh_2017/201706/t20170601_470427.html)。其实,依据科学地预算,外星人在KIC 8462852星周围制作了戴森球的或许性极小。

卡尔·萨根有一句名言,也是科幻电影《Contact-超时空触摸》的结束语: "if humans were the only life in the universe it would 'be a terrible waste of space'."假如国际中存在的生物只要人类,那将是对空间的极大糟蹋。"

其实,对地外文明是不是真的存在的疑问存在于咱们每个人的心中,对或许存在的地外生命的寻觅更是从未中止,咱们等待答案揭晓的那天提前到来。

参考文献:

[1]张同杰 外星人围住KIC 8462852星制作了戴森球(Dyson Sphere)了吗?

[2]Boyajian, T. S., LaCourse, D. M., Rappaport, S. A., et al. 2016, MNRAS, 457, 3988

[3]Dyson, Freeman J., Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation, Science, Volume 131, Issue 3414, pp. 1667-1668(1960)

[4]Kardashev, Nikolai. "On the Inevitability and the Possible Structures of Supercivilizations", The search for extraterrestrial life: Recent developments; Proceedings of the Symposium, Boston, MA, June 18–21, 1984 (A86-38126 17-88). Dordrecht, D. Reidel Publishing Co., 1985, p. 497–504.

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