黑洞为外星文明提供能量？戴森球将告诉我们真相

　　围绕恒星运转的戴森球。
　　黑洞不仅是能吞噬一切的大质量天体，还是宇宙中最稳定的能量来源之一。这对于II型卡尔达舍夫文明等需要大量能量的文明来说无价的。若想利用黑洞能量，就必须制造出能包围黑洞、并捕捉其释放能量的物体，戴森球便是潜在方案之一。它是一种将整个恒星（或黑洞）封装在内的人造外壳，能捕获中心物体释放的所有能量。phys.org网站当地时间8月26日报道，中国台湾清华大学（NTU）领导的团队在《皇家天文学会月刊》中发文称，理论上，戴森球是可以通过现有设备观测到的。
　　显然，目前还不存在戴森球这样的超级工程，但NTU团队的研究证实了戴森球的可行性。在掌握如何对其进行探测之前，我们首先需要了解系统的设计初衷。研究人员分析了戴森球能从黑洞周围收集的六种能量，包括：无处不在的宇宙微波背景辐射、黑洞的霍金辐射、吸积盘、邦迪吸积、日冕以及相对论喷流。其中，黑洞吸积盘的能量在势能捕获方面大幅领先于其他能量源。就恒星质量黑洞而言，仅其吸积盘就能提供数百倍于主序星输出的能量。
　　可惜的是，依靠人类目前已知的材料无法制造戴森球。然而，有兴趣迎接这种工程挑战的先进文明，很可能已经拥有比人类文明更坚固的材料。或者，他们可以利用已知材料创造一个戴森球群或戴森气泡。这种策略对材料强度的要求相对较低，但会损失部分捕获的能量，并且需要在协调轨道路径和其他因素时进行一系列复杂计算。任何此类结构都必须保持在吸积盘之外，才能充分利用黑洞释放的能量。
　　研究人员指出，即使是围绕一个恒星质量的黑洞建造的戴森球，也会产生超乎想象的能量输出，足以将该文明推向II型。然而，不论功率高低，总会有一部分能量以热量形式散失，这一物理学定律无法撼动。由于热量只是光的另一种形式，研究人员认为，戴森球散失的热量应该能被人类现有的望远镜探测到。无论它们距离地球多近，其表现都与传统恒星有所区别，可通过寻找系外行星的径向速度法探测。
　　编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵
　　期刊来源：《皇家天文学会月刊》
　　期刊编号：0035-8711
　　原文链接：https://phys.org/news/2021-08-advanced-civilizations-dyson-spheres-energy.html
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