戴森球一定要包住恒星吗？

我们对宇宙最大的疑问之一就是：有外星人吗？ 他们的技术又如何呢？ 如果我们所讨论的技术是戴森球（Dyson Sphere），一项来自台湾国立清华大学的研究为这些问题提供了部分答案。

在这项研究中，团队考虑的是更为先进的II型或III型文明的能量来源，有关文明的分级详见卡尔达肖夫指数（Kardashev Scale ）;高等文明所需要的能量远超目前人类所使用的资源，其中黑洞的吸积盘、冕和相对论性喷流可能是II型文明的潜在发电站，对于一个恒星级黑洞而言，即使爱丁顿光度（Eddington luminosity）比例很低，吸积盘上也能够提供比主序星本身高出数百倍的能量。

研究团队分析了三种不同大小的黑洞，分别为五倍、二十倍和四百万倍太阳质量的黑洞，其中四百万倍太阳质量即为银河系中心本身的超大质量黑洞，这可能会是维持III型文明所必须的能量，过去常认为黑洞是宇宙中的消费者，实际上它们也可以成为生产者，且其产能 比率比核融合反应（仅0.7%）高得多，此外，在制作戴森球时，相比于覆盖恒星所耗费的总材料，在黑洞的吸积盘处将能够减少数万倍乃至数百万倍的制作材料，毕竟若将太阳缩成黑洞，其半径也仅仅只有三公里。

清华大学的萧予扬指出，围绕黑洞旋转的物质吸积盘，由于摩擦加热达到数百万度，在吸积盘处可以收集最大达太阳光度的十万倍能量，而这足以维持II型文明所需。 此外，如果这个戴森球不仅仅只是收集电磁辐射，还从喷流中收集其它类型的能量，那么戴森球所收集的总能量会多五倍。

这种结构可以被多波段的光学仪器检测到，较热的戴森球容易被紫外波段所观察到，而较冷的戴森球则容易在红外波段发现。 然而，考虑到活跃的黑洞已经在这两个波长范围内发出了大量的辐射，且星际中的尘埃亦会影响光谱的特征，因此，即使真的探测到，还需要更多的证据来证明，故研究小组建议进行其它种类的间接测量，譬如受到戴森球的细微影响时所产生光线的变化，或许能够揭开这些结构的藏身处。

【图：维基百科;文：节录自台北市立天文科学教育馆网页】研究全文刊登在2021年7月1日出版的英国《皇家天文学会月报》标题是：A Dyson sphere around a black hole

【补充资料】 卡尔达肖夫指数：是根据一个文明所能够利用的能源量级，来量度文明层次及技术先进程度的一种假说

使爱丁顿光度：是吸积天体所能达到的最大光度。

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