Kuidas Dysoni Tsoonid Töötavad?

{h1}

Dysoni sfäär oleks suurt, energiat juhtivat palli, mis on ehitatud tärniga ümber. Vaadake, kuidas dysoni sfäär võiks päikeseenergiat rakendada.

Järgmisel korral, kui täidate oma auto gaasipaaki, võta hetke meelde, et fossiilkütused on piiratud ressurss. Lõppkokkuvõttes peab inimkond teistest allikatest pärit energia nälga saatma.

Võimalik, et lahendus on tähes. Või täpsemalt, meie päike. Kujutage ette, et täitke oma auto paak mitte bensiiniga, vaid puhta päikesega. Mõnes kauges tulevikus võib see juhtuda tänu a Dysoni sfäär.

Mõelge Dysoni sfääri kui suurt, energiat juhtivat palli, mis on ehitatud tähe ümber. See haarab päikeseenergiat ja muudab selle energiaks, mida me saame kasutada sõidukite, arvutite või muude võimsate imevate tehnoloogiate arendamiseks, mida me saame järgmise paari miljoni aasta jooksul arendada. See on muidugi, kui me suudame nii kaua ellu jääda, ilma et kõik oleks üles tõusnud.

Düsoni sfäärid on kujunemisjärgus arenguetapis endiselt väga suured. Kuid pole raske mõista, miks peaksime ükskord vaja suuremaid ja võimsamaid energiaallikaid. Fossiilkütuseid põletame pidevalt, et kasutada kõiki vidinaid ja kaupu. Säästvad energiaallikad, nagu päikese- ja tuuleenergia, sobivad söe ja nafta täiustamiseks, kuid praegu ei suuda nad kõik oma autosid ja nutitelefoni võimule anda.

Fantastistid Dysoni sfäärid on saanud teadusfilmide raamatuid ja telesaateid ning Interneti-foorumeid. "Star Trek" junkies arutab suhtelisi võimalusi (või naeruväärtus) üritab kapseldada terve täht inimtegevusest masinaga. Blogi armastavad teadlased loovad ideed tegelikeks hiiglaslike valdkondade tegemiseks; teised eristavad oma püüdlusi silmapaistvate märkustega.

Olenemata sellest, mida te ideest arvate, on kindlasti üks asi: kui kraanid hakkavad lõpuks naftaga kuivama ja lõpuks nad kaotavad, peab inimene kas energiatarbimises vähendama või uusi energiaallikaid leidma. Võibolla on Dysoni sfäär.

Sa oled nii tsiviliseeritud

Freeman Dyson räägib 2012. aastal Münchenis, Saksamaal digitaalajastu disainikonverentsil.

Freeman Dyson räägib 2012. aastal Münchenis, Saksamaal digitaalajastu disainikonverentsil.

Mitte kõik tsivilisatsioonid pole sama, vähemalt mõne teooria järgi. 1960ndate alguses tegi astrofüüsik nimega Nikolai Kardashev idee, et universumis võib olla kolm tsivilisatsiooni klassifikatsiooni.

Tüüp I tsivilisatsioonid on õppinud, kuidas oma kodus planeedil kasutada kõiki energiaallikaid. See oleks meid. Või vähemalt, võib-olla see võib olla meie. Teoreetilise füüsika Michio Kaku sõnul võiksime jõuda järgmisele sajandile või kahele tasemele.

A. Tüüp II tsivilisatsioon mõistab, kuidas rakendada kogu oma päikesesüsteemi tähe energiat. Ja III tüüp tsivilisatsioonid, staatus, mida me võime jõuda mitme miljoni aasta jooksul, oskab koguda ja keskenduda kogu galaktikate energiale.

Me ei ole inimesi selgelt veel III tüüpi materjale veel. Kõigepealt peame alustama beebi sammudega - lõpetades meie planeedi rüüstamisega oma ülejäänud ressursside katmiseks. Ja siis püüame püüdma oma teed kallimatele II tüübi naabritele, püüdes ja juhtides meie päikese tohutut energiat. See võib olla võimalik järgmise paari tuhande aasta jooksul, kui me nii kaua elame.

Oma 1937. aasta raamatus, "Star Makers", oli Olaf Stapledon ehk esimene inimene, kes kujundas nn "valguse lõksu", mida kasutati päikese energia hõivamiseks. Ta kirjutas energia hõivamise süsteemidest nii suured, et nad tegelikult hämarasid galaktikate valgust.

See lugu tekitas matemaatika ja teoreetilise füüsika Freemani Dysoni mõte. Ta hakkas mõtlema, kuidas võimalikult või võimatuks on see, et kogu täheenergia on inimestele mõeldud.

Pomm-like Power

Päike tekitab mõeldamatu energia hulga. Ühe võimalusena tekitab see umbes 5 x 1023 hobujõudu. NASA sõnul on see piisavalt jõud, et sulada jääsilda (kaks miili lai ja üks miil paks), mis ulatub maast päikese poole... ühe sekundiga [allikas: NASA]. See on umbes 1 triljoni 1 megatoni pommi, mis lähevad maha iga sekundi järel. Selleks, et panna see vähem hirmutavale teele, on üks pool sekundit päikese käes piisav, et meie maailm saaks võimust pool miljonit aastat [allikas: Boston.com].

See on tõsine võimsus. Iga sekundi järel saab Maa umbes 400 triljonit triljonit (see pole mitte tüp), mis on väärt päikese jõudu. Kuid selle kauguse ja suuna tõttu ei jõua suurem osa sellest meie planeedist. Päikese ümbritsev energia hõivamiseks megastruktuur nagu kera, oleks palju tõhusam viis päikese hulluks mahliseks.

Te võite ehitada päikesekiirgusele kindlat sfääri, et püüda iga viimast kiirt. Seda tehes oleks 550 miljonit korda rohkem pindala kui meie kogu planeet, kõik püüdvad kiirid saata tagasi Ema-Maale toores jõu kujul.

Muidugi, lisaks sellele, et miljonid Maa peal elavad inimesed hakkavad järsult hooajalise ja afektiivse häire pärast kokku puutuma, on teil tekkinud väga tõsised gravitatsioonilised väljakutsed. Lühidalt, oleks tõesti raske hoida päikeses kese keskele, mis tähendab, et see võib põrkuda kera servaga, põhjustades katastroofi nii hämmastavaks, et tõenäoliselt hangiks kõige YouTube'i vaatamised kunagi... kui keegi elus allalaadimiseks see on

Samuti on äärmiselt keeruline leida piisavalt toorainet tahke koore ehitamiseks. Selline meeleheitlikkus eeldaks arvatavasti rohkem materjali, kui oleksime kogu meie päikesesüsteemis leidnud.

Isegi kui oleksime võimelised leidma piisavalt tahkeid materjale, et luua kogu põlve ümbritsema kindlat sfääri, peaks selle hiiglasliku päikesepalli tugevus olema Herakles.Muidu kerkib sfäär lihtsalt tükkide hulka. Teisisõnu, see oleks veel üks tähelepanuväärne ebaõnnestumine.

Niisiis, jätaksime ebaotstarbeka täispinda. Järgmisel lehel saate lugeda ideedest, mis võivad reaalsuse valdkonnas olla rohkem.

Päikese satelliidid

Päikeseenergia purjetamine, mis sarnaneb selle ideekunstiga, võiks olla võti päikese võimu rakendamiseks.

Päikeseenergia purjetamine, mis sarnaneb selle ideekunstiga, võiks olla võti päikese võimu rakendamiseks.

Oleks võimatu ehitada kindlat sari ümber tähe. Freeman Dyson tunnistas nii palju. Ta pakkus selle asemel välja kontseptsiooni, milles avaldasime mitmeid iseseisvaid masinaid, et ringi päästa, koguda energiat ja tuua see Maale.

Satelliidid võivad olla korrastatud rõngad. Või võivad nad suumida erinevatel orbiidil, nagu mesilaste jõgi, mis koguvad õietolmu. Mõned võivad olla elamiskõlblikud või neid võib kasutada üksnes energia kogumiseks.

Tahke sfääri või satelliidi ringi asemel on kolmas konfiguratsioon, mis võib moodustada Dysoni sfääri. Sel juhul on mitmed päikesepaarid oleks orbiidiks päike. Need purjed loovad päikese käes lahtise mulli, mida hoitakse paigal tänu gravitatsiooni tasakaalu ja stardi kiirgusrõhu sisse.

Neid satelliite tegelikult kutsutakse staatiid (tuletatud sõnadest satelliit- ja staatiline), sest nad lendasid orbiidile asemel ühes kohas. Nagu rõngaste või sukahoidjate kontseptsiooni puhul, võtaks statiit imenduvaid päikeseenergiaid ja seejärel suunaks need meie kasutamiseks meie maasse.

Sõltumata lõplikust plaanist läheb Dysoni rõngas, sfäär, mull või jõgi nõudma materiaalset ressurssi ja energiat enneolematul skaalal. Me ei leia Maast selle projekti jaoks piisavalt toorainet. Nii mõned spekulatiivsed tüübid pakuvad alternatiivi - korjatakse materjalid teistelt planeedidelt, näiteks elavhõbedast.

Nagu ebatavaline märgala, mis takistab kommertskasutamiseks mõeldud maa-ala, võiksime lihtsalt Mercury'i lahti võtta ja panna oma päikesesoojendatud pinna parema eesmärgi suunas. See on Oxfordi ülikooli füüsiku Stuart Armstrongi idee.

Elavhõbe on koormatud kasulike materjalidega (näiteks rauda) ja see on päikese lähedane planeet, seega on mõistlik seda alustada. Kui elavhõbe lammutatakse ja esimesed Dysoni rõngad paigaldatakse, siis kogub projekt hoogu ja kiirust, kogudes rohkem ja rohkem energiat, suurendades suurema ja parema päikesepaneele tootmist. Ja loomulikult oleks kogu see energia kasutatud ka muuks otstarbeks, näiteks superarvutite (enneolematu skaala järgi), kiiremate kosmosesõidukitehnoloogiate ja arvukate muude ideede kohta, mida me isegi ei ole loonud.

Me ei peaks seda kõike tegeliku tööga tegema. Robotid täidavad uute päikesekiirguste kaevandamise ja kokkupanemise tööd. Ja robotite arv suureneb pidevalt (tänu iseimplitseeruvatele võimetele), kuna projekti ulatus suurenes, kuni nad said kogu aegse energia kogutajate valmistamiseks automaatide purustamiseks planeete ja asteroide.

Dysoni dilemma

Universum on külm ja südametu koht. Kui oleme kõik meie maapealsed energiaallikad tarbinud, on meil hädasti vaja ahjude ja külmikute toomist. Meie päike on nagu hubane jõujaam, soe ja elu annab. See on meie parim lask meie liikide säilitamisel ja arenemisel võimsamate olenditeni.

Kuid praegu on igasuguse Dysoni sfäär lihtsalt meie vahenditega kaugemal. Näiteks kui me valiksime Mercury'i, oleksime vaja robotitehnoloogiat, mida just praegu ei eksisteeri. Need robotid peaksid tegutsema veetult kaugel oma inimkonna juhtidest, töötades aastakümnete jooksul toorainena tooraineid energi kogumistehnoloogiasse. See tähendab, et kivimite väärtuslikke metalle ekstraheeritakse ja seejärel mingil viisil luuakse arenenud elektroonika, ilma igasuguse kohapealse abita.

Samuti on väljakutse koguda jõud tagasi Maale, nii et see suudaks teie televiisorit võimendada. Tõeliselt pikk pikendusjuhe tõenäoliselt ei lõiku seda. Selle asemel soovitasid inimesed kasutada laserkiilusid või mikrolaineid. Kuid laserid kaotavad oma tõhususe pärast vähem kui miili reisimist. Mikrolaineahjud töötavad palju pikematel vahemaadel (ligi 100 miili või 161 kilomeetrit), kuid mitte kuskil piisavalt kaugel Dysoni sfääri eesmärkidel.

Kuigi meie planeedi käivitamine sellisel moel praegu ei ole võimalik, võib Dysoni sfääride idee aidata meil leida I tüübi staadiumist edasi liikunud isekirju. 1960. aastal arvas Dyson, et kui tsivilisatsioon suudab tõepoolest tähe elektromagnetilist energiat suunata, oleks kõrvalsaadusena välja jäänud palju soojust.

Selgitamaks, et väljuv infrapunakiirgus võib olla võti, et avastada universumi teisel pool muid intelligentseid eluvorme, mida uurijad praegu uurivad. Nad on juba leidnud piirkonnad, kus on palju tähe kuumust, kuid ilma valguseta, mistõttu mõned arvavad, et välismaalased võivad suurel määral energia hõivata.

Mis kõik see tähendab, et oleme lihtsalt hetkel I tüüpi tsivilisatsiooni kategooriasse kinni jäänud. Kui sajandeid kulgeb, võivad meie tehnoloogiad olla edenenud eksponentsiaalselt. Ja kui nad seda teevad, siis võime leida, et suudame muuta meie päikese energiaallikaks, mis võib kogu meie rassi muuta, muutes meid tehnoloogilisemalt kasulikuks ja ruumiliselt väärtuseks, mida oleksime võinud kunagi unistanud.

Autori märkus: kuidas Dysoni tsoonid töötavad

On võimatu teada, mis on inimkonna tulevikku. Juba meie ajaloos on suured tsivilisatsioonid tõusnud ja kokku kukkunud.Kas meie praegune inkarnatsioon leiab oma teed ilma enesestmõistetavatena? Kas me pommime end tagasi tumedateks? Või muutub kliima või häirimatu viiruse lõpp, nagu me seda teame? Kui mõni võimalus me tõuseb meie praegusest vormist kõrgemasse olekusse, siis on meil kindlasti vaja rohkem energiat. Ja ilma mingi ettenägematu füüsika läbimurde, on päike ainus viis, kuidas me suudame oma arengut tuhandeid või miljoneid aastaid edasi arendada.


Video Täiendada: .




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com