Kā Darbojas Dyson Sfēras

{h1}

Deisonas sfēra būtu milzīga, enerģiju saistoša bumba, kas būvēta ap zvaigzni. Uzziniet, kā dyson lode varētu izmantot saules enerģiju.

Nākamreiz piepildot automašīnas gāzes tvertni, veltiet laiku, lai atcerētos, ka fosilā degviela ir ierobežots resurss. Galu galā cilvēcei būs jāpieliek izsalkums pēc enerģijas no citiem avotiem.

Iespējams, ka risinājums ir zvaigznēs. Vai precīzāk, mūsu saule. Iedomājieties, ka automašīnas tvertne ir piepildīta nevis ar benzīnu, bet ar tīru saules staru. Kādā tālā nākotnē tas varētu notikt, pateicoties jēdzienam a Dyson sfēra.

Padomājiet par Dyson sfēru kā par milzīgu, enerģiju saistošu bumbiņu, kas uzbūvēta ap zvaigzni. Tas izmanto saules enerģiju un pārveido to enerģijas veidos, ko mēs varam izmantot, lai darbinātu transportlīdzekļus, datorus vai kādas citas progresīvas, enerģijas sūkšanas tehnoloģijas, kuras mums izdodas attīstīt nākamo pāris miljonu gadu laikā. Tas ir, protams, ja mums izdodas tik ilgi izdzīvot, visu nesapūšot.

Dyson sfēras joprojām ir ļoti daudz iedomātā attīstības stadijā. Bet nav grūti saprast, kāpēc mums kādreiz vajadzēja lielākus, jaudīgākus enerģijas avotus. Mēs dedzinām fosilo kurināmo ar aizvien pieaugošu ātrumu, lai darbinātu visa veida sīkrīkus un preces. Ilgtspējīgi enerģijas avoti, piemēram, saules un vēja enerģija, ir noderīgi ogļu un naftas produktu papildināšanai, taču šobrīd tie nevar darbināt visas mūsu automašīnas un viedtālruņus.

Fantastiskās Dyson sfēras ir kļuvušas par zinātniskās fantastikas grāmatu, TV šovu un interneta forumu štāpeļšķiedrām. "Star Trek" junkies diskutē par relatīvajām iespējām (vai smieklīgumu) mēģināt iekapsulēt visu zvaigzni ar cilvēka veidotu mašīnu. Emuārus mīlošie zinātnieki sniedz tukšas idejas, kā padarīt reālas šīs gigantiskās sfēras; citi savus centienus izceļ ar dīvainiem komentāriem.

Neatkarīgi no tā, ko jūs domājat par šo ideju, viena lieta ir pārliecināta: kad krāni beidzot nožūst eļļai un galu galā tie notiks, cilvēcei būs vai nu jāsamazina enerģijas patēriņš, vai arī jāatrod jauni enerģijas avoti. Varbūt kāds ir Dyson sfēra.

Tu esi tik civilizēts

Freeman Dyson uzstāšanās Digital Life Design konferencē Minhenē, Vācijā, 2012. gadā.

Freeman Dyson uzstāšanās Digital Life Design konferencē Minhenē, Vācijā, 2012. gadā.

Ne visas civilizācijas ir vienādas, vismaz saskaņā ar dažām teorijām. Sešdesmito gadu sākumā astrofiziķis ar nosaukumu Nikolajs Kardaševs ierosināja ideju, ka Visumā var būt trīs civilizācijas klasifikācijas.

I tips civilizācijas ir iemācījušās, kā izmantot visus enerģijas avotus uz savas mājas planētas. Tas būtu mēs. Vai vismaz vismaz kādreiz tas varētu būt mēs. Pēc teorētiskā fiziķa Miči Kaku domām, mēs varētu sasniegt šo līmeni nākamajos vai divos gadsimtos.

A II tips civilizācija saprot, kā izmantot visu zvaigznes enerģiju savā Saules sistēmā. Un III tips civilizācijas, stāvoklis, kuru mēs varam sasniegt vairāku miljonu gadu laikā, zina, kā uztvert un koncentrēt visu galaktiku enerģiju.

Mēs, cilvēki, acīmredzami vēl neesam III tipa materiāli. Pirmkārt, mums jāsāk ar mazuļa soļiem - pabeidzot mūsu planētas iznīcināšanu, lai izmantotu tās atlikušos resursus. Pēc tam mēs mēģināsim iekļūt arvien augstvērtīgākā II tipa apkārtnē, sagūstot un novirzot mūsu saules milzīgo enerģiju. Tas varētu būt paveicams dažu nākamo tūkstošu gadu laikā, ja mēs tik ilgi paliksim dzīvi.

Autors Olafs Stapledons savā 1937. gada grāmatā “Zvaigžņu veidotāji”, iespējams, bija pirmais, kurš iedomājās tā saucamo “gaismas slazdu”, ko izmantoja saules enerģijas ieguvei. Viņš rakstīja par tik milzīgām enerģijas uztveršanas sistēmām, ka tās faktiski tuvināja galaktiku gaismu.

Šis stāsts izraisīja matemātiķa un teorētiskā fiziķa Freeman Dyson prātu. Viņš sāka apdomāt, cik iespējams vai neiespējami ir iegūt visas zvaigznes enerģiju cilvēku vajadzībām.

Bumbai līdzīgs spēks

Saule rada neiedomājamu enerģijas daudzumu. Vienvārdsakot, tas rada apmēram 5 x 1023 zirgspēkus. Saskaņā ar NASA teikto, tas ir pietiekami daudz enerģijas, lai vienā sekundē izkausētu ledus tiltu (divu jūdžu platumā un vienas jūdzes biezumā), kas no Zemes līdz saulei izplūst… [avots: NASA]. Tas ir aptuvens ekvivalents vienai triljonam 1 megatondu bumbai, kas aiziet katru sekundi. Citiem vārdiem sakot, pietiek ar vienu sekundes saules iedarbību, lai pusmiljonu gadu vadītu mūsu pasauli [avots: Boston.com].

Tas ir nopietns spēka daudzums. Katru sekundi Zeme saņem apmēram 400 triljonus triljonus (nope, tas nav kļūda) vatu saules enerģijas vērtībā. Tomēr tā attāluma un virziena dēļ lielākā daļa no tā nesasniedz mūsu planētu. Apkārt sauli ar enerģijas uztveršanu megastruktūra kā sfēra būtu daudz efektīvāks veids, kā aizķert saules trako sulu.

Jūs varētu izveidot stabilu sfēru ap sauli, lai uztvertu katru pēdējo staru. To darot, jums būtu 550 miljoni reižu lielāks virsmas laukums nekā visai mūsu planētai, un visi starojošie stari tiek nosūtīti atpakaļ uz Zemes māti neapstrādātas enerģijas veidā.

Protams, papildus tam, ka miljoniem cilvēku uz Zemes pazeminās pastāvīgos sezonāli afektīvos traucējumos, jūs sagaida ļoti reālas gravitācijas problēmas. Īsāk sakot, būtu patiešām grūti noturēt sauli sfēras centrā, kas nozīmē, ka tā var sadurties ar sfēras malu, izraisot tik pārsteidzošu katastrofu, ka, iespējams, tas uzkrātu visvairāk YouTube skatījumu, kāds jebkad bijis… ja kāds izdzīvo augšupielādēt tā.

Pastāv arī ārkārtīgas grūtības atrast pietiekami daudz izejvielu, lai izveidotu cietu apvalku. Šādam varoņdarbam, iespējams, būtu vajadzīgs vairāk materiālu, nekā mēs varētu atrast visā mūsu Saules sistēmā.

Pat ja mēs varētu atrast pietiekami daudz cieta materiāla, lai izveidotu stabilu sfēru, lai aptvertu visu sauli, šīs gigantiskās saules bumbiņas stiprumam vajadzētu būt Herculean. Pretējā gadījumā sfēra vienkārši sadalītos neiedomājamā skaitā gabalu. Citiem vārdiem sakot, tā būtu vēl viena iespaidīga neveiksme.

Tātad, izlaidīsim neiespējamo cieto sfēru pavisam. Nākamajā lappusē jūs lasīsit par idejām, kuras varētu būt vairāk saistītas ar realitāti.

Saules satelīti

Saules buras, kas ir līdzīgas šai koncepcijas mākslai, varētu būt atslēga, lai izmantotu saules spēku.

Saules enerģijas buras varētu būt atslēgas, kas līdzīgas šai koncepcijas mākslai.

Mums nebūtu iespējams veidot stabilu sfēru ap zvaigzni. Freeman Dyson atzina tik daudz. Tā vietā viņš ierosināja koncepciju, kurā mēs izlaidām daudzas neatkarīgas mašīnas, lai apļūtu sauli, savācot enerģiju un izstarojot to uz Zemi.

Satelīti varētu būt izvietoti kārtīgos gredzenos. Vai arī viņi var tuvināt dažādas orbītas ap bišu spietu, kas savāc enerģijas ziedputekšņus. Daži no tiem varētu būt apdzīvojami vai arī tos var izmantot tikai enerģijas savākšanai.

Cietas sfēras vai satelīta gredzena vietā ir trešā konfigurācija, kas varētu veidot Dyson sfēru. Šajā gadījumā vairāki saules buras riņķotu pa sauli. Šīs buras radītu brīvu burbuli ap sauli, kas tiek turēts vietā, pateicoties gravitācijas līdzsvaram un starojuma spiedienam no zvaigznes iekšienē.

Šie satelīti faktiski tiks saukti statīti (atvasināts no vārdiem satelīts un statisks), jo viņi lidotu vienā vietā, nevis kustētos orbītā. Tāpat kā gredzena vai spieta koncepcijā statīti absorbētu izejošo saules enerģiju un pēc tam to novirzītu uz Zemi mūsu lietošanai.

Neatkarīgi no galīgā projekta, Dysona gredzenam, lodei, burbulim vai spieķim būs nepieciešami materiālie resursi un enerģija vēl nepieredzētā apjomā. Mēs neatradīsim pietiekami daudz izejvielu šim projektam uz Zemes. Tātad daži spekulatīvie veidi ir ierosinājuši alternatīvu - novākt materiālus no citām planētām, piemēram, no dzīvsudraba.

Līdzīgi kā neērts mitrājs, kas aizsprosto zemi, kas iedalīta komerciālai izmantošanai, mēs varētu vienkārši izjaukt dzīvsudrabu un novietot tā saulē nokaitēto virsmu labāka mērķa virzienā. Tādu ideju ierosināja Oksfordas universitātes fiziķis Stjuarts Ārmstrongs.

Dzīvsudrabs ir piekrauts ar noderīgiem materiāliem (piemēram, dzelzi), un tā ir vistuvāk planētai saule, tāpēc ir jēga tur sākt. Kad dzīvsudrabs tiks demontēts un uzstādīti pirmie Dyson gredzeni, projekts iegūs impulsu un ātrumu, savācot arvien vairāk enerģijas, kurinot lielākus un labākus saules kolektorus. Un, protams, visa šī enerģija tiks izmantota citiem mērķiem, piemēram, superdatoram (nekad iepriekš neredzētā mērogā), ātrākām kosmosa ceļojumu tehnoloģijām un neskaitāmām citām idejām, kuras mēs pat neesam iecerējuši.

Mums tas viss nebūtu jādara ar rūpīgu darbu. Roboti veiks jaunu saules masīvu ieguves un montāžas darbu. Un robotu skaits nepārtraukti palielināsies (pateicoties pašreplicējošām iespējām), palielinoties projekta mērogam, līdz viņi kļuva par automātonu armiju, kas sasmalcina planētas un asteroīdus, lai ražotu arvien enerģijas savācējus.

Dizona dilemma

Visums ir auksta, bezsirdīga vieta. Kad būsim patērējuši visus uz Zemes esošos enerģijas resursus, mums būs ļoti vajadzīgs veids, kā darbināt mūsu krāsnis un ledusskapjus. Mūsu saule ir kā humāna spēkstacija, tā ir silta un dod dzīvību. Tas ir mūsu labākais kadrs, lai iemūžinātu mūsu sugas un pārtaptu par spējīgākiem radījumiem.

Tomēr šobrīd jebkura veida Dyson sfēra ir vienkārši ārpus mūsu līdzekļiem. Ja mēs izvēlētos, piemēram, mīnu Mercury, mums būtu nepieciešama robotu tehnoloģija, kuras šobrīd vienkārši nav. Šiem robotiem būtu jādarbojas nevainojami tālu no viņu komandieriem, gadu desmitiem ilgi strādājot pie tā, lai izejvielas tiktu pārveidotas enerģijas kolekcionāru tehnoloģijā. Tas nozīmē, ka vērtīgos metālus iegūst no klints un pēc tam kaut kā būvē sarežģītu elektroniku, un tas viss notiek bez cilvēku palīdzības uz vietas.

Ir arī izaicinājums iegūt savākto enerģiju atpakaļ uz Zemi, lai tā varētu darbināt jūsu televizoru. Patiešām garš pagarinātājs, iespējams, to nesagriezīs. Tā vietā cilvēki ir ieteikuši šim mērķim izmantot lāzera starus vai mikroviļņu krāsni. Bet lāzeri zaudē savu efektivitāti, braucot mazāk nekā jūdzi. Mikroviļņu krāsnis darbojas daudz lielākos attālumos (gandrīz 100 jūdzes jeb 161 kilometru), taču Dyson sfēras vajadzībām tas nav pietiekami tālu.

Lai arī mūsu planētas enerģijas iegūšana šādā veidā šobrīd nav iespējama, Disonas sfēru koncepcija ļoti labi var palīdzēt atrast ārpuszemes, kas ir pārgājuši I tipa posmā. 1960. gadā Deisons izdomāja, ka tad, ja kādai civilizācijai patiešām izdosies novirzīt zvaigznes elektromagnētisko enerģiju, kā blakusprodukts uz āru tiks izspiests daudz palikušā siltuma.

Atklāšana, ka izejošais infrasarkanais starojums var būt atslēga citu intelektuālo dzīvības formu noteikšanai Visuma otrā pusē, ko šobrīd pēta pētnieki. Viņi jau ir atraduši apgabalus ar lielu zvaigznes karstumu, bet bez gaismas, liekot dažiem domāt, ka citplanētieši varētu notvert lielu daļu enerģijas.

Tas viss nozīmē, ka mēs pagaidām esam iestrēguši I tipa civilizācijas kategorijā. Gadsimtu gaitā mūsu tehnoloģijas var eksponenciāli progresēt. Un, ja viņi to darīs, mēs varam secināt, ka mēs spējam pārvērst mūsu sauli enerģijas avotā, kas var pārveidot visu mūsu rasi, padarot mūs tehnoloģiski prasmīgākus un kosmosa vērts, nekā mēs kādreiz būtu varējuši sapņot.

Autora piezīme: Kā darbojas Dyson sfēras

Nav iespējams zināt, kas atrodas cilvēces nākotnē. Jau mūsu vēsturē ir cēlušās un sabrukušas lielas civilizācijas. Vai mūsu pašreizējais iemiesojums atradīs savu ceļu uz priekšu, sevi nesagraujot? Vai mēs bombardēsim sevi tumšajos laikos? Vai arī klimata pārmaiņas vai nevaldāms vīruss beigs dzīvi, kā mēs to zinām? Ja mēs kaut kā nejauši izkļūsim no mūsu pašreizējās formas augstākā stāvoklī, mums noteikti būs nepieciešams vairāk enerģijas. Un bez neparedzētiem fizikas sasniegumiem saule ir vienīgais veids, kā mums izdosies uzkurināt mūsu attīstību tūkstošiem vai miljoniem gadu uz priekšu.


Video Papildinājums: Adam Grosser: A mobile fridge for vaccines.




Pētniecība


Cik Gudras Mājas Varētu Dot Spēku Nākotnei
Cik Gudras Mājas Varētu Dot Spēku Nākotnei

Imax 'A Beautiful Planet' Fotoattēlos
Imax 'A Beautiful Planet' Fotoattēlos

Zinātne Ziņas


34 000 Gadus Veci Organismi Tika Atrasti Dzīvi Aprakti!
34 000 Gadus Veci Organismi Tika Atrasti Dzīvi Aprakti!

Jūsu Sirds Sarūk Ar Vecumu
Jūsu Sirds Sarūk Ar Vecumu

Laimīgākais Havaju Salās: Aloha Štata Labklājības Saraksts
Laimīgākais Havaju Salās: Aloha Štata Labklājības Saraksts

Garākā Nakts: Vai Mēs Labāk Gulējam Saulgriežos?
Garākā Nakts: Vai Mēs Labāk Gulējam Saulgriežos?

Nasa: Shuttle'S Kinked Hose Tiks Novietota Palaišanai
Nasa: Shuttle'S Kinked Hose Tiks Novietota Palaišanai


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com