外星人基地之谜(寻找外星巨厦)

刘安利

有这样一种说法：任何名副其实的外星文明，都有可能拆解它的相邻行星来获取建造巨大电厂所需的材料。这种说法看似极端离谱，但为了让一些资源枯竭的外星文明得以延续和扩张，建造环绕其母恒星运行的巨大电厂以满足日益增长的电需求，的确又不能排除这种极其惊人的说法成立的可能性。

外星人居住的戴森球社区（想象图）有一种说法是，任何一个名副其实的外星文明都有可能拆解其邻近的星球，以获取建造巨大发电厂所需的材料。这种说法看似极其离谱，但为了让一些资源枯竭的外星文明得以延续和扩张，在其母星周围建造巨大的发电厂，以满足日益增长的电力需求，不排除这种极其惊人的说法的可能性。外星人居住的戴森球体社区(想象)

戴森球的最早提出者——物理学家戴森戴森球的最早提出者——物理学家戴森

正因为如此，一些科学家一直在努力寻找这个巨大的发电厂，他们称之为“外星人的豪宅”。但通过现有的红外望远镜，外星人的豪宅可能看起来像黑煤。这项研究始于1960年。当时美国物理学家戴森提出寻找外星人豪宅作为寻找外星人的一种方式。60年后，在致力于搜寻外星人的科学家中，寻找外星人宅邸(即“戴森球”)的人仍然不多，因为收听外星人无线电信号仍然是搜寻外星人的主要途径之一。

不过，一些科学家还是在坚持寻找外星巨大工程的证据。尤其是，他们已经在科学的意义上寻找戴森球。现在，他们通过仔细阅读迄今为止最精确的宇宙地图，寻找那些可能被巨大发电面板群环绕的恒星，并且把这些恒星与那些发出天然红外信号的恒星区分开。他们已经缩小了目标范围，甚至已经开始认真思考最后一大障碍：怎样区分天然红外信号与外星巨厦所发出的红外信号？

外星超巨大电厂（想象图）然而，一些科学家仍然在寻找巨大的外星人项目的证据。特别是，他们寻找了科学意义上的戴森球。现在，他们通过仔细阅读迄今为止最精确的宇宙地图，寻找可能被巨大的发电面板群包围的恒星，并将这些恒星与发出自然红外信号的恒星区分开来。他们已经缩小了目标范围，甚至开始认真思考最后一个障碍:如何区分自然红外信号和外星人豪宅发出的红外信号？超大型发电厂(想象)

目前寻找外星人的主要方式仍是探测外星无线电信号目前，寻找外星人的主要途径仍然是探测外星人的无线电信号。

看似简单，实则很难。

戴森最初的提议非常粗糙。他在一页纸的论文中提出，如果存在高度发达的外星文明，他们可能会利用其母星的星光进行极其大规模的发电，这将给我们留下观测线索。此后，一些科学家加深了戴森的论点。例如，一位科学家在2014年的一篇论文中写道:能源供应充足、持续时间长的外星文明可能几乎完全依靠星光来满足其能源需求。

科学家认为，从工程角度来看，在恒星周围建造一个巨大的发电厂并不存在严重的技术障碍。也就是说，戴森球相关的物理学原理并不怪异。然而，戴森球体很可能不是一个单一的超大型球形建筑，而可能是由一系列环绕恒星的巨大电源板组成，而这些电源板只遮挡了恒星的一小部分。

不管戴森球是什么样子，它们都会具有从地球上看去很明显的观测线索。戴森球必然会发光发热，这样一来它们想隐藏自己的话会很困难。事实上，寻找戴森球的科学家只需做出一个重要假定：恒星星光把戴森球加热到一定的温度，这一温度高于太空背景温度。所有温暖物体都会发出红外线。外星巨厦如果真实存在，就会产生巨量红外线。外星巨厦会把入射的星光有效处理成红外线发出去，这样的红外线数量远远超过没有被外星巨厦环绕的恒星所发出的天然红外线数量。

戴森球网络（3D模型）不管戴森球是什么样子，它们都会有明显的来自地球的观测线索。戴森球体必然会发光，所以他们将很难隐藏自己。其实寻找戴森球的科学家只需要做一个重要的假设:恒星的星光将戴森球加热到一定的温度，这个温度高于Tai 空的背景温度。所有温暖的物体都会发出红外线。如果外星人豪宅真的存在，它会产生巨量的红外线。外星大厦会有效地将入射的星光处理成红外线并发出去。这种红外线的量远远超过没有被外星豪宅包围的恒星发出的自然红外线的量。戴森秋网络(3D模型)

1960年，戴森认为外星巨厦会很显眼，理由是很强的红外線源在太空中很罕见。1983年发射的太空望远镜“红外天文卫星”，首次在红外波长频段对宇宙进行正规调查。问题是，红外天文卫星发现宇宙中充满辐射红外线的天体：其中一些是比太阳更大更亮的恒星;另一些是被气体和尘埃云环绕的恒星，这些云被加热而辐射红外线，看上去就像是戴森球发出的红外线。也就是说，宇宙中超巨量红外线源的存在，导致寻找戴森球的难度比科学家预料的难度大得多。

红外天文望远镜（想象图）1960年，戴森认为外星豪宅会很显眼，理由是强红外源在Tai 空很少见。1983年发射的望远镜“红外天文卫星”首次在红外波段对宇宙进行了正式调查。问题是，红外天文卫星发现宇宙中充满了辐射红外线的天体:有些是比太阳更大更亮的恒星；其他的是被气体和尘埃云包围的恒星。这些云被加热后会发出红外线，看起来就像戴森球发出的红外线。也就是说，宇宙中巨量红外源的存在，使得寻找戴森球的难度比科学家预期的要大得多。红外望远镜(想象)

真的存在外星超级文明吗？戴森球有助于给出答案。不过，寻找戴森球的难度很大（想象图）真的有外星超级文明吗？戴森球体有助于给出答案。但是，很难找到戴森球(想象一下)

戴森球会发出光和热，这就是寻找戴森球的理论依据戴森球会发光发热，这是找到戴森球的理论基础。

光谱研究的启示

供职于美国费米国立加速器实验室的粒子物理学家卡里根，在2009年进行了一场具有创新性的巡天观测。当时，他仔细研究了来自红外天文卫星的光谱数据。与棱镜一样，分光镜会根据组分波长把来自一个光源的光细分开，从而揭示光源的性质。卡里根利用分光镜，在红外天文卫星的探测数据中识别了为数不多的一些恒星，这些恒星的光谱指征表明它们可能被戴森球环绕。

分光镜就职于美国费米国家加速器实验室的粒子物理学家卡里根在2009年做了一项创新性的调查。当时，他仔细研究了来自红外天文卫星的光谱数据。像棱镜一样，分光镜会根据其成分的波长细分来自光源的光，从而揭示光源的性质。利用carrigan分光镜，在红外天文卫星探测到的数据中发现了几颗恒星。这些恒星的光谱指示表明它们可能被戴森球包围。分光镜

其中一位明星看起来最有希望。然而，最终，科学家未能将它与一种常见的恒星——红巨星区分开来。红巨星古老而明亮，发出大量红外线。更糟糕的是，它们经常被灰尘覆盖，所以它们的模糊性类似于戴森球。在卡里根没有发现尘埃迹象，但这仅足以说明它可能是一颗不寻常的红巨星，没有被尘埃覆盖，但不足以说明它的周围有戴森球体。

然而，这项研究是有指导意义的。这项研究表明，区分戴森球和具有相似光谱指示的自然现象是多么困难。这些自然现象很多都与恒星的年龄有关。例如，新恒星形成于致密的尘埃和气体云中，而旧恒星可能会喷出致密的碳尘层，看起来像戴森球。对于寻找戴森球的科学家来说，列出戴森球中的所有自然现象和模拟它们一样困难。也就是说，要证明看起来像外星人豪宅的东西是外星人的作品还是不寻常的天体物理现象就更难了。

瑞典科学家扎克里森正在领导迄今最大的戴森球寻找项目。他们面临的挑战正是要剔除模仿者，而他们已经想到了该怎么办。虽然红外天文卫星在它升空的时期具有革命性，它却不能告诉我们它探测到的红外线源头距离我们多远，因为红外天文卫星只测量亮度，而不测量距离。一颗在红外线波长看起来明亮的恒星也许只是距离我们近，而不是发出明亮红外线的远方戴森球。反过来，一颗恒星看起来亮度暗，很可能是因为它距离我们远，而不是因为虽然它距离我们近，但它被戴森球遮掩。卡里根意识到，通过测量我们与戴森球候选者之间的距离，有助于确定候选者身份。

红巨星及其附近的行星（想象图）瑞典科学家Zackrison正在领导迄今为止最大的戴森球搜索项目。他们面临的挑战是淘汰模仿者，他们已经想好该怎么做了。虽然红外天文卫星在其上升空时期是革命性的，但它并不能告诉我们它探测到的红外源离我们有多远，因为红外天文卫星只测量亮度，不测量距离。一颗在红外波长看起来很亮的恒星，可能只离我们很近，而不是发出明亮红外线的遥远的戴森球。另一方面，一颗恒星看起来很暗，可能是因为它离我们很远，而不是因为它虽然离我们很近，但被戴森球遮住了。卡里根意识到，通过测量我们与戴森球体候选者之间的距离，有助于确定候选者的身份。红巨星及其附近的行星(想象)

盖亚望远镜探索宇宙（想象图）盖亚望远镜探索宇宙(想象)

距离也有助于识别不太可能被尘埃覆盖的恒星。我们与恒星的距离可以用来推断恒星的内禀亮度，恒星的亮度与恒星的年龄有关。比如红巨星这样的老恒星，正在明亮地燃烧。年龄可以揭示尘埃的存在——非常年轻或非常古老的恒星更容易被尘埃覆盖。Zackrison的团队意识到，可以根据这些关系来识别中年主序星，主序星很容易与被尘埃覆盖的恒星区分开来。

最近公布的欧洲空局Gaia 空望远镜(简称Gaia)获得的数据使戴森球体搜索者能够缩小搜索范围。盖亚于2013年发射升空，其任务是测量我们与银河系内外十多亿颗恒星之间的距离。在这个过程中，盖亚确定了寻找外星人的科学家们渴望找到的主序星，它们是最不可能被尘埃覆盖的恒星。盖亚探测数据分三批发布，最后一批发布于2020年12月。Zackrison的团队对主序星感兴趣。新搜索任重道远。

新型空间望远镜寻找戴森球（想象图）用新的空望远镜寻找戴森球(想象)

使用Zackrison的Gaia数据的首批研究成果于2018年发布。他的团队正在寻找的恒星的可见亮度太弱，与它们和我们的距离不匹配(换句话说，它们离我们比较近，所以它们的亮度应该不会那么弱)，这意味着它们可能被遮挡了。其中距离由盖亚数据计算，亮度数据由地面望远镜获取。问题是收集光谱数据需要花费大量的时间，而盖亚在这方面并没有什么帮助，所以用这种方法寻找戴森球的效率自然不高。

现在，Zackrison和其他人正在试验一种新方法，这种方法可以让他们搜寻比以前更多的恒星。这种新方法是将Gaia和宽视场红外巡天探测器(简称Weiss)的探测数据结合起来。作为红外天文卫星的有力继承者，维斯在2009年上升到空。Zackrison等人将研究重点放在盖亚确定的、被尘埃包围的主序恒星上，尤其是红外亮度超出预期的恒星，而不是梳理每颗恒星的所有光谱数据。然而，虽然这些恒星是主序星，但它们的红外亮度并不是很高。

扎克里森等人的首要目标，是估计银河系中戴森球的可能普遍程度。为此，他们对盖亚和魏斯识别的每颗主序星进行调查：如果其中有恒星被戴森球环绕，那么恒星的一些部分就会在不同时间被戴森球遮挡，因此恒星的整体红外辐射情况会有所变化，并且由多个戴森球组成的巨大球团产热更多，所发出的红外线肯定也更多。扎克里森团队把这类辐射指征与银河系中恒星的实际辐射情况进行对比，看指征匹配的恒星有多少。通过这种方法，他们估算了对恒星有不同遮挡率的各类潜在戴森球的普遍程度。

科学家已经在思考区分戴森球和卫星的办法（想象图）Zackrison和其他人的主要目标是估计银河系中可能存在的戴森球。为此，他们调查了盖亚和维斯确定的每一颗主序恒星:如果有一颗恒星被戴森球包围，那么这颗恒星的某些部分会在不同的时间被戴森球遮挡，因此恒星的整体红外辐射会发生变化，由多个戴森球组成的巨大球粒会产生更多的热量，发出更多的红外线。Zackrison的团队将这种辐射指示与银河系中恒星的实际辐射进行了比较，以了解有多少恒星符合指示。通过这种方式，他们估计了各种潜在戴森球的存在情况，这些戴森球对恒星的遮挡率不同。科学家已经在想办法区分戴森球和卫星了(想象一下)。

行星状星云很容易被误作为戴森球（想象图）行星状星云很容易被误认为戴森球(想象一下)

初步结果于2020年发布，包括:戴森球(dyson sphere)对恒星的遮挡率高达90%，似乎只出现在银河系中最多一万颗恒星的周围。这似乎是一个指导原则，但对其中一些恒星样本的深入分析表明，这些恒星中的一些根本不是主序星，更不用说它们被戴森球包围了。盖娅的探测数据不准确吗？事实上，盖亚被双星系统和行星状星云等天体“欺骗”了——这些天体可能看起来比实际更近或更远。然而，一些科学家认为，通过对盖亚数据进行更详细的分析，可以消除这种干扰信号。

接下来就是验证最有希望的对象(但其身份其实有很多种可能)。一种方法是仔细识别每颗最有希望的恒星的光谱信息，从而更确定地推断恒星是否被尘埃包围以及尘埃的性质。例如，如果一颗恒星被一种常见的尘埃——多环芳烃尘埃所包围，那么紫外线就会被吸收，并以特定的红外波长重新辐射。如果观察到更多的这些波长的光，就可以知道存在多环芳烃粉尘。

至关重要的是，如果许多波长的光均匀分布，这意味着周围没有尘埃，那么这样的恒星可能被戴森球包围，因为单个戴森球或戴森球群是光谱平衡的。

但是，如果一颗恒星被戴森球包围，那就有太多的可能性需要排除。其实在寻找外星生命的过程中，各种技术都是不确定的，这当然是一个很大的问题。然而，扎克里森认为，他正在领导的这一极具针对性的搜索计划最终将找到至少100颗甚至可能多达1000颗候选恒星，然后分析每颗恒星的过量红外线是由自然原因(包括许多原因)还是戴森球造成的。当然，实际要分析的恒星数量远不止1000颗和10000颗。

科学家希望，后续的光谱观测将能提供在戴森球寻找方面许多未解问题的答案，包括候选恒星的形态、温度和物质构成，以及是否有尘埃环绕。如果戴森球寻找者能获得即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜的宝贵观测时段，那么有助于提高这些问题的答案精确度。不过，一旦寻找戴森球的科学家发现一颗可能有戴森球环绕的恒星，他们就需要向该望远镜团队给出足够的理由，才可能得到该望远镜的观测时间。

詹姆斯·韦伯空间望远镜可能将参与对戴森球的搜索（想象图）科学家们希望后续的光谱观测能够为寻找戴森球中的许多未解问题提供答案，包括候选恒星的形状、温度和物质成分，以及它们周围是否存在尘埃。如果戴森球体搜寻者能够获得即将发射的詹姆斯·韦伯空望远镜宝贵的观测时间，将有助于提高这些问题答案的准确性。但是，寻找戴森球的科学家一旦发现一颗可能被戴森球包围的恒星，就需要给望远镜团队足够的理由，才能得到望远镜的观测时间。詹姆斯·韦伯空望远镜可能参与寻找戴森球(想象一下)

但即使是最好的光谱数据也不能确凿地得出候选恒星确实被戴森球包围的结论。没有一种波长能明确表明信号是外星人发出的。确定一颗恒星周围是否有外星豪宅的唯一方法是探测疑似外星豪宅发出的外星无线电信号。Zackrison的团队计划向寻找外星人无线电信号的团队，甚至向所有寻找外星人的科学家提供他们确定为附近疑似有戴森球的行星列表。

也有可能我们可能真的看到了外星人的豪宅，而不是必须依靠红外信号来猜测它的存在。通过组合多个望远镜的探测数据，干涉仪可以提高数据分辨率。干涉仪已经被证明能够拍摄遥远星系的惊人图像。位于智利北部阿塔卡马的大型毫米/亚毫米阵列干涉仪以高分辨率揭示了附近恒星周围的天然巨型结构，如行星形成后留下的碎片盘。

早期的仪器只能将这些巨大的结构区分成模糊的团块。有了这个干涉仪阵列，就有可能识别出一个巨大的由岩石组成的带状碎片盘，它比木星的光环大几千倍。但是戴森球体是不是看起来很特别，很容易认出来？很难说，毕竟科学家到现在也只能猜测戴森球体是什么样子。

Zackrison等人最近指出，搜索戴森球体的技术已经基本成熟，这方面最大的障碍是缺乏资金投入。这种情况可能会改变，一些官方机构已经表示，他们将投资寻找非外星人无线电信号的外星技术迹象，包括系外行星(太阳系以外的行星)表面的太阳能电池板阵列。

在寻找戴森球方面，科学家深知挑战之巨大，而且在今后相当长时间里都一样。但随着科学家知道的能遮挡恒星的天然机制越来越多，他们最终排除天然机制、找到戴森球的可能性也越来越大。

新的干涉仪阵列将加入对戴森球的搜寻在寻找戴森球体的过程中，科学家们知道挑战是巨大的，并且在未来很长一段时间内都会如此。但是随着科学家们知道越来越多可以阻挡恒星的自然机制，他们最终消除自然机制找到戴森球的可能性也越来越大。新的干涉仪阵列将加入对戴森球的搜索。

戴森球

如果要从行星人发展到宇宙人(各个恒星系之间的旅行者)，地球上的能量远远不够。为此，我们需要利用太阳。汞

我们建造戴森球需要的一些材料可以从水星上发射。水星不仅靠近太阳，而且重力低，富含镍、铁等金属。戴森球

太阳每秒钟燃烧的能量相当于一万亿颗核弹。在离太阳最近的行星水星的轨道上，如果有一万多亿颗卫星，每颗卫星都覆盖太阳周围一平方公里的面积(它们共同组成一个戴森球体网络)，它们产生的总电量可能为地球人提供绝对足够满足星际旅行需要的电力。事实上，只有1%的太阳能相当于我们今天总能量的2000亿倍。太阳能反射器

在轨道上，大量的镜面卫星将阳光反射到太阳反射器上。发射卫星

因为水星没有大气层，所以可在水星表面采用轨道炮（而无需火箭）把镜面式人造卫星发射进轨道。

因为水星没有大气层，所以可以在水星表面用轨道炮(而不是火箭)将镜像卫星发射到轨道上。