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第二百五十章 混沌理论

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舒云鹏笑得前合后仰,几乎喘不过气来。艾米莉无意中的偷换概念,让梁晶晶苦着脸说不出话来了。

其实传输问题看似是戴森球的一个弱点,从理论上来讲,必须发明一种输送能量的方法,使得卫星能够把太阳晒不到地球部分的能量(比如太阳背面)发回地球,否则戴森球没有意义,因为输能方式一定是太阳辐『射』=》什么东西=》地球,这个转换过程中一定有损失,那么本来直接辐『射』到地球的能量因为这种转换反而减少了,得不偿失。事实上,直『射』地球的那部分不如直接在地球上建立太阳能收集器来的划算,戴森球应当是帮助把辐『射』不到地球的那部分太阳能拿到地球来,才可以提高地球可用的能源。从这个角度看,如果人类还是需要在地球利用能源,传输问题到不复杂了,其实戴森云建成一系列角度可调的镜子就可以了, 这样就可以很容易的把太阳背面的能量反『射』到冲着地球,然后在地球上建立接受器就可以了。这个接收器阵列很有可能需要建到太空,需要吸收掉全部多反『射』过来的能量,不然可能会把地球煮熟了。

但是在地球上利用能源这多反『射』回来的太阳能还是有问题,因为地球向外的热辐『射』是一定的,散热速率有限,毕竟宇宙是真空的,那么多来的能量会不停的加热地球,那么地球很可能跟火星一个下场。(说到这里不禁倒吸一口凉气,难道火星就是这么完蛋的?)因此,这能量应当还是在太空利用才能避免地球的生态灾难。

“知道什么是蝴蝶效应吗?”舒云鹏总算止住了笑,问艾米莉。

戴森球本质上其实就是一种能量接收转换装置,这种结构缠绕在恒星周围,利用恒星能来帮助文明发展。恒星每分每秒都会产生巨大的能量,比如太阳每秒释放出的能量就足够目前人类使用上百万年。文明的发展是必须依赖于能量的,而戴森球在理论上就可以成为一个文明最有效的能量来源。

可想要建造一个戴森球,单不说难度,“铺张浪费”是肯定的。因为想要建造环绕甚至是包裹恒星的巨型结构需要消耗大量的物质。在我们太阳系中,太阳的质量就占比高达百分之998,如果要建造太阳的戴森球,就需要超过四个巨行星的物质。也就是说,把太阳系除了太阳以外的所有天体全部拆了,还不一定做得到!

更不用说为了获取这些物质需要克服巨行星行星的重力结合能,需要巨大的能量。因此,想要建造戴森球,就一定得解决能量来源问题,这已经不是光靠核能就能解决的了。

“不知道!”艾米莉说。

近距离伽马暴可能灭绝任何比微生物更加复杂的生命形式。由此,两位天文学家声称,只有在大爆炸发生50亿年之后,只有在10%的星系当中,才有可能出现类似地球上这样的复杂生命。

宇宙或许比先前人们想象的要更加孤单。两位天体物理学家声称,在可观测宇宙预计约1000亿个星系当中,仅有十分之一能够供养类似地球上这样的复杂生命。而在其他任何地方,被称为伽马暴的恒星爆炸会经常『性』地清除任何比微生物更加复杂的生命形式。两位科学家说,这些的爆炸还使得宇宙在大爆炸后数十亿年的时间里,无法演化出任何复杂的生命。

科学家一直在思考这样一个问题,伽马暴有没有可能近距离击中地球。这种现象是1967年被设计用来监测核武器试验的人造卫星发现的,目前大约每天能够检测到一例。伽马暴可以分为两类。短伽马暴持续时间不超过一两秒钟;它们很可能是两颗中子星或者黑洞合二为一的时候发生的。长伽马暴可以持续数十秒钟,是大质量恒星耗尽燃料后坍缩爆炸时发生的。长伽马暴比短伽马暴更罕见,但释放的能量要高大约100倍。长伽马暴在短时间内发出的伽马『射』线,可以比全宇宙都要明亮。

持续数秒的高能辐『射』本身,并不会消灭附近一颗行星上的生命。相反,如果伽马暴距离足够近,它产生的伽马『射』线就有可能触发一连串化学反应,摧毁这颗行星大气中的臭氧层。没有了这把保护伞,这颗行星的“太阳”发出的致命紫外线就将直『射』行星地表,长达数月甚至数年——足以导致一场大灭绝。

这样的事件发生的可能『性』有多高?在即将发表在《物理评论快报》(physical review letters)上的一篇论文中,以『色』列希伯莱大学的理论天体物理学家斯维·皮兰(tsvi piran)和西班牙巴塞罗纳大学的理论天体物理学家保罗·希梅内斯(raul jimenez)探讨了这一灾难『性』的场景。

天体物理学家一度认为,伽马暴在星系中气体正迅速坍缩形成恒星的区域里最为常见。但最近的数据显示,实际情况要复杂许多:长伽马暴主要发生在“金属丰度”较低的恒星形成区域——所谓“金属丰度”,是指比氢和氦更重的所有元素(天文学家所说的“金属”)在物质原子中所占的比例。

利用我们银河系中的平均金属丰度和恒星的大致分布,皮兰和希梅内斯估算了银河系内两类伽马暴的发生几率。他们发现,能量更高的长伽马暴可以说是真正的杀手,地球在过去10亿年间暴『露』在一场致命伽马暴中的几率约为50%。皮兰指出,一些天体物理学家已经提出,可能正是伽马暴导致了奥陶纪大灭绝——这场发生地45亿年前的全球灾变,消灭了地球上80%的生物物种。

接下来,这两位科学家估算了银河系不同区域内一颗行星被伽马暴“炙烤”的情形。他们发现,由于银河系中心恒星密度极高,距离银心6500光年以内的行星在过去10亿年间遭受致命伽马暴袭击的几率高达95%以上。他们总结说,复杂生命通常只可能生存于大型星系的外围。(我们自己的太阳系距离银心大约27万光年。)

其他星系的情况更不乐观。与银河系相比,大多数星系都更小,金属丰度也更低。因此,两位科学家指出,90%的星系里长伽马暴都太多,导致生命无法持续。不仅如此,在大爆炸后大约50亿年之内,所有星系都是如此,因此长伽马暴会导致宇宙中不可能存在任何生命。

90%的星系都是不『毛』之地吗?美国沃西本恩大学的物理学家布莱恩·托马斯(brian thomas)评论道,这话说得可能有点太过。他指出,皮兰和希梅内斯所说的伽马『射』线照『射』确实会造成不小的破坏,但不太可能消灭所有的微生物。“细菌和低等生命当然有可能从这样的事件中存活下来,”皮兰承认,“但对于更复杂的生命来说,伽马『射』线照『射』确实就像按下了重启按钮。你必须一切重头开始。”

皮兰说,他们的分析对于在其他行星上搜寻生命可能具有现实意义。几十年来,seti研究所的科学家一直在用『射』电望远镜,搜寻遥远恒星周围的行星上可能存在的智慧生命发出的信号。不过,seti的科学家主要搜寻的都是银河系中心的方向,因为那里的恒星更加密集。而那里正是伽马『射』线导致智慧生命无法生存的区域。皮兰说,“或许我们应该朝完全相反的方向去寻找。”

蝴蝶效应是指在一个动力系统中,初始条件下微小的变化,能带动整个系统产生长期和巨大的连锁反应,这是一种混沌现象。任何事物发展均存在定数与变数,事物在发展过程中其发展轨迹有规律可循,同时也存在不可测的“变数”,一个微小的变化很可能影响事物发展的方向。

再说一个例子:超弦理论。当今可以说分成了两大派别,一派是坚持不可证伪的理论不是科学理论,而另一派则说对手是波普尔的跟屁虫。哈佛大学教授皮特·盖里森(peter galison)指出双方争论的核心:“这是一场有关物理学本质的争论。”

宇宙学家乔治·埃利斯(ge ellis)批评弦理论说:“最让我恐慌的是,若不能通过实验检验的理论可以成为科学,那么科学和装神弄鬼的废话,或者科幻小说也就没了区别。”

瑞典物理学家霍森菲尔德 (sabine hossenfelder)说:“‘无需实验证明的科学’,这个名词本身就是自相矛盾的。”

对这个效应最典型的阐述是:“一只南美亚马逊流域热带雨林中的蝴蝶,偶尔扇动几下翅膀,可以在两周后引起美国德克萨斯州的一场龙卷风。”

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