科學家研究發現，全面圍繞太陽建造戴森球可能會徹底毀滅地球生命！但有一種方案，或許能讓我們既收穫恆星能量，又保住地球家園。這項研究發表在3月15日《太陽能材料與太陽能電池》上。

利用戴森球，人類文明將能獲取整個太陽釋放能量的4%——這相當於15.6堯瓦（15,600,000,000,000,000,000,000,000瓦，15.6億億億瓦）的電力，足以支援人類成為能夠在恆星間旅行的二級文明。

但這種力量的代價是什麼？德國於利希研究中心伊恩·馬呂斯·彼得斯（Ian Marius Peters）博士的答案，或許會讓你瞠目結舌！

戴森球實際是一個假想的巨型結構，旨在捕獲恆星發出的全部或大部分能量。這個概念最初出現在1937年奧拉夫·斯特普爾頓的科幻小說《造星者》中，後來由物理學家弗里曼·戴森在1960年進行了科學性探討。

"如果一個先進文明需要巨大的能量，他們可能會在恆星周圍建造一個巨大的結構來捕獲其全部能量輸出，"彼得斯博士解釋說，"但問題是，這種結構會對周圍的行星環境產生什麼影響？"

研究結果令人不安：一個完整的戴森球將使地球升溫140開爾文（相當於140℃）！這意味著地球上的海洋將沸騰，所有生命形式將滅絕。但這真的是我們唯一的選擇嗎？

彼得斯博士的研究聚焦於一種特殊類型的戴森球——光伏戴森球，它使用類似太陽能電池板的技術將恆星能量轉化為電力。

令人驚訝的是，這種結構的效率嚴重依賴於其溫度。太高的溫度會使光伏轉換效率大幅下降。而正如研究計算所示，單純由半導體材料（如矽）構成的戴森球，在距離太陽一個天文單位（地球軌道）處的溫度將達到驚人的800開爾文！

"在這種溫度下，光伏發電效率低到幾乎不可用，"彼得斯說，"但如果我們在半導體外層塗上具有黑體特性的材料，溫度將降至約400開爾文，使光伏轉換成為可能。"

但研究也提出了一個令人振奮的解決方案：不必建造完整的戴森球，而是僅覆蓋特定位置的部分球面——即"戴森群"。

具體來說，在距離太陽2.13天文單位（大約是地球到太陽距離的兩倍多，位於火星和木星之間）處建造一個覆蓋球面22%的部分戴森球，可以捕獲太陽4%的能量，同時僅使地球溫度上升不到3開爾文。

聽起來是不是很熟悉？是的，這種溫度上升與當前全球變暖的影響相當！

"這意味著我們現在應對氣候變化的努力，實際上可以被視為邁向二級文明的第一步技術需求，"彼得斯幽默地指出，"解決全球變暖問題與建造戴森球面臨著相似的挑戰！"

然而即使是這樣的部分戴森球，其材料需求仍然龐大得驚人——需要1.3×10²³千克的矽，大約相當於整個火星的矽含量！

太陽系中確實有大量的矽——估計總量約為1.3×10²⁷千克，但大部分鎖在太陽內部。地球、金星和火星上的矽總量加起來約為1.1×10²⁴千克，理論上足夠建造這樣的部分戴森球，但這需要行星級的採礦作業。

更令人驚訝的是，這種太空太陽能系統的能量回報比可能高達260-520倍，遠高於地球上太陽能裝置的22倍！

研究中最引人深思的部分或許是關於戴森球對地球溫度影響的分析：

在地球軌道內建造的"小"戴森球會改變到達地球的光譜，使光從可見光轉向紅外線，從而破壞地球上的光合作用，使大多數生命無法生存。

在地球軌道外建造的"大"戴森球會影響地球的輻射平衡。距離太陽越遠，對地球溫度的影響越小——在8.2天文單位（木星和土星之間）處的戴森球會使地球升溫4K；在16.6天文單位（接近天王星）處僅會升溫1K。

也就是說，要在我們的太陽系內建造戴森球，我們首先需要發展和實施行星溫度控制系統——這恰好是我們為應對全球變暖而需要解決的問題！

正如彼得斯博士在研究中所暗示的那樣，我們今天應對全球變暖的挑戰，或許正是人類文明成長路上不可或缺的一課。

書目：

Peters, I. M. (2025). The photovoltaic Dyson sphere. Solar Energy Materials and Solar Cells, 286, 113589. doi:10.1016/j.solmat.2025.113589