一項來自格拉斯哥大學的新研究為“戴森球”這一科幻概念注入了科學可能性。科學家通過數學建模發現,特定設計的巨型太空結構或能在恒星引力與輻射壓力的平衡中實現自穩定運行,從而為搜尋地外文明提供全新視角。
“戴森球”概念最早由物理學家弗里曼·戴森于1960年提出。他設想,高度發達的外星文明可能通過建造環繞恒星的巨型結構,大規模采集恒星能量以支撐文明擴張。這一理論催生了“恒星引擎”與“戴森泡”兩種主流模型:前者通過反射盤利用恒星輻射產生推力,將整個恒星系轉化為移動航天器;后者則由無數小型能量收集器組成密集云團,環繞恒星運行。
長期以來,這類結構的可行性面臨核心質疑——規模越龐大,維持穩定所需的能量調控與工程干預越復雜。格拉斯哥大學工程科學教授科林·麥金尼斯在《英國皇家天文學會月刊》發表的論文中,通過重構數學模型破解了這一難題。他將戴森球視為擴展物體而非質點,重點分析引力與輻射壓力的動態平衡機制。
研究顯示,“恒星引擎”的穩定性取決于反射盤的質量分布。若質量集中于外環支撐結構,而非均勻覆蓋盤面,系統可借助離心力與輻射壓力的相互作用實現被動穩定。對于“戴森泡”,麥金尼斯提出由低質量反射器組成的高密度云團模型:當云團規模突破臨界值后,其自身引力不足以引發結構坍縮,反而能通過輻射壓力維持穩定構型。
“SETI領域始終關注恒星周圍的超大型人工結構,但此前缺乏對其動力學機制的量化分析。”麥金尼斯在采訪中表示,“我們的模型證明,通過特定工程設計,這些結構無需持續人工干預即可持續運行,這為觀測目標篩選提供了理論依據。”
該研究通過簡化物理模型驗證了概念可行性,但實際構建仍面臨材料強度、軌道維持等工程挑戰。麥金尼斯強調,當前工作旨在為地外文明搜尋提供理論框架,而非設計具體建造方案。“若宇宙中存在高級文明,它們可能已掌握這類技術。理解其運行原理,能幫助我們更精準地定位潛在觀測信號。”






