自古以來,能源問題一直與社會發(fā)展息息相關(guān),同時能源問題也是未來100年制約人類發(fā)展的重要因素。
隨著人類社會文明的進步,人類對能源的需求也越來越多,目前的情況已經(jīng)是“青山在”也無法滿足人類的能源需求。
于是,煤、石油、天然氣等能源開始被人類大規(guī)模使用,還有風能、太陽能、潮汐現(xiàn)在也開始作為人類所需能量的來源,不過這些還是遠遠不夠的。
隨之核能的出現(xiàn)讓人類看到了未來能量滿足的希望,尤其是來自氘核聚變的能量。在核聚變的過程中可以釋放出大量的能量,并且要比核裂變清潔得多,還有核聚變所需的氚在地球的海水中都可以找到,解決了原料問題。
眾所周知,核聚變反應所釋放的能量是巨大的,而可控核聚變也被譽為能源領(lǐng)域的“圣杯”。
什么是可控核聚變?
核聚變就是兩個相對比較輕的原子核聚合為一個較重的原子核,并釋放出能量的一個過程。核聚變在我們地球上最常見的就是氘與氚的聚變。
據(jù)科學家們探索發(fā)現(xiàn)每升海水中大約含有0.03克氘,那么在地球上,僅僅在海水中就有高達45萬億噸的氘,而1升海水中所含的氘,經(jīng)過核聚變就相當于300升汽油燃燒后釋放出的能量,可以說這種能量是取之不竭的。
雖然氚元素在自然界中并不存在,但是它能夠依靠中子同鋰作用產(chǎn)生,而鋰在海水中就可以取到,再加上這種反應并不會產(chǎn)生污染環(huán)境的放射性物質(zhì)。
并且受控核聚變反應還能夠在稀薄的氣體中持續(xù)進行。因此,科學家們是非常希望能夠發(fā)明出能夠有效的控制“氫彈爆炸”的過程的裝置,并且能夠讓能量持續(xù)穩(wěn)定的輸出,這也就是可控核聚變。
我們一直在尋找外星文明,前蘇聯(lián)的一位天體物理學家卡爾達舍夫還給宇宙中潛在的文明劃分了等級。
宇宙中的一級文明:也被稱為行星文明,顧名思義就是能夠使用整個行星所有的資源,而我們?nèi)祟惸壳熬驮诔@個方向努力。
由于人類目前對化石能源的依賴在未來很長一段時間里還會繼續(xù),同時核能、太陽能等新能源也在逐漸發(fā)展,所以人類文明還達不到一級,充其量只有0.8級左右。
宇宙二級文明:即恒星文明,就是能夠?qū)φ麄€恒星系的能源進行調(diào)用,科學家就是在這個基礎(chǔ)上提出了戴森球的概念。
宇宙三級文明:即星系文明,這種程度的文明已經(jīng)能夠利用整個星系的資源。
戴森球概念。
戴森提出的“戴森球理論”可以說是馳名中外,并且在《人工恒星紅外輻射源的搜尋》對這個理論也有非常詳細的解釋。
在戴森看來,我們賴以生存的地球本身所蘊藏的能量是非常有限的,并不是取之不盡的,而且這些能量根本就不可能支撐地球文明可以發(fā)展到下一個高級階段,而在一個恒星-行星系統(tǒng)中,所含有的絕大部分能源都是來自恒星的輻射。
但迄今為止,在太陽系內(nèi)的各行星也只是接收了太陽輻射能量的大約 1/109,所以在戴森看來,我們?nèi)祟惾绻胍l(fā)展成更高一層面的文明,必須要有一定的能力可以將太陽的能量全部接納。
因此戴森提出如果能夠?qū)⑻栍靡粋€巨大的球狀結(jié)構(gòu)包圍起來,這樣就會讓太陽的大部分輻射能量能夠被我們?nèi)祟惱闷饋怼?/span>
并且,如果發(fā)展的好的話,甚至還有可能會利用這些能量來長期支持人類文明發(fā)展到足夠的一個高度。雖然這個理論讓人聽起來感到荒繆,并且認為這只是異想天開。
這種情況只有在科幻電影才能夠?qū)崿F(xiàn),但是如果我們細想的話,其實也是毫無破綻的,因為如果想要發(fā)展高級文明就必然要經(jīng)過這個階段的才能夠完成的。
我們可以看出戴森球帶給人類的能量是遠遠多于可控核聚變。
那么戴森球能夠?qū)崿F(xiàn)嗎?
實際上在不少的科幻小說中已經(jīng)出現(xiàn)了人類打造戴森球的情節(jié),但是現(xiàn)實卻是很骨感的,戴森球這種裝置幾乎不可能實現(xiàn)。
首先人類目前的能力不足,而且在太陽系內(nèi)的物資非常有限。地球和太陽比較,地球已經(jīng)非常渺小了,那么要打造出能夠?qū)⑻柣\罩著的籠子根本是不可能的,還有八大行星的總體積、總質(zhì)量也沒有太陽的大。
因此退一萬步來講,就算能夠把八大行星上的礦產(chǎn)資源都用來制造戴森球,也是連個蓋子都做不成的。
其次,如果建成了戴森球,那么要讓它來吸收太陽的能量然后轉(zhuǎn)化成人類可利用的能量,這種技術(shù)在現(xiàn)實中是做不到的。
最后戴森球只是一種想象,最基礎(chǔ)的理論依據(jù)的支持都沒有,在20世紀60年代,戴森球就已經(jīng)被人們認為只是不切實際的一種結(jié)構(gòu)了,而在現(xiàn)在也是不可能實現(xiàn)的,這種解決人類能源問題的方案目前離人類還非常非常遙遠。
總結(jié)。
目前要解決人類所面臨的能源問題,可控核聚變才是一個非常好的方案,它的成功意味著無限能源時代的來臨,而目前科學家們也正朝著這個方向努力著,就目前的形勢來看,人類有望在幾十年內(nèi)實現(xiàn)可控核聚變。