2015年,开普勒太空望远镜盯着一颗编号 KIC 8462852 的恒星——它后来被叫作「塔比星」。数据显示,这颗星的亮度会毫无规律地往下掉,有一次几天之内暗了约22%。一颗正常恒星不该这样,行星从它面前经过,通常只能让它暗1%上下。
于是有人提出了一个很大胆的解释:也许有文明正在它周围施工,盖一座戴森球。十年过去,这个说法既没有被证实,也没有被彻底排除。
先一句话说清它是什么
戴森球,是一种假想中的人造结构:把一颗恒星发出的能量尽可能多地截下来,供文明使用。注意,它是「假说推测」,不是观测事实。
生活化的类比是这样的:冬天你围着火炉取暖,不会给火炉包一层铁皮,而是在四周摆一圈水壶,把热量一趟趟搬走。戴森球干的就是这件事——不是把恒星裹起来,而是尽可能多地在它周围摆「水壶」。
这个想法最早来自物理学家弗里曼·戴森1960年发表在《科学》上的短文。他自己的原意恰恰不是「球」。
不是壳,更像一大群板子
如果真造一个完整的刚性球壳,它会面临一个致命问题:球壳内部的引力并不处处平衡,稍有扰动就会往恒星上塌。所以更现实的设想是戴森云——成千上万、乃至天文数字的独立收集器,各自沿轨道绕恒星运行,像蜂群而不是蛋壳。
这一点很重要,因为后来的搜寻工作,找的都是「云」的痕迹,而不是一颗包着壳的星。
能量账:太阳到底有多宽裕
太阳每秒向外辐射的能量约 3.8×10²⁶ 瓦。地球截到的只是其中约 1.7×10¹⁷ 瓦,大约是总量的二十亿分之一。而人类目前所有方式的平均功率消耗,大约在 10¹³ 瓦量级——也就是说,仅地球截下的那一小份阳光,就已经是人类总功率的约五万倍。
一座真正的戴森球,能拿到的还要多得多。这就是它吸引人的地方:它本质上是一道能源天花板的问题。
材料账:拆掉一颗水星够吗
粗略估算一下:在距恒星一个天文单位(地球到太阳的平均距离)处铺一层厚1毫米的收集器,总面积约 2.8×10²³ 平方米,按岩石密度算,需要约 10²⁴ 千克量级的材料。水星的质量约 3.3×10²³ 千克,同一量级,但未必够用,而且前提是你能把它整个拆开、送上天。
所以常见的一种说法是「拆水星造戴森球」。这只是数量级上的估算,不是工程方案;目前没有任何国家或机构有能力推进这样的事。
怎么找?看它的「废热」
这是理论预言里最漂亮的一环:能量守恒。收集器截下的阳光,最终会以废热的形式重新辐射出去,而温度远低于恒星表面,所以峰值落在红外波段。
换句话说,一颗被大量收集器包围的恒星,会在可见光上变暗、在红外上变亮。天文学家已经用红外巡天卫星(如 WISE)做过系统搜索,也检查过大量候选天体,截至目前,没有一颗被确认为戴森球。
回到塔比星
2017年,多台望远镜对塔比星做了分波段观测:它变暗的程度随颜色而不同。不透明的固体结构遮挡,应该让所有颜色一起变暗;而不同颜色变暗程度不同,更像是细小的尘埃在挡光。
但这颗星的整体行为,至今仍没有完全统一的解释。「外星建筑」不是首选,也还没有被彻底划掉。这就是天文学常见的状态:一个反常信号,最后往往归于自然现象,可正是这些反常,逼着我们把恒星、尘埃和仪器都理解得更清楚。
所以,当某天夜里你抬头看到一颗忽明忽暗的星,你会先想到尘埃,还是先想到有人正在那里铺板子?
延伸阅读
- 弗里曼·戴森,1960年论文《Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation》,Science
- 纪录片《宇宙时空之旅》(Cosmos: A Spacetime Odyssey)
- SETI 研究所官网 seti.org 的搜寻项目与科普资料