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如果给戴森球开一个洞,是否就是一艘恒星动力飞船? 第1页

  

user avatar   long-ya-57-84 网友的相关建议: 
      

不管你怎么加配重,这个“球”必然失衡并掉进恒星里,题主你这是在制造一个巨型宇宙灾难而不是恒星发动机。戴森球这种东西因为力学定律,并不可能存在。




很多人把“戴森球”看作是一个刚体,实际上这是不可能的。一个尺度达到地球轨道半径的空心球体,连近似刚体都是做不到的,各种各样的扰动必然会存在,球体自己的形变也肯定会存在,球体不可能存在,球体的重心与恒星的重心不会重合,然后这种不重合是发散的,球体重心与恒星重心会越来越远,最终撞上去。


你还给这个本来就不稳定的系统开个口,这个口还有推力……


简而言之,这个“发动机”或者说恒星动力飞船,几个地球日的时间内就会崩溃。




事实上“戴森球”的提出者,弗里曼.戴森本人从来没有说过“戴森球”这个概念。他当然知道弄个空心球体把恒星罩住,是不稳定的,在很短的时间内就会坍缩。


戴森提出的概念是“戴森网”。被传成了一个球,是以讹传讹。他的设想是一系列巨型太空站,围绕着恒星在各自不同的轨道上运行,并且保证不相撞。这个太空站的尺寸和数量,根据不同恒星是不一样的,最高能够收集的太阳光比例也是不一样的,主要是根据恒星质量决定的可用轨道数来计算。具体的计算方法很复杂,但是太阳,就是我们头上这一颗黄澄澄的家伙,大概最高能够收集23%左右。





理解这个问题非常简单:高中几何知识就够了。

这是一个想象中的“戴森球”的图。


为了让这个球维持在轨道上,它必然要自转,否则整个球都会受到太阳的引力而坍缩。这就跟咱们地球的人造卫星必须要围绕地球公转一样,只不过围绕太阳公转的一个球,站远一点看就是自转。


而且自转的速度都不用去计算,有现成的答案:如果弄一个球罩住地球,其赤道自转速度是7.9千米每秒,“第一宇宙速度”;如果弄一个球罩住太阳,其赤道自转速度是11.2千米每秒,“第二宇宙速度”。


问题是,你作为一个球,赤道位置的线速度达到了11.2千米每秒,没问题。但是不是赤道的位置呢?比如v1和v2的位置,速度是无论如何都不可能达到这么多的,方向还不一致。尤其是在两个极点,相对于太阳线速度是0。


这样的话,整个球体各处受力情况是完全不一样的。两极受力最大,赤道受力最小。这个球不可能保持正圆形,肯定会被太阳的引力压扁,最终被压成一个薄片。




这位同学说了,咱们不能用非常结实的材料来抵抗太阳引力吗?


很遗憾,这种材料宇宙中没有,这么大的尺度还要有这么大的强度,暂时确实想不到有什么东西能这么结实。但是我们现在借助哆啦A梦的帮助,突然就弄到了这么结实的材料,行不行呢?


还是不行。


这个球在自转,它就是一个陀螺。根据陀螺仪的特性,它会有两种不正常的自转轴运动:进动和章动

这是进动的示意图。

这是地球章动的示意图。


总而言之,你玩儿过陀螺吧?那个陀螺快要停下来不转的时候那样子,就是进动和章动同时在发生的样子。

这个所谓的“戴森球”一旦受到一丁点扰动,进动和章动就会立刻发生,并且越来越大,最终跟太阳撞在一起。除非你绝对保证不受扰动,否则这玩意儿,好不容易建起来的东西,三五天就垮了,不值当。


这些扰动包括:小行星撞击、彗星撞击、太阳本身的日冕爆发、太阳自己的进动和章动、人在戴森球上的活动。没有一样你能完全避免的。


所以,“戴森球”并不存在。




你在一个不存在的东西上面开孔,当然也是不可能的。


戴森网才是切实可行的利用恒星能量的设计,但是这玩意儿又确实太稀了,四面跑风漏气,作为发动机使用显然是不可能的。




  

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