太阳在变成红巨星之前（逐渐变热，外围膨胀到地球轨道），人类有什么办法回避，并生存下来？ 第1页

其实大家不用那样悲观。还有几十亿年的时间，足够我们发展出改造太阳的技术了。

像太阳这样的主序星非常缺乏环保意识。终其一生，它只能用掉全部燃料的三分之一。在红巨星阶段，它居然把剩下的燃料全都抛向太空，这不但是可耻的浪费行为，还造成了严重的环境污染。是可忍孰不可忍！

在介绍改造太阳的技术以前，我们需要了解太阳毫无节制挥霍浪费的原因是什么。

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太阳的能量来自于核聚变，而核聚变只在内核发生。内核是一个半径不到太阳四分之一的核心区域。核聚变的能量主要以高能光子（伽马射线）的形式向外输出。然而，在内核外的辐射层中，物质非常稠密，光子只能飞行几微米就会被辐射层中的原子吸收，然后以较低的能量向其他方向随机发射出去。

歪个题，我们常常把太阳想象成很多氢弹同时爆炸，其实太阳的输出能量密度并没有那么高。即使在聚变最剧烈的太阳中心，单位体积输出的功率也只是和爬行动物的能耗差不多，或者成年人能耗的10%。也就是说，如果你找来很多人，把他们码在一起，只要体积能达到太阳内核的10%，输出能量就会超过太阳了。

辐射层外面是对流层。这里物质已经不那么稠密了。对流层底部的高温物质向外运动，到达顶部后温度下降，然后下沉，回到底部。对流层就是用这种对流的方式把来自辐射层的能量传递出去。我们在太阳表面看到的米粒组织就是对流层中的热柱。

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太阳铺张浪费的习性正是来自辐射层。它隔离了对流层和内核，让外层的氢燃料不能进入内核参加聚变。结果，太阳把内核的氢都变成了氦以后，进入红巨星阶段。在剧烈的热脉动中，太阳把外层气体都吹向了太空。最后，只剩下一颗毫无用处的白矮星。

虽然这是50亿年以后的事情，但是我们并没有那么长的时间。由于内核中氦不断积累，太阳的能量输出一直在增长。按照现在的速度，10亿年以后，地球上就不会有液态水存在了。估计5亿年以后，地球就不再适合人类生存了。

显然，我们找不到一个大勺子，时不时伸到太阳里面去把它搅拌均匀。所以，我们只好采用另一个办法：降低太阳的质量，把它变成消耗氢燃料更慢的红矮星。小于0.35倍太阳质量的红矮星没有辐射层，可以用对流的方式把外层的氢送进内核去燃烧，精打细算地过完自己漫长的一生。通常，红矮星的寿命高达千亿年以上，而0.1倍太阳质量的红矮星的寿命高达10万亿年。

要达到完全利用太阳的目的，我们要把太阳平均分成三份，变成三个红矮星。

分裂太阳比把大象放进冰箱还要简单，只需要两步：

1. 把太阳外层气体拿出来。
   
2. 把气体聚集在一起，就会形成新的恒星。
   

当然，以现在的技术水平，任何一步都做不到。但是，一旦我们进入卡尔达肖夫II型文明阶段（

），改造恒星也许就是修建高速公路那样的普通基建工程了。以人类现在的发展速度，我相信几十万年时间应该绰绰有余了。我们现在就可以展望一下未来可以用来改造太阳的技术。

要取出太阳的外层气体，最简单的方法就是增强太阳风，让它自己把气体吹出来。我们可以采用诸如激光、微波或者离子流等方案，向太阳表面注入能量。这样做的效果就是产生高强度的持续等离子喷流，加强这个方向的太阳风，大幅度提高喷出物质的速度。

要收集这样的稀薄物质不太容易，我们需要把它们聚集在一起。方法是这样的：让很多空间站运行在太阳赤道，它们虽然相互分离，但是可以发射和接受带电粒子流。当整个系统运行起来以后，就构成了一个环日加速器。加速器中的粒子流形成了一个沿着太阳赤道运行的电流。电流产生的强大磁场迫使太阳喷出物质从南北两极方向离开太阳。这样的定向粒子流肯定比天女散花的太阳风要容易收集得多。

这种方案需要的能量肯定不少，不过不用担心，太阳本身就是取之不尽的能量源泉，我们就不用自带干粮了。既然人类已经是II型文明，建造一个戴森球来收集太阳的能量想必已经不在话下。当然，要建一个严格的球面从工程的角度来说不太可能，我们可能需要发射大量的太阳能卫星或者太空城市作为替代方案。

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其实，向太阳表面注入激光之类的能量并不是必要的。我们来看看一个更巧妙的方案 —— “吸气和喷气（huff and puff）”。这个有趣的名字来自《三只小猪》中大灰狼的名言。

在这个方案中，我们仍然在太阳赤道上空设置一圈空间站加速器，但是它们并不绕太阳运行，所以会向太阳自由落体。当它们获得一定的速度时，打开加速器。粒子流产生的磁场会阻止空间站继续下坠，并且上升到原来的高度。同时，也会挤压太阳，让它从两极喷出粒子流。在这个周期内，空间站完成了吸气和喷气的过程。然后，关闭加速器，让它们重新向太阳坠落，开始下一个周期。

此外，沿着两极方向排列的环日加速器可以加速太阳自转，让离心力把太阳外层气体抛出来。

从太阳喷出的等离子射流可能长达上千个天文单位，而且非常稀薄。其中主要包含氢和氦，还有少量其他金属元素。如果我们要把这些原料收集起来用作工业用途的话，可能需要大规模的质谱仪，根据不同粒子的质量-电荷比把它们分离存储。但是，如果我们只是要用它们来制造另一颗恒星，问题就简单多了：只要把它们聚集在一起就行了。

工程结束以后，我们得到了三个或者更多的红矮星。但是，还不到开香槟庆功的时候。现在的问题是，太阳系的中心有多个红矮星了，怎样才能让它们运行在一个稳定的轨道上呢？恒星可是人类生存的根本。一不小心要是有几个红矮星被甩出去，我们就损失惨重了。

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不过不用担心，我们制造出来的红矮星质量非常接近。在这个前提下，不难给它们找到一个稳定的轨道。随着时间的流逝，它们很可能会慢慢偏离自己的轨道，所以在每一颗红矮星上安装一个推进装置，随时做轨道调节，还是非常必要的。上面提到的加速器就可以做到这一点。

另外，由于红矮星输出能量很小，而且非常不稳定，所以对于一般的生命星球来说，并不太合适（

）。但是，对于拥有戴森球的II型文明来说，这也不是问题了。

如果我们把太阳分裂成了10个红矮星，它们可以在万亿年的时间内为人类提供稳定的能量输出。即使从宇宙的角度来看，也可以算是地老天荒了（

）。对费米悖论的一个解释就是，高级文明可能都没有什么征服宇宙的雄心壮志，它们都躲在依红矮星建造的戴森球内，安安稳稳的过自己的小日子。谁知道这是不是人类文明的未来呢。

参考资料：

1. Star lifting
   
2. Sun
   
3. Red dwarf

一万年太久，只争朝夕。对人类的未来而言，太阳的剩下的寿命不是太短，而是太长了。

在我看来，星际文明最有可能的起源模式，是全体成员在生死存亡面前的殊死一搏，而不是安乐窝里少数人的仰望星空。

宇宙对我们太仁慈了。

黑！真特码黑！

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