編者按：傳奇物理學(xué)家弗里曼·戴森早在1960年提出了“戴森球”理論，而如今粒子物理學(xué)家Dan Hooper的研究為這個(gè)理論增添了新的變數(shù)，或許高度發(fā)達(dá)的文明可以抵抗宇宙加速膨脹。本文經(jīng)授權(quán)譯自MIT Technology Review原標(biāo)題為" AN ADVANCED CIVILIZATION COULD RESIST THE ACCELERATING EXPANSION OF THE UNIVERSE"的文章。

當(dāng)談?wù)摰綄?duì)人類生存的威脅的問(wèn)題時(shí)，其中有些問(wèn)題注定比其他問(wèn)題更緊迫。疾病、核戰(zhàn)爭(zhēng)、饑荒、小行星撞擊：在當(dāng)今時(shí)代，似乎所有的東西都有可能會(huì)破壞社會(huì)。這些威脅讓許多人的心里和頭腦中產(chǎn)生了恐懼，這是對(duì)的。

而在所有威脅中，一個(gè)位列在最后的威脅是宇宙加速膨脹。事實(shí)上，到目前為止，它還沒(méi)有被明確地認(rèn)為是一種威脅。

但是今天，情況有變，至少有一點(diǎn)點(diǎn)改變，這要?dú)w功于在伊利諾斯州巴達(dá)維亞費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的粒子物理學(xué)家Dan Hooper的研究成果。Dan Hooper指出，我們無(wú)法研究、影響宇宙視界之外的事物，也不能與宇宙視界之外的事物進(jìn)行交流，因?yàn)槟浅隽斯庠谟钪嫘纬傻浆F(xiàn)在這段時(shí)間內(nèi)所能到達(dá)的最大距離。

宇宙視界之外可能有很多東西——恒星、星系，甚至是其他文明。但是由于它們發(fā)出的光永遠(yuǎn)無(wú)法到達(dá)地球上，所以我們無(wú)法接觸或看到它們。

但是宇宙視界正在改變。Hooper已經(jīng)研究出這將如何影響我們?cè)谟钪嬷械娜后w——天文學(xué)家稱之為“本星系群”。這是一個(gè)由大約50個(gè)附近的星系組成的集合體，它們被引力束縛在銀河系中，并將在未來(lái)的萬(wàn)億年里的某一時(shí)刻碰撞形成一個(gè)超級(jí)星系。

因此，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，“本星系群”有可能成為人類的家園。在十億年的時(shí)間里，我們甚至可以把它開拓為人類的殖民地，人類希望能從一個(gè)星系轉(zhuǎn)到另一個(gè)星系，從而在這個(gè)過(guò)程中能不斷地利用太陽(yáng)的能量。

然而，宇宙的加速膨脹使得它正在以一種逐漸增加頻率發(fā)射星系。Hooper說(shuō)：“因此，在接下來(lái)的大約1000億年里，所有處在“本星系群”之外的恒星都將超越宇宙的視界，不僅無(wú)法觀測(cè)到，而且完全無(wú)法進(jìn)入?！?/p>

這是關(guān)乎能否創(chuàng)造出更發(fā)達(dá)的文明的問(wèn)題，因?yàn)樗拗屏丝梢岳^續(xù)利用的新恒星的數(shù)量。

因此，Hooper所研究的問(wèn)題是，先進(jìn)的文明是否能做些什么來(lái)減輕這種宇宙加速擴(kuò)張的影響。答案是：可以。

首先,我們應(yīng)該了解一些背景知識(shí)。早在20世紀(jì)60年代，傳奇物理學(xué)家弗里曼·戴森提出了“戴森球”理論，他認(rèn)為，地球這樣的行星，本身蘊(yùn)藏的能源是非常有限的，不足以支撐其上的文明發(fā)展到更發(fā)達(dá)的階段。而在一個(gè)恒星——行星系統(tǒng)中，絕大部分能源來(lái)自恒星的能量都被浪費(fèi)掉了。他推測(cè)，先進(jìn)的文明將試圖從他們的太陽(yáng)中收集盡可能多的能量。最顯著的方法是用一個(gè)能捕獲所有光的球體來(lái)完全包圍這顆恒星，然后恒星產(chǎn)生的能量就可以被利用，而廢熱會(huì)輻射到太空中，就像亞毫米波或紅外光。只有這樣才可以長(zhǎng)期支持這個(gè)文明，使其發(fā)展到足夠的高度。

所謂的“戴森球”理論已經(jīng)達(dá)到了狂熱的地位?？苹米骷覀円呀?jīng)寫了很多關(guān)于這個(gè)理論的書。

更重要的是，天文學(xué)家們也一直在尋找“戴森球”必須生產(chǎn)的獨(dú)特的輻射信號(hào)，但迄今為止還沒(méi)有找到相應(yīng)的信號(hào)。

而Hooper的研究成果為這個(gè)故事增添了新的變數(shù)。他的想法是，一個(gè)足夠發(fā)達(dá)的文明應(yīng)該能夠建造一個(gè)球體，這個(gè)球體可以向一個(gè)特定的方向放射出廢物輻射。而這種輻射會(huì)加速球體以及它所包含的恒星向相反的方向加速。

隨著時(shí)間的推移，這個(gè)高度發(fā)達(dá)的文明可以利用這種技術(shù)來(lái)收集恒星作為能量的來(lái)源，從而使它們?cè)谟钪媾蛎洉r(shí)保持在宇宙的視界之內(nèi)。

這里涉及的一個(gè)重要的問(wèn)題是，什么樣的恒星適合這項(xiàng)工作。Hooper說(shuō)，大的恒星往往形成時(shí)間更早，它們的年齡更老，所以在被操縱時(shí)，它們更容易耗盡能量。但是另一方面，非常小的恒星產(chǎn)生的能量又很少，而且它們不能快速地加速。這些恒星都不具有迅速地移動(dòng)到足以停留在視界之內(nèi)的能力。

Hooper的結(jié)論是，與太陽(yáng)質(zhì)量相同的恒星可能最適合這種星系間的傳送。他說(shuō)，以這種方式聚集恒星將會(huì)使一個(gè)文明的可用的能量增加幾千倍。而這可能會(huì)讓他們的文明持續(xù)的更長(zhǎng)久。

Hooper的工作有一個(gè)可衡量的預(yù)測(cè)。如果某個(gè)足夠發(fā)達(dá)的文明已經(jīng)開始了這一恒星收集過(guò)程，天文學(xué)家就應(yīng)該可以觀測(cè)到。他總結(jié)說(shuō)：“這樣的文明可能會(huì)出現(xiàn)在半徑為數(shù)十兆的被‘戴森球’包圍的區(qū)域內(nèi)，其中大多數(shù)或所有的恒星比‘兩個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量’更輕?！?/p>

毫無(wú)疑問(wèn)，天文學(xué)家們會(huì)急切地尋找到這樣的信號(hào)。

然而，Hooper的工作依賴于兩個(gè)假設(shè)。首先，一個(gè)先進(jìn)的文明會(huì)試圖最大化其所能消耗的能源。這一點(diǎn)其實(shí)不確定，也許這個(gè)先進(jìn)的文明能學(xué)會(huì)如何有效利用他們所目前所擁有的東西。但地球肯定需要。

第二個(gè)假設(shè)是基于宇宙學(xué)家關(guān)于宇宙膨脹正在加速的觀點(diǎn)是正確的。而同樣，這點(diǎn)也是不確定的。

許多研究人員對(duì)宇宙將永遠(yuǎn)膨脹下去的觀點(diǎn)是持懷疑態(tài)度，而對(duì)于宇宙將膨脹正在加速的觀點(diǎn)則更加不認(rèn)同。也許他們之所以不認(rèn)同考慮最多的理由是，這種加速違背了能量守恒的原理，而這是現(xiàn)代物理學(xué)的基石。

一個(gè)高度發(fā)達(dá)的文明是有可能解決這個(gè)難題的。因此，在Hooper的設(shè)想中，“戴森球”的缺失可能只是我們的宇宙學(xué)家沒(méi)有發(fā)現(xiàn)正確的證據(jù)而已。

編譯組出品。編輯：郝鵬程