戴森球一定要包住恆星嗎？台灣清華大學的研究團隊有另一種想法

我們對宇宙最大的疑問之一就是：有外星人嗎？他們的技術又如何呢？如果我們所討論的技術是戴森球（Dyson Sphere），一項來自台灣國立清華大學的研究為這些問題提供了部分答案。

在這項研究中，團隊考慮的是更為先進的II型或III型文明的能量來源，有關文明的分級詳見卡爾達肖夫指數（Kardashev Scale ）；高等文明所需要的能量遠超目前人類所使用的資源，其中黑洞的吸積盤、冕和相對論性噴流可能是II型文明的潛在發電站，對於一個恆星級黑洞而言，即使愛丁頓光度（Eddington luminosity）比例很低，吸積盤上也能夠提供比主序星本身高出數百倍的能量。

研究團隊分析了三種不同大小的黑洞，分別為五倍、二十倍和四百萬倍太陽質量的黑洞，其中四百萬倍太陽質量即為銀河系中心本身的超大質量黑洞，這可能會是維持III型文明所必須的能量，過去常認為黑洞是宇宙中的消費者，實際上它們也可以成為生產者，且其產能比率比核融合反應（僅0.7%）高得多，此外，在製作戴森球時，相比於覆蓋恆星所耗費的總材料，在黑洞的吸積盤處將能夠減少數萬倍乃至數百萬倍的製作材料，畢竟若將太陽縮成黑洞，其半徑也僅僅只有三公里。

清華大學的蕭予揚指出，圍繞黑洞旋轉的物質吸積盤，由於摩擦加熱達到數百萬度，在吸積盤處可以收集最大達太陽光度的十萬倍能量，而這足以維持II型文明所需。此外，如果這個戴森球不僅僅只是收集電磁輻射，還從噴流中收集其它類型的能量，那麼戴森球所收集的總能量會多五倍。

這種結構可以被多波段的光學儀器檢測到，較熱的戴森球容易被紫外波段所觀察到，而較冷的戴森球則容易在紅外波段發現。然而，考慮到活躍的黑洞已經在這兩個波長範圍內發出了大量的輻射，且星際中的塵埃亦會影響光譜的特徵，因此，即使真的探測到，還需要更多的證據來證明，故研究小組建議進行其它種類的間接測量，譬如受到戴森球的細微影響時所產生光線的變化，或許能夠揭開這些結構的藏身處。

【圖：維基百科；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2021年7月1日出版的英國《皇家天文學會月報》標題是：A Dyson sphere around a black hole

【補充資料】
卡爾達肖夫指數：是根據一個文明所能夠利用的能源量級，來量度文明層次及技術先進程度的一種假說
使愛丁頓光度：是吸積天體所能達到的最大光度