黑洞不僅僅是吞噬周?chē)磺械木薮笪矬w--它們也是宇宙中最大和最穩定的能源之一。 這將使它們對于需要大量能量的文明類(lèi)型來(lái)說(shuō)是非常寶貴的，例如第二類(lèi)卡達舍夫文明。 但是為了利用所有這些能量，該文明將不得不用能夠捕獲它所發(fā)射的能量的東西來(lái)包圍整個(gè)黑洞。

　　一個(gè)潛在的解決方案是戴森球--一種恒星巨型工程項目，它將整個(gè)恒星(或者，在這種情況下的一個(gè)黑洞)包裹在一個(gè)人工護套中，以捕獲其中心物體所發(fā)出的所有能量。 但是，即使它能夠捕捉到黑洞發(fā)射的所有能量，球體本身仍然會(huì )受到熱損失的影響。 根據臺灣清華大學(xué)研究人員領(lǐng)導的一個(gè)國際團隊發(fā)表的新研究，這種熱損失會(huì )使我們看到它。

　　顯然，目前還沒(méi)有發(fā)現這種結構。然而，這篇論文證明了這樣做是可能的，盡管沒(méi)有可見(jiàn)光穿過(guò)球體表面，而且黑洞以其作為光匯而非光源而聞名。為了了解我們將如何檢測這樣一個(gè)系統，首先，了解該系統將被設計成什么樣子會(huì )很有幫助。

　　作者研究了潛在的戴森球可以在黑洞周?chē)占牧N不同的能量來(lái)源。 它們是無(wú)處不在的宇宙微波背景輻射(無(wú)論球體放在哪里都會(huì )被這種輻射沖刷)、黑洞的霍金輻射、它的吸積盤(pán)、它的邦迪吸積、它的日冕以及它的相對論噴流。

　　半人馬座A的綜合圖像，顯示了從該星系的中心黑洞中出現的噴流，以及相關(guān)的伽馬輻射。

　　這些能源中的一些比其他的要高得多，其中來(lái)自黑洞吸積盤(pán)的能量在潛在能量捕獲方面處于領(lǐng)先地位。其他類(lèi)型的能源將需要完全不同的工程挑戰，例如捕捉從黑洞兩極射出的相對論噴流的動(dòng)能。尺寸顯然對這些黑洞釋放出多少能量起著(zhù)很大的作用。作者主要關(guān)注的是恒星質(zhì)量的黑洞，作為與其他潛在能量來(lái)源的良好比較點(diǎn)。在這種尺寸下，僅吸積盤(pán)就能提供數百倍于主序星的能量輸出。

　　用目前已知的材料不可能在任何這么大的物體周?chē)ㄔ煲粋€(gè)戴森球。但是有興趣接受這種工程挑戰的文明類(lèi)型，很可能擁有比我們今天更強大的材料?；蛘?，他們可以用已知的材料來(lái)創(chuàng )造一個(gè)戴森球體或戴森氣泡，這不需要那么多的材料強度，但會(huì )損失一些完整球體所能捕獲的能量，并且在協(xié)調軌道路徑和其他因素時(shí)增加多層復雜性。任何這樣的結構都必須在吸積盤(pán)之外，才能從黑洞發(fā)出的能量中獲得全部好處。

　　即使是圍繞一個(gè)恒星質(zhì)量的黑洞的單一球體，也足以將創(chuàng )造它的任何文明推到第二類(lèi)領(lǐng)域，使其擁有目前技術(shù)無(wú)法想象的動(dòng)力輸出水平。但是，即使是這樣一個(gè)強大的文明，也很可能無(wú)法彎曲物理學(xué)定律。 無(wú)論功率水平如何，其中的一部分都會(huì )因熱量而流失。

　　對天文學(xué)家來(lái)說(shuō)，熱量只是光的另一種形式--準確地說(shuō)，是紅外線(xiàn)。 根據研究人員的說(shuō)法，黑洞周?chē)拇魃蝮w發(fā)出的熱量應該可以被我們目前的望遠鏡檢測到，比如廣域紅外測量探測器和斯隆數字天空測量?jì)x，至少在 10 個(gè)千秒差距( 一個(gè)秒差距是大約 3.26 光年)的距離內。 這大約是整個(gè)銀河系距離的1/3。無(wú)論它們有多近，它們都不會(huì )像傳統的恒星那樣出現，但可以用通常用于尋找系外行星的徑向速度法來(lái)探測。

　　斯隆數字天空觀(guān)測，可能發(fā)現黑洞周?chē)鷿撛诖魃虻耐h鏡之一。

　　雖然這是有用的理論工作，但肯定還沒(méi)有任何證據表明任何這樣的結構存在--費米悖論仍然存在。 但是考慮到我們已經(jīng)在收集這些望遠鏡的所有數據，再掃描一次，檢查一下是否恰好有熱輻射，可能會(huì )很有趣。這將是值得花時(shí)間去尋找可能是這樣一個(gè)根本性的突破性發(fā)現。
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