一项来自格拉斯哥大学的新研究为“戴森球”这一科幻概念注入了科学可能性。科学家通过数学建模发现,特定设计的巨型太空结构或能在恒星引力与辐射压力的平衡中实现自稳定运行,从而为搜寻地外文明提供全新视角。
“戴森球”概念最早由物理学家弗里曼·戴森于1960年提出。他设想,高度发达的外星文明可能通过建造环绕恒星的巨型结构,大规模采集恒星能量以支撑文明扩张。这一理论催生了“恒星引擎”与“戴森泡”两种主流模型:前者通过反射盘利用恒星辐射产生推力,将整个恒星系转化为移动航天器;后者则由无数小型能量收集器组成密集云团,环绕恒星运行。
长期以来,这类结构的可行性面临核心质疑——规模越庞大,维持稳定所需的能量调控与工程干预越复杂。格拉斯哥大学工程科学教授科林·麦金尼斯在《英国皇家天文学会月刊》发表的论文中,通过重构数学模型破解了这一难题。他将戴森球视为扩展物体而非质点,重点分析引力与辐射压力的动态平衡机制。
研究显示,“恒星引擎”的稳定性取决于反射盘的质量分布。若质量集中于外环支撑结构,而非均匀覆盖盘面,系统可借助离心力与辐射压力的相互作用实现被动稳定。对于“戴森泡”,麦金尼斯提出由低质量反射器组成的高密度云团模型:当云团规模突破临界值后,其自身引力不足以引发结构坍缩,反而能通过辐射压力维持稳定构型。
“SETI领域始终关注恒星周围的超大型人工结构,但此前缺乏对其动力学机制的量化分析。”麦金尼斯在采访中表示,“我们的模型证明,通过特定工程设计,这些结构无需持续人工干预即可持续运行,这为观测目标筛选提供了理论依据。”
该研究通过简化物理模型验证了概念可行性,但实际构建仍面临材料强度、轨道维持等工程挑战。麦金尼斯强调,当前工作旨在为地外文明搜寻提供理论框架,而非设计具体建造方案。“若宇宙中存在高级文明,它们可能已掌握这类技术。理解其运行原理,能帮助我们更精准地定位潜在观测信号。”












