《戴森球》遗产：弗里曼·戴森关于外星超级结构的疯狂构想将永世流传

艺术家对戴森球体的诠释，戴森球体由卫星组成，可以收集恒星的能量。(图片:©Vedexent/Wikimedia Commons/CC-BY-2.5)

戴森(Freeman Dyson)可能已经去世了，但他那著名的寻找外星人的想法很可能会持续到未来很长一段时间。

戴森是一位量子物理学家，于2月28日去世，享年96岁。在2003年的一次采访中，他回忆起自己是如何首次提出“戴森球体”的概念的，这个概念可能会暴露出一个先进的外星文明的存在。这是通过1960年《科学》杂志上一篇题为“寻找人造恒星红外辐射源”的文章得出的结论。

戴森写这篇文章的时候，科学家们正开始利用射电望远镜寻找外星智慧生命的迹象。戴森说，1960年的那篇文章指出，无线电是搜索的绝佳媒介——但前提是外星人愿意交流。如果外星人保持沉默，你就需要利用红外传感器来寻找他们从太空中释放出来的热量。

戴森在2003年的一次45分钟的采访中说：“不幸的是，我在那句话的最后加上一句，我们要找的是一个人造生物圈。”电视频道。

他补充说，他想象着一群物体可以伪装成远处的灰尘，但他的措辞引发了一个意外的遗产。

“后来，科幻作家们掌握了它，并把生物圈想象成一个球体——它必须是某个又大又圆的球。于是，就有了这些奇怪的想法，最后出现在《星际迷航》(Star Trek)中。”

2000年3月22日，物理学家弗里曼·戴森在纽约联合国教堂中心。(图片来源:Jon Naso/纽约每日新闻档案馆，由盖蒂图片社提供)

戴森说，他的一个女儿给这位物理学家寄去了一盘1987年的《星际迷航：下一代》(Star Trek: the Next Generation)的录像带，名为《遗迹》。故事情节围绕着著名的美国企业号飞船发出的求救信号展开；该剧的粉丝们可能会想起《星际迷航:原剧》(Star Trek: the Original series)中的明星蒙哥马利·斯科特(Montgomery“Scotty”Scott，由詹姆斯·杜汉(James Doohan)饰演)的。

宇航员们在太空中发现了一个巨大的戴森球体——它确实被描绘成一个固体的球形物体——围绕着一颗恒星。根据《星际迷航》粉丝网站Memory Alpha的说法，如果我们把这个球体放在我们自己的太阳系里，它会大到几乎可以延伸到金星的轨道那么远。(在这一集中，戴森球体被解释为地球轨道直径的三分之二，而金星的轨道略大于这一点。)

“我看了(这一集)，哦，是的，它被清楚地标记为(戴森球)；戴森在采访中说。他补充说，“Dyson sphere”这个名字不太恰当，因为他最初的灵感来自20世纪30年代的科幻作家奥拉夫·斯特普顿(Olaf Stapledon)，后者在小说《造星人》(Star Maker)中首次提出了这个概念。

通过在他们的恒星周围放置大量的能量收集卫星，先进的文明可以创造出戴森球体。《遗迹》中的描述让我们对戴森球体有了当前流行的理解，戴森球体设想了一个巨大的结构围绕着一颗恒星，尽可能多地捕捉它的能量。

所以，当2015年科学家宣布一颗恒星表现出奇怪的行为，没有明显的波动模式时，大家会感到多么惊讶。探索小组提出了许多想法，包括这可能是一个现实生活中的戴森球体。这颗恒星(被称为KIC 8462852)在其他方面是一个不起眼的物体。它比地球上的太阳更热、更大，从宇宙的角度看，它与我们的距离并不遥远，距离我们的行星天鹅座约1480光年。

研究人员利用一项任务捕捉到这颗恒星怪异的光波动，该任务旨在一次观测恒星数年，以搜寻系外行星。这颗恒星出现在美国国家航空航天局(NASA)开普勒太空望远镜(Kepler space telescope)的数据中，在几天或一周的时间里，亮度突然降低了22%。事实上，并不是天文学家首先发现了这种模式；是民间科学家通过Zooniverse.org上的众包行星猎人项目检查开普勒的工作。

2015年，由天体物理学家Tabetha“Tabby”Boyajian(当时在耶鲁大学，现在在路易斯安那州立大学)领导的研究小组，最初无法通过诸如灰尘等自然现象来解释明暗变化。他们在《皇家天文学会月刊》上发表的发现论文迅速走红。根据发现者的名字，这颗恒星被命名为斑猫之星(后来又被命名为博亚吉安之星)；博亚简告诉dprenvip.com网站，她把戴森球体的想法归功于她的一位同事，而不是她自己。

她在一次采访中说，这篇论文最好的结果之一是，它促进了天文学家和那些寻找地外文明迹象的人之间的更多合作。“我们都在看同样的天空，同样的目标，但我们没有很好地融合，我们不参加同样的会议，我们不读同样的文件，”她补充道。

这种宣传的另一个令人高兴的副作用是，博亚金的团队得到了艾伦望远镜阵列(ATA)的时间，这是一个由42个无线电天线组成的网络，位于加利福尼亚北部，由地外文明搜索研究所(SETI)运作。大多数望远镜的观测时间都是有限的，因此，团队需要为如何利用这些时间写建议书。然后，其他天文学家会对这些建议进行审查，以确定谁将在预定的时间内获得望远镜。

博亚基和同事们写了一份一页纸的提案，一开始被拒绝了，但后来他们还是收到了使用ATA的邀请，“因为这是很好的宣传，”她说。额外的望远镜时间帮助博亚金的团队抓住了机会。2017年，当望远镜瞄准这颗恒星时，它变暗变亮了好几次，正如她的团队在2018年发表于《天体物理学杂志快报》(Astrophysical Journal Letters)上的一篇论文中讨论的那样。

“这真的很令人兴奋，因为我们能够实时观察到这一现象，并引发一系列其他的观察，从而真正研究在恒星前面发生了什么，”博亚基安回忆说。她补充说，这导致了“大量的数据”，因为研究小组检查了恒星在不同颜色光线下的光度。博亚吉安说，就在那时，研究小组发现被阻挡的蓝光比红光多，这表明阻挡物不可能是一个像完美的科幻戴森球体那样的固体物体。她解释说：“你可以想象，如果你让一个固体物体走到光源前面，它会均匀地挡住所有光源。”

到2019年，一些天文学家倾向于解释这颗恒星的怪异行为，比如成群的彗星或聚集的尘埃云，但博亚金认为这颗恒星值得更多的研究。(事实上，她正在写几篇关于KIC 8462852的新论文。)

“我们还没有找到一个自然的解释，”她说。他说:“一般来说，当一颗恒星周围有尘埃时，就会产生过量的红外线，也就是说，它发出的红外线波长更长。我们一点也看不见。

“除了这些观察，”她继续说，“我们对这颗恒星还有另一个非常奇怪的问题，因为它不仅有短期的亮度下降，而且还有一个多世纪以来非常长期的变异性。(以前)这颗恒星比现在亮20%以上。一切都受到了影响。”

有些人坚持戴森球体假说，博亚基安说，他援引了这样一种观点，即随着时间的推移，建筑可能正在改变光的模式。她补充说，在研究小组找到另一颗类似的恒星进行对比研究之前，KIC 8462852可能仍然是个谜。

“大自然比我们更有创造力，”她说，暗示着美国宇航局的凌日系外行星勘测卫星(TESS)可能在它研究的天空区域之一接收到信号，只要信号在300天内发生。相比之下，开普勒观测同一块天空达4年之久，其中有两年是在KIC 8462852突然变暗期间处于休眠状态。

TESS每27天在天空的不同区域之间旋转一次，大约每年将半球的视角从南转到北(反之亦然)一次。它的部分视场重叠在旋转序列之间，允许一个小的区域，一次可以研究几个月。

博亚吉安说，“hello”信号的较小可能性可能来自欧洲的盖亚任务，该任务正在监测10亿颗恒星的运动和光度变化等属性。由于盖亚不断地在天空的不同部分之间移动，它无法进行持续的监测——这意味着如果它发现了一些有趣的东西，任何观测都将是短暂的，需要另一个任务来跟踪。

在国际上对她的发现感到兴奋的时候，博亚健收到了戴森的一个熟人的邀请，让她联系这位著名的物理学家，当时戴森大约91岁。她给戴森写了一封电子邮件，简要解释了她的工作，以及科学家们如何努力解释KIC 8462852的行为。令她高兴的是，戴森仅在15分钟后就回复了她的祝贺。

戴森在给博亚健的电子邮件中写道：“这是天上动物园里的一种新生物，它将变得非常重要。”他将她的团队的发现与美国的Vela卫星在20世纪60年代发现的伽马射线暴进行了比较，Vela卫星的设计主要是用来探测核试验的。

戴森在那封电子邮件中写道，伽马暴发现背后的团队成员之一向他吐露了这一发现，并表示研究人员“对发表这一发现犹豫不决”，因为“这些射线似乎违反了物理学定律”。(在短短几秒钟内，伽马射线爆发所产生的能量相当于太阳100亿年的寿命所产生的能量。)

戴森鼓励研究人员展示他们目前的研究成果，相信随着时间的推移，会出现一些解释。于是，这本书出版了，几十年来引发了各种相互矛盾的解释。一代人之后，在1991年，美国宇航局的康普顿伽马射线天文台发射了伽马射线，并发现平均每天有一次射线爆发，从天空的各个地方发射出来。

康普顿发现爆发有两种类型——长时间爆发和短时间爆发——直到2005年这两种爆发的来源才被确定下来。长寿命的爆发来自于被称为超新星的非常强大的超新星爆炸。当两个残星(称为中子星)相互撞击形成黑洞，或黑洞吞噬中子星时，就会发生短暂的爆炸。

“这只是一封可爱的电子邮件，”博亚金这样评价戴森的话。她补充说，他的理论仍然与天文学相关，因为科学家们正在努力解决一个持续存在的问题，即考虑到我们宇宙的大小和地球人数十年来的不懈探索，为什么我们至今还没有发现有智慧的外星人。

博亚吉安说:“尽管我们发现了几十颗、几百颗、几千颗到处都是的行星，但没有迹象表明那里有智能生命，因为有一个扩音器对着我们尖叫，‘我们在这里。’”

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