WEBVTT

00:00:07.814 --> 00:00:09.720
想像在遙遠的未來，

00:00:09.720 --> 00:00:12.925
人類能夠到地球以外的地方，

00:00:12.925 --> 00:00:17.019
在數千光年以外的星球上打造城市，

00:00:17.019 --> 00:00:21.516
維持銀河的貿易與交通網路。

00:00:21.516 --> 00:00:25.444
我們的文明需要什麼
才能達成這樣的大躍進？

00:00:25.444 --> 00:00:27.138
有許多要考量的——

00:00:27.138 --> 00:00:28.612
我們要如何通訊？

00:00:28.612 --> 00:00:31.087
銀河政府會是什麼模樣？

00:00:31.087 --> 00:00:33.758
還有，最基本的考量之一：

00:00:33.823 --> 00:00:37.616
我們要從哪裡找到足夠的能源
來供應文明使用——

00:00:37.616 --> 00:00:40.921
用在產業上、用來將外星環境地球化、

00:00:40.921 --> 00:00:42.873
用在星艦上？

NOTE Paragraph

00:00:43.582 --> 00:00:47.392
不斷演化的文明
對能源的需求會不斷增加，

00:00:47.392 --> 00:00:52.242
天文學家尼古拉 · 卡爾達肖夫
提出了一種尺度來將之量化。

00:00:52.502 --> 00:00:56.452
在演化的第一階段，
也是我們現在所處的階段，

00:00:56.452 --> 00:00:59.832
地球上的燃料來源，如化石燃料、

00:00:59.832 --> 00:01:02.434
太陽能板，以及核能發電廠，

00:01:02.434 --> 00:01:04.246
大概足以供應

00:01:04.246 --> 00:01:07.139
我們這太陽系中
其他星球的定居所。

00:01:07.139 --> 00:01:09.483
但無法超出這範圍太多。

00:01:09.956 --> 00:01:13.165
對於第三階段
也就是最終階段的文明而言，

00:01:13.165 --> 00:01:16.234
銀河規模的擴張所需的能量

00:01:16.245 --> 00:01:22.225
大約是我們的太陽
每秒釋放的 385 佑（10²⁴）焦耳

00:01:22.225 --> 00:01:25.726
再乘以一千億倍。

00:01:26.065 --> 00:01:28.965
除了奇異物理的突破之外，

00:01:28.965 --> 00:01:32.350
就只有一個能源來源
可以滿足這個條件：

00:01:32.350 --> 00:01:35.135
超大質量黑洞。

NOTE Paragraph

00:01:35.582 --> 00:01:39.547
將黑洞視為能源違反直覺，

00:01:39.547 --> 00:01:44.033
但實情就是如此，
因為它們具有吸積盤：

00:01:44.033 --> 00:01:46.937
由落入事件視界的物質

00:01:46.937 --> 00:01:49.841
所形成的圓形扁平結構。

NOTE Paragraph

00:01:50.063 --> 00:01:53.100
因為角動能守恆，

00:01:53.100 --> 00:01:57.006
那裡的粒子不會直直落入黑洞當中。

00:01:57.006 --> 00:02:00.215
反之，它們會緩慢地
以螺旋軌道移動。

00:02:00.215 --> 00:02:03.606
因為黑洞的引力場很強，

00:02:03.606 --> 00:02:07.175
當這些粒子越緩緩接近事件視界時，

00:02:07.175 --> 00:02:10.014
它們的位能會轉換為動能。

00:02:10.014 --> 00:02:12.935
粒子交互作用會讓這種動能

00:02:12.935 --> 00:02:15.494
被放射到太空中，

00:02:15.494 --> 00:02:19.037
且物質轉為能量的效率高得驚人：

00:02:19.037 --> 00:02:21.918
非旋轉黑洞是 6%，

00:02:21.918 --> 00:02:25.449
旋轉黑洞高達 32%。

00:02:26.066 --> 00:02:31.323
這遠超過目前最有效率且廣為使用的

00:02:31.323 --> 00:02:35.107
能量粹取機制：核融合，

00:02:35.464 --> 00:02:39.662
核融合只能將鈾原子的 0.08%

00:02:39.662 --> 00:02:42.340
轉換為能量。

NOTE Paragraph

00:02:42.629 --> 00:02:46.943
若要利用這種力量，
關鍵在於戴森球，

00:02:46.943 --> 00:02:51.773
物理學家弗里曼 · 戴森
發明出來的一種結構。

00:02:52.217 --> 00:02:56.977
在六○年代，戴森提出一個理論，
他認為先進的行星文明

00:02:56.977 --> 00:03:01.058
能夠在主星球的周圍
建造出一個人工球體，

00:03:01.058 --> 00:03:05.614
捕捉所有從星球放射出去的
能量，來滿足他們的需求。

00:03:06.209 --> 00:03:08.762
理論上，可以把類似

00:03:08.762 --> 00:03:12.662
但複雜許多的設計應用在黑洞上。

00:03:12.799 --> 00:03:17.476
為了產生能量，
必須持續「餵食」黑洞，

00:03:17.476 --> 00:03:20.602
所以不能用球體把它整個包住。

00:03:20.602 --> 00:03:23.724
就算我們真的做了，
許多超大質量黑洞

00:03:23.724 --> 00:03:26.155
從兩極所放射出的電漿噴流

00:03:26.155 --> 00:03:30.134
也會把任何擋在路上的結構給粉碎。

NOTE Paragraph

00:03:30.134 --> 00:03:33.829
所以，我們可能要
改成設計一種戴森環，

00:03:33.829 --> 00:03:37.135
由遠端控制的大型收集器所組成。

00:03:37.135 --> 00:03:40.024
它們會成群移動，
繞著黑洞形成一個環，

00:03:40.024 --> 00:03:43.935
也許這個環會和吸積盤
在同一個平面上，但更外圍。

00:03:44.024 --> 00:03:46.919
這些裝置可以用類似鏡子的面板

00:03:46.919 --> 00:03:50.233
將收集到的能量傳輸給電廠，

00:03:50.233 --> 00:03:52.602
或放入電池中儲存。

00:03:52.825 --> 00:03:57.776
我們必須要確保這些收集器
被建造在正確的半徑上，

00:03:57.776 --> 00:04:00.883
太靠近黑洞，它們會被
放射出來的能量給熔化。

00:04:00.883 --> 00:04:05.639
太遠就只能收集到
可得能量中的一小部分，

00:04:05.639 --> 00:04:09.099
且可能會被繞行黑洞的星體給打斷。

00:04:09.331 --> 00:04:13.091
我們可能會需要如赤鐵礦
這類高度反射性的材料，

00:04:13.091 --> 00:04:16.990
且需要等同好幾個地球的量，
才能建造完整的系統——

00:04:17.218 --> 00:04:20.139
另外再多拆解幾個行星

00:04:20.139 --> 00:04:23.001
來製造一支建設機器人軍團。

00:04:23.053 --> 00:04:27.346
一旦建造出來，戴森環
會是一項技術傑作，

00:04:27.346 --> 00:04:32.069
供給能源給散佈在
銀河系各處的文明。

NOTE Paragraph

00:04:32.495 --> 00:04:35.141
這一切可能像是狂野的推測。

00:04:35.141 --> 00:04:38.291
但，就連現在，在我們
目前的能源危機中，

00:04:38.291 --> 00:04:41.763
我們也面臨到地球上的資源有限。

00:04:41.795 --> 00:04:45.862
永遠都會需要製造
永續能源的新方法，

00:04:45.862 --> 00:04:48.425
特別是當人類正在朝向

00:04:48.425 --> 00:04:51.709
我們物種的生存與科技進展努力。

00:04:52.035 --> 00:04:54.973
也許在外頭某處已經有一個文明

00:04:54.973 --> 00:04:57.933
成功征服了這些天文巨物。

00:04:58.055 --> 00:04:59.935
我們可能可以看得出來，

00:04:59.935 --> 00:05:04.675
因為能夠看見當部分戴森環
通過我們和他們之間時，

00:05:04.675 --> 00:05:08.133
黑洞放射出來的光
會有週期性地變暗。

00:05:08.311 --> 00:05:13.081
或者，也許這些超級結構
注定永遠都只會是理論。

00:05:13.165 --> 00:05:16.274
只有時間和我們的科學創造力

00:05:16.274 --> 00:05:17.847
才能斷定一切。