正文 第250章 人造栖息地
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其内部物质的运动速度就需要越快，
才能支撑起这些重量。
你还可以在不同的角度建造另一个轨道环，
让它的位置比第一个轨道环稍高或者稍低一些。
这些轨道环其实不一定非要做成完美的圆形，
椭圆形也是可以的，
不过总体来说，圆形还是更合适一些。
毕竟我们最终要建造的是一个球体。
就这样，
你在不同的角度一个接一个地建造轨道环，
直到这些轨道环形成一个足够坚固的网状结构，
足以稳妥地支撑起整个壳体。
之后，你再在这个网状结构上铺上岩石、水和空气，
壳体世界的基础就搭建完成了。
不过，
除非人类已经掌握了可控核聚变技术，
否则建造这样一个壳体世界的可能性几乎为零。
这是因为，
首先，
建造这样的巨型结构以及维持轨道环的稳定运行，
都需要极其庞大的能源供应，
而可控核聚变正是这样一种理想的能源来源。
其次，
与旋转式栖息地相比，
建造壳体世界的物质消耗极其巨大，
只有可控核聚变技术，
或者人造黑洞技术的发展，
才能为这项浩大的工程提供合理的存在意义。
如果人类掌握了可控核聚变或者人造黑洞技术，
那么氢和氦这两种元素就会变得至关重要。
届时，
人类肯定希望能够将这些宝贵的资源储存在方便取用的地方。
我之前提到过，
无论壳体世界的规模大小，
每平方英尺的居住面积都需要消耗一百万吨的物质。
我们可以从能源的角度来换算一下这个概念。
如果你的填充材料完全由氢构成，
并且将这些氢全部转化为氦，
那么每一百万吨的氢就能释放出大约63x10????焦耳的能量。
而地球表面接收到的平均太阳辐射功率大约是每平方英尺30瓦，
换算下来，
每年每平方英尺的面积接收到的太阳能大约是十亿焦耳。
这就意味着，
壳体世界填充材料所蕴含的能量，
足以支撑这个栖息地运行大约600万亿年，
这个时间长度是太阳剩余寿命的十万倍还要多。
从本质上来说，
你其实是把填充材料当成了一个巨大的能量供应源。
你可以通过建造极高的“灯塔”来提供照明，
也可以在行星的内部放置一个人造太阳。
当填充材料的核聚变反应耗尽，
也就是600万亿年之后，
壳体世界的总质量会减少大约7，
相应地，
其表面的重力会降至原来的993。
这样微小的重力变化，
需要经过极其漫长的时间才会让生物产生适应的需求。
但如果你执意想要保持重力完全不变，
也可以缓慢地缩小壳体世界的体积来进行调整。
如果人类能够掌握黑洞或者暗物质的能量转换技术，
那么壳体世界的寿命还能再延长一百倍。
同时，
你可以通过持续缩小壳体的体积来维持重力稳定，
而体积的缩小又会降低栖息地运行所需的能量，
这会进一步延长壳体世界的寿命。
所以，
虽然壳体世界的物质消耗远远超过旋转式栖息地，
但从足够漫长的时间尺度来看，
壳体世界其实更加高效。
因为如果你的目标是建造一个能够延续万亿年的文明，
那么物质需求很大程度上就是为了满足能源供应。
我在讨论旋转式栖息地的时候曾经说过，
我们会将核聚变燃料储存在栖息地周围的非旋转储罐中，
这些储罐同时还能起到抵御辐射和陨石撞击的防护作用。
但如果你要建造的是一个能够延续万亿年的文明，
那么将燃料储存在栖息地内部会是更明智的选择，
因为这些燃料还能同时起到提供重力的作用。
你也可以在像火星这样已经存在的星球上建造壳体结构。
这种做法可以让你逐步开采星球内部的物质，
然后用充满高压气体的储罐或者深埋地下的轨道环来替代这些被开采的物质，
轨道环可以在需要的时候启动运行。
很多时候，
当我们谈论戴森球或者戴森云的时候，
总会有人问我，
人类最终是否会拆解地球来获取更多建造材料。
而我的答案是，
我认为人类很可能不会这么做，
取而代之的是将地球内部挖空，
然后改造成一个壳体世界。
这就引出了壳体世界的另一种变体——马托沙壳体世界。
在这种设计中，
壳体世界并非只有一层外壳，
而是拥有多层结构。
我甚至认为，
地球本身最终也会朝着这个方向演变。
毕竟，人类对自己的母星有着深厚的情感羁绊。
你可以在第一层壳体的外围再建造一层壳体，
然后再建造下一层，
以此类推。
你也可以向内建造更多的壳体层。
要让每一层壳体表面都保持相同的重力，
其实并没有那么困难。
这里有一个很有趣的知识点：
当你处于一个球状壳体的内部时，
你不会受到这个壳体任何方向的引力作用，
因为壳体各个方向的引力会相互抵消。
所以，
对于你所居住的那一层壳体来说，
它上方的所有壳体层都不会对它产生任何引力影响。
相反，
你所居住的壳体层的质量，
会对其上方各层壳体产生引力作用。
因此，
你只需要确保每一层壳体的总质量，
都与它到中心的距离相匹配就可以了。
举个例子，
暂时忽略大气的影响，
如果我在距离地球表面40英里的高空建造一层壳体，
这个高度大约是地球半径的1，
那么在这个高度上，
地球的引力会比地表减弱大约2。
这就意味着，
我需要在这层壳体中增加相当于地球质量2的物质，
才能让壳体表面的重力与地表相同。
如果在80英里的高空再建造一层壳体，
就需要增加相当于地球质量4的物质。
不过，
低层壳体的质量可以计入高层壳体所需的总质量之中。
马托沙壳体世界的规模可以建造得非常巨大，本章未完，点击下一页继续阅读
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其内部物质的运动速度就需要越快，
才能支撑起这些重量。
你还可以在不同的角度建造另一个轨道环，
让它的位置比第一个轨道环稍高或者稍低一些。
这些轨道环其实不一定非要做成完美的圆形，
椭圆形也是可以的，
不过总体来说，圆形还是更合适一些。
毕竟我们最终要建造的是一个球体。
就这样，
你在不同的角度一个接一个地建造轨道环，
直到这些轨道环形成一个足够坚固的网状结构，
足以稳妥地支撑起整个壳体。
之后，你再在这个网状结构上铺上岩石、水和空气，
壳体世界的基础就搭建完成了。
不过，
除非人类已经掌握了可控核聚变技术，
否则建造这样一个壳体世界的可能性几乎为零。
这是因为，
首先，
建造这样的巨型结构以及维持轨道环的稳定运行，
都需要极其庞大的能源供应，
而可控核聚变正是这样一种理想的能源来源。
其次，
与旋转式栖息地相比，
建造壳体世界的物质消耗极其巨大，
只有可控核聚变技术，
或者人造黑洞技术的发展，
才能为这项浩大的工程提供合理的存在意义。
如果人类掌握了可控核聚变或者人造黑洞技术，
那么氢和氦这两种元素就会变得至关重要。
届时，
人类肯定希望能够将这些宝贵的资源储存在方便取用的地方。
我之前提到过，
无论壳体世界的规模大小，
每平方英尺的居住面积都需要消耗一百万吨的物质。
我们可以从能源的角度来换算一下这个概念。
如果你的填充材料完全由氢构成，
并且将这些氢全部转化为氦，
那么每一百万吨的氢就能释放出大约63x10????焦耳的能量。
而地球表面接收到的平均太阳辐射功率大约是每平方英尺30瓦，
换算下来，
每年每平方英尺的面积接收到的太阳能大约是十亿焦耳。
这就意味着，
壳体世界填充材料所蕴含的能量，
足以支撑这个栖息地运行大约600万亿年，
这个时间长度是太阳剩余寿命的十万倍还要多。
从本质上来说，
你其实是把填充材料当成了一个巨大的能量供应源。
你可以通过建造极高的“灯塔”来提供照明，
也可以在行星的内部放置一个人造太阳。
当填充材料的核聚变反应耗尽，
也就是600万亿年之后，
壳体世界的总质量会减少大约7，
相应地，
其表面的重力会降至原来的993。
这样微小的重力变化，
需要经过极其漫长的时间才会让生物产生适应的需求。
但如果你执意想要保持重力完全不变，
也可以缓慢地缩小壳体世界的体积来进行调整。
如果人类能够掌握黑洞或者暗物质的能量转换技术，
那么壳体世界的寿命还能再延长一百倍。
同时，
你可以通过持续缩小壳体的体积来维持重力稳定，
而体积的缩小又会降低栖息地运行所需的能量，
这会进一步延长壳体世界的寿命。
所以，
虽然壳体世界的物质消耗远远超过旋转式栖息地，
但从足够漫长的时间尺度来看，
壳体世界其实更加高效。
因为如果你的目标是建造一个能够延续万亿年的文明，
那么物质需求很大程度上就是为了满足能源供应。
我在讨论旋转式栖息地的时候曾经说过，
我们会将核聚变燃料储存在栖息地周围的非旋转储罐中，
这些储罐同时还能起到抵御辐射和陨石撞击的防护作用。
但如果你要建造的是一个能够延续万亿年的文明，
那么将燃料储存在栖息地内部会是更明智的选择，
因为这些燃料还能同时起到提供重力的作用。
你也可以在像火星这样已经存在的星球上建造壳体结构。
这种做法可以让你逐步开采星球内部的物质，
然后用充满高压气体的储罐或者深埋地下的轨道环来替代这些被开采的物质，
轨道环可以在需要的时候启动运行。
很多时候，
当我们谈论戴森球或者戴森云的时候，
总会有人问我，
人类最终是否会拆解地球来获取更多建造材料。
而我的答案是，
我认为人类很可能不会这么做，
取而代之的是将地球内部挖空，
然后改造成一个壳体世界。
这就引出了壳体世界的另一种变体——马托沙壳体世界。
在这种设计中，
壳体世界并非只有一层外壳，
而是拥有多层结构。
我甚至认为，
地球本身最终也会朝着这个方向演变。
毕竟，人类对自己的母星有着深厚的情感羁绊。
你可以在第一层壳体的外围再建造一层壳体，
然后再建造下一层，
以此类推。
你也可以向内建造更多的壳体层。
要让每一层壳体表面都保持相同的重力，
其实并没有那么困难。
这里有一个很有趣的知识点：
当你处于一个球状壳体的内部时，
你不会受到这个壳体任何方向的引力作用，
因为壳体各个方向的引力会相互抵消。
所以，
对于你所居住的那一层壳体来说，
它上方的所有壳体层都不会对它产生任何引力影响。
相反，
你所居住的壳体层的质量，
会对其上方各层壳体产生引力作用。
因此，
你只需要确保每一层壳体的总质量，
都与它到中心的距离相匹配就可以了。
举个例子，
暂时忽略大气的影响，
如果我在距离地球表面40英里的高空建造一层壳体，
这个高度大约是地球半径的1，
那么在这个高度上，
地球的引力会比地表减弱大约2。
这就意味着，
我需要在这层壳体中增加相当于地球质量2的物质，
才能让壳体表面的重力与地表相同。
如果在80英里的高空再建造一层壳体，
就需要增加相当于地球质量4的物质。
不过，
低层壳体的质量可以计入高层壳体所需的总质量之中。
马托沙壳体世界的规模可以建造得非常巨大，