正文 第250章 人造栖息地
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只要确保它的平均密度能够随着体积的增大而相应降低就行。
因为空气的密度大约是地球平均密度的五千分之一，
是水的密度的千分之一，
所以在密度成为限制因素之前，
你可以建造出体积极其庞大的壳体世界。
当然，
你不能只是简单地建造一个巨大的空气球，
而不通过加压来提高空气的密度。
但如果采用多层壳体的设计，
就可以避免这个问题。
而且，
如果各层壳体之间的距离足够远，
你甚至可以让靠近外层真空区域的壳体层保持较低的气体密度，
这和我们地球大气层的结构很相似，
海拔越高，空气密度就越低。
每一层壳体的高度可以根据实际需求来设计，
既可以只有几百英尺高，
也可以达到几百英里高。
当然，
如果建造的是这种多层结构的壳体世界，
就必须为其提供人工照明，
同时还要解决散热的问题。
实际上，
无论是植物的生长，
还是人类的视觉需求，
都不需要正午时分晴空万里下那么强的光照。
所以，
你可以将人工光源的亮度调低很多。
同时，
你也可以将热量向外排出。
这类壳体世界的许多设计方案中，
除了使用轨道环之外，
还会采用之前讨论过的太空喷泉技术，
来支撑各个壳体层。
而这些太空喷泉，
同时也可以作为散热的通道。
壳体世界最外层的壳体，
可以设计成和地球表面一样的自然景观。
不过，
你也可以选择将最外层壳体设计成一个高效的热泵系统，
并将其表面制作成凹凸不平的形状，
以此来最大化辐射散热的效率。
在一些以黑洞为核心的壳体世界设计方案中，
则可以采用另一种散热方式——
将热量直接排放到黑洞中。
不过，
这种做法是否可行，
很大程度上取决于黑洞的热力学特性。
而目前，
我们还无法确定是否真的可以像这样将热量直接倾倒入黑洞。
如果这种方法确实可行，
那么壳体世界的层数就几乎没有任何限制了。
但如果只能通过红外线辐射的方式来散热，
那么壳体的层数就会受到限制，
可能最多只能建造不到一百层。
有时候，
我们会思考人类能够建造的最大人造栖息地究竟有多大。
而壳体世界就是一个很好的例子。
你甚至可以围绕白矮星、中子星来建造壳体世界，
利用这些天体来获取能源。
你甚至可以围绕银河系中心的超大质量黑洞来建造。
银河系中心黑洞的质量大约是地球的万亿倍，
围绕它建造的壳体世界，
其居住面积也将是地球的万亿倍。
相比之下，
戴森球所能提供的居住面积也不过是地球的十亿倍左右，
而且壳体世界每增加一层，
居住面积就会翻倍。
这样的巨型壳体世界，
其直径甚至会超过冥王星的轨道直径。
不过，
它拥有相当于百万颗太阳的质量和能量，
足以支撑它运行的时间，
远远超过普通恒星的寿命。
我一直都很喜欢这个概念。
想象一下，
在银河系的中心，
存在着一个体积无比庞大的世界，
它的居住面积是地球的数万亿倍，
这样的世界，
似乎就是银河帝国首都的终极形态。
这类巨型建筑有一个共同的特点，
那就是它们拥有极其漫长的寿命。
甚至它们自身产生的重力，
也有助于防止气体泄漏，
避免物质的缓慢流失。
这也是我为什么会在讨论中提到白矮星、中子星和黑洞的原因。
除非你的目标是建造一个能够延续极长时间、
甚至比普通恒星寿命还要长的文明，
否则建造这样的壳体世界并没有太大的实际意义。
当然，
如果人类将来能够找到操控暗物质的方法，
那么壳体世界的建造将会迎来新的突破。
暗物质是宇宙中绝大多数物质的存在形式，
其总量远远超过岩石等普通物质。
它将成为一种极其理想的填充材料。
到目前为止，
我们对暗物质的了解还非常有限，
只知道它能够产生引力。
但如果我们能够收集并约束暗物质，
那么它很可能会有各种各样的用途。
不过，
我们目前唯一可以确定的用途，
就是将它作为壳体世界的填充材料来产生重力。
当然，
这也可能是它唯一的用途。
但以我们目前的科技水平，
还无法实现收集暗物质并将其封闭在壳体世界内部的目标。
或许，
这是一个永远都无法实现的目标。
不过，
壳体世界的概念在科幻作品中非常有趣，
但遗憾的是，
它在科幻作品中的出场率并不高。
毕竟，
我们这个系列节目，
既涉及纯粹的科学理论，
也包含科幻概念的探讨，
所以壳体世界绝对值得我们深入研究。
通常来说，
人们之所以不看好壳体世界，
认为它永远不会被真正建造出来，
是因为和旋转式栖息地相比，
它的物质消耗实在太过巨大。
但如果你追求的是万亿年尺度的文明延续，
或者你希望地球在基本保持原貌的前提下变得更大，
那么壳体世界就会开始变得具有现实可行性了。
所以，
壳体世界并不仅仅是一个“人类有能力建造，所以才去建造”的工程。
下一次，
我们将探讨一种真正意义上“人类有能力建造，所以才去建造”的巨型建筑——
扁平的圆盘状地球世界。
我们会尝试向大家证明，
这类建筑其实并没有人们想象的那么不切实际。
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只要确保它的平均密度能够随着体积的增大而相应降低就行。
因为空气的密度大约是地球平均密度的五千分之一，
是水的密度的千分之一，
所以在密度成为限制因素之前，
你可以建造出体积极其庞大的壳体世界。
当然，
你不能只是简单地建造一个巨大的空气球，
而不通过加压来提高空气的密度。
但如果采用多层壳体的设计，
就可以避免这个问题。
而且，
如果各层壳体之间的距离足够远，
你甚至可以让靠近外层真空区域的壳体层保持较低的气体密度，
这和我们地球大气层的结构很相似，
海拔越高，空气密度就越低。
每一层壳体的高度可以根据实际需求来设计，
既可以只有几百英尺高，
也可以达到几百英里高。
当然，
如果建造的是这种多层结构的壳体世界，
就必须为其提供人工照明，
同时还要解决散热的问题。
实际上，
无论是植物的生长，
还是人类的视觉需求，
都不需要正午时分晴空万里下那么强的光照。
所以，
你可以将人工光源的亮度调低很多。
同时，
你也可以将热量向外排出。
这类壳体世界的许多设计方案中，
除了使用轨道环之外，
还会采用之前讨论过的太空喷泉技术，
来支撑各个壳体层。
而这些太空喷泉，
同时也可以作为散热的通道。
壳体世界最外层的壳体，
可以设计成和地球表面一样的自然景观。
不过，
你也可以选择将最外层壳体设计成一个高效的热泵系统，
并将其表面制作成凹凸不平的形状，
以此来最大化辐射散热的效率。
在一些以黑洞为核心的壳体世界设计方案中，
则可以采用另一种散热方式——
将热量直接排放到黑洞中。
不过，
这种做法是否可行，
很大程度上取决于黑洞的热力学特性。
而目前，
我们还无法确定是否真的可以像这样将热量直接倾倒入黑洞。
如果这种方法确实可行，
那么壳体世界的层数就几乎没有任何限制了。
但如果只能通过红外线辐射的方式来散热，
那么壳体的层数就会受到限制，
可能最多只能建造不到一百层。
有时候，
我们会思考人类能够建造的最大人造栖息地究竟有多大。
而壳体世界就是一个很好的例子。
你甚至可以围绕白矮星、中子星来建造壳体世界，
利用这些天体来获取能源。
你甚至可以围绕银河系中心的超大质量黑洞来建造。
银河系中心黑洞的质量大约是地球的万亿倍，
围绕它建造的壳体世界，
其居住面积也将是地球的万亿倍。
相比之下，
戴森球所能提供的居住面积也不过是地球的十亿倍左右，
而且壳体世界每增加一层，
居住面积就会翻倍。
这样的巨型壳体世界，
其直径甚至会超过冥王星的轨道直径。
不过，
它拥有相当于百万颗太阳的质量和能量，
足以支撑它运行的时间，
远远超过普通恒星的寿命。
我一直都很喜欢这个概念。
想象一下，
在银河系的中心，
存在着一个体积无比庞大的世界，
它的居住面积是地球的数万亿倍，
这样的世界，
似乎就是银河帝国首都的终极形态。
这类巨型建筑有一个共同的特点，
那就是它们拥有极其漫长的寿命。
甚至它们自身产生的重力，
也有助于防止气体泄漏，
避免物质的缓慢流失。
这也是我为什么会在讨论中提到白矮星、中子星和黑洞的原因。
除非你的目标是建造一个能够延续极长时间、
甚至比普通恒星寿命还要长的文明，
否则建造这样的壳体世界并没有太大的实际意义。
当然，
如果人类将来能够找到操控暗物质的方法，
那么壳体世界的建造将会迎来新的突破。
暗物质是宇宙中绝大多数物质的存在形式，
其总量远远超过岩石等普通物质。
它将成为一种极其理想的填充材料。
到目前为止，
我们对暗物质的了解还非常有限，
只知道它能够产生引力。
但如果我们能够收集并约束暗物质，
那么它很可能会有各种各样的用途。
不过，
我们目前唯一可以确定的用途，
就是将它作为壳体世界的填充材料来产生重力。
当然，
这也可能是它唯一的用途。
但以我们目前的科技水平，
还无法实现收集暗物质并将其封闭在壳体世界内部的目标。
或许，
这是一个永远都无法实现的目标。
不过，
壳体世界的概念在科幻作品中非常有趣，
但遗憾的是，
它在科幻作品中的出场率并不高。
毕竟，
我们这个系列节目，
既涉及纯粹的科学理论，
也包含科幻概念的探讨，
所以壳体世界绝对值得我们深入研究。
通常来说，
人们之所以不看好壳体世界，
认为它永远不会被真正建造出来，
是因为和旋转式栖息地相比，
它的物质消耗实在太过巨大。
但如果你追求的是万亿年尺度的文明延续，
或者你希望地球在基本保持原貌的前提下变得更大，
那么壳体世界就会开始变得具有现实可行性了。
所以，
壳体世界并不仅仅是一个“人类有能力建造，所以才去建造”的工程。
下一次，
我们将探讨一种真正意义上“人类有能力建造，所以才去建造”的巨型建筑——
扁平的圆盘状地球世界。
我们会尝试向大家证明，
这类建筑其实并没有人们想象的那么不切实际。
(https:/39473_39473658/70774379htl)(3/3)