愛因斯坦的副手戴森提出的戴森球真的能實現嗎？
戴森球概述
戴森球是在1960年由弗里曼?戴森提出的一種理論，他認為，地球本身的能源非常有限，而恆星對地球的輻射大部分都被浪費了，戴森球基本模型就是直徑2億KM，用來包裹恆星並且開採恆星，充分利用恆星的能源來補給給地球。
戴森球是一種設想中的巨型人造結構，完全包圍恆星並獲得其絕大多數的能量輸出，目前我們太陽系各行星只接收了太陽輻射能量的大約 1/10^9。戴森認為，一個高度發達的文明，必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來，使得太陽的大部分輻射能量被截獲，只有這樣才可以長期支持這個文明，使其發展到足夠的高度。
弗里曼?戴森並沒有從細節上敘述如何建立這樣一個龐大的結構，只是集中在能源收集上做了描述，弗里曼?戴森是第一個正式從學術上提出戴森球概念的學者。
關於戴森球暫時還只是一個幻想的理論，人類還沒有能力去構建這樣一個龐大的結構。
戴森球詳述
戴森曾經是愛因斯坦的副手，在當時，他射線一個足夠發達的文明通過建造一個有接收器和能量轉換期構成的球，就可以利用他們自己那顆恆星的全部能力輸出。戴森球的提出讓一些人相信外星球可能還存在我們文明先進很多的文明已經可以利用整個星系的能量，甚至是整個星系團的能量，我們在宇宙深處看見的許多類型的能源中有些是這類過程的廢棄產品。
戴森球可行性分析
在20世紀60年代，戴森球被人們認為只是不切實際的理論結構，而在現在，環繞軌道衛星和太陽帆技術已經成為了實現戴森球的一小步了，但是要建造極其巨大的戴森球結構還是暫時無能為力的，其中的建造工藝以及數量龐大的人造衛星和太空飛船是戴森球最大生產力的瓶頸。
戴森球各種模型
戴森雲
戴森雲由巨大數目密集環繞太陽的獨立結構(通常為太陽能收集衛星和空間定居點)組成，有點類似於量子力學中所說的「電子云」。建設一個戴森雲有這樣幾個優勢：建造的元件可以有範圍很廣各種各樣的尺寸選擇，這樣便能逐步逐步在一個很長的歷史時期內建設。不同形式的無線能量傳輸能用於在不同的結構之間傳輸能量。
這樣的一個「雲」也有其劣勢。軌道力學規律決定了戴森雲的軌道運行將會極度複雜。最簡單的一個例子是戴森環：所有的太陽能收集器獨立結構共享同一個軌道。許多複雜的多環模式將攔截更多的太陽能輸出，但當軌道重疊時會導致周期性的日蝕。另外的潛在問題是增加軌道不穩定，當增加更多的軌道結構，就會增加其他機構軌道混亂的可能性。
在以下我會繼續描述，這樣一個太陽能收集器的「雲」將會改變恆星系統向宇宙發散的星光的強度，但可以想見的是，它不會完全遮蔽恆星的光線，太陽光仍將在其發散的光譜中存在。
戴森殼
這一戴森球的變體經常以「戴森殼」為題在科幻小說中描述：一個獨特的堅固的環繞太陽的物質殼體。不像戴森雲，這一結構將完全改變居於其中央的星體的光線發散，並且攔截住100%的恆星能量輸出。這樣一個結構將需要提供一個巨大無比的表面用於給予預想中的人類殖民者提供定居處，如果這一表面能夠提供這樣的條件的話。
若在我們太陽系中建造的戴森殼的直徑是一天文單位距離(地日距離)，則戴森殼內壁上任意一點上將接受同等數量的太陽光照射，這正像地球一樣。此內壁的面積至少為2.72x10 平方公里，等同於55億倍於地球的表面積，這將攔截全部4x10瓦特的太陽能量輸出;而其他的變體將比它攔截的更少。太陽的能量輸出大概是人類社會在1998年消耗的全部能量1.2x1013 W的3.3x10倍
不過戴森殼也有一些理論上的困難：這樣一個殼體模型沒有考慮到將太陽包含在內其自身的重力交互作用，並且將有可能太陽作用力的影響而發生偏移。如果發生這樣的偏離運動得不到糾正，就可能導致最終在球體和太陽直接的碰撞，很有可能導致災難性的結果。這樣的結構需要某種形式的推進力去抵消偏離，或者一些辦法來使得殼體遠離太陽。
出於同樣的理由，這樣一個殼體模型沒有考慮到在殼體內部任何其他物質與其自身重力交互影響。任何置於殼體內部的生物圈將不會被吸引到球體的表面，而是會吸入太陽之中。有些設想中包括生物圈能包含在兩個同心球之中，置於旋轉球體之中(有的版本的人工重力垂
假設在一個天文單位的半徑上，那麼建造殼體的物質的壓縮力是非常巨大的。在殼體上任選一點來檢測的話，都會發現該點處於一個天文單位距離太陽重力作用下的圓形殼體壓力。沒有任何已知的或理論上存在的物質能夠堅韌到承受如此強大的壓力，並且能夠用來建造環繞太陽的一個剛性的，靜態的殼體。Paul Birch(提出建造Supra-木星方案來環繞巨行星以替代太陽)建議可以通過類似用於太空基地的動態方法來支撐戴森殼。物質在殼體內部的環形軌道上，以高於軌道速度的速度運動，將由離心力向外壓。對於環繞太陽這樣質量的恆星一個天文單位的戴森殼，物質運動速度10倍於軌道速度(297.9km/s)將支撐99(重力加速度)倍其自身質量附加於殼體結構結構上。這些不同的軌道承受著相同的困難，正如戴森雲一樣，不能確定多少能量將被消耗在維持物質的高速運轉。
同樣如果要建立一個天文單位半徑的戴森殼，太陽系物質的總量也許還不夠。戴森最初估計在1天文單位處造內壁厚度為3米的戴森殼，太陽系的物質可能還不夠，甚至於還包含了氫，氦這種太陽系中丰度極高的物質，而氫和氦不似重金屬一樣能夠直接作為建築材料。也許可以通過核聚變使得氫和氦轉變為重金屬。而Anders Sandberg估計太陽系中有1.82 × 1026 kg的物質能夠直接拿來作為建材，足夠用來建造一個天文單位的戴森殼，而這樣的殼體密度可達600 kg/m2，大概8至20厘米厚，這取決於物質的密度。這包括了氣體巨行星的物質(如木星，土星，海王星，天王星)，可能不容易到手;單單內行星(水星，金星，地球，火星)能貢獻僅僅11.79×10的質量，對於一天文單位的殼體來說密度則只為42 kg/m2。
這樣的戴森殼對於星際天體，如彗星和流星體來說是脆弱的。
更進一步說，這樣的殼體對於劇烈的太陽活動，如弓形激波等來說，也是脆弱的。
直於旋轉軸，造成置於球體的物質集中於赤道之上，非常有效地使得球體類似於尼文環以便與人類定居)
戴森泡
第三種形式的戴森球是「戴森泡」。類似於戴森雲，有許多獨立的結構組成(通常為太陽能收集衛星和太空殖民地)，同樣也是可以組建地建立起來。
不同於戴森雲，此方案不是用環繞軌道的方法，而是通過太陽帆衛星-即通過巨大的承受光壓壓力的太陽帆來抵消太陽的重力拉力的太陽能收集衛星。這樣的結構可能處於衝撞或將別者擋住其中部件陽光的危險之中;各個結構對於太陽來說可能是完全靜止的，並且相互獨立。當光壓和來自太陽的重力是恆定的，無視距離(假設太陽帆衛星在於太陽的直接距離沒有被其他物體所擋住)，這樣太陽帆衛星之間不同可能存在於太陽的直線距離。
此方法的實踐對於現代材料科學來說是可質疑的，但還不能被排除。環繞太陽的太陽帆衛星將有一個總密度為0.78g/m2的帆。為便於闡明所需材料不需要很大質量，想一下半徑為1天文單位的這樣一個戴森泡需要的質量將為2.17 × 1020 kg，而小行星智神星的質量就大抵如此。
然而即使利用這樣少的物質製造太陽帆衛星也是超過人類的技術能力的;人類目前能製造的碳纖維太陽帆無載重的重量是3g/m2，四倍重於該設想所需要的材料。
然而，預計會出現通過分子機器人實現的超輕碳納米管的製造方案，這樣造出來的物質密度會低於0.1 g/m2。如果製造這樣的物質在工藝上是可行的，那麼就可以利用於輕太陽帆之上，這樣帶有索具的太陽帆密度可以保持在0.3 g/m2左右。如果這樣的太陽帆能得到應用，則類似於L5 Society太空定居點500平方公里，可以住1百萬居民，物質總量為3× 106噸-就能通過3000公里直徑的圓形太陽帆來維持，而這樣的定居點總重為5.4× 10噸。做比較的話，這個定居點的長度大概就比木星的衛星歐羅巴的直徑稍微小一點(雖然這樣的太陽帆是扁平的，不是球體)，或者說從舊金山到堪薩斯的距離。然而這樣一個結構的質量只比許多小行星要小一點。雖然建設這樣一個巨大人口的太陽帆定居點將會得到巨大的支持，但是從材料科學上來說還有許多不確定因素，但比起其他類型的戴森球變體所需要的技術來說卻是切合實際多了。
理論上，如果造出並放置了足夠的太陽帆衛星來環繞太陽，那麼就能組成一個非固定的戴森殼。這樣一個殼體並無承受大質量物質壓縮里的缺點，也不需要建立一個固定結構的戴森球所需要的超大質量。然而這樣一個殼體，將會有著跟固定結構的戴森殼一樣的光學和熱力學特性，可以被宇宙的其他文明通過一定的檢測方式來偵測到。
其他形式變體
有一種可能的形式為「戴森網路」，一個圍繞著恆星的繩索網路，以便使得能量收集單位能在繩索之間固定。戴森網路是一種戴森殼或戴森泡的一種減少形式，然而，這取決於這樣的繩索如何抵抗恆星的重力。
在科幻小說《環形世界》中，有著一種特定形式的戴森球。其作者拉里尼文提出了這樣一個概念，即「一個在戴森球和行星之間的中間過渡」。環形世界也許可以描述為戴森球上的一片(可以考慮為戴森球的赤道)，通過人工重力來旋轉，主要用於定居點而不是能量收集區域。類似於戴森殼，環形世界如果沒有積極的外來干預來抵消恆星的重力來保證它置於原位，那麼它將是不穩定的。
泡世界也是人工建築，由環繞著太空中的氫氣體雲的居住空間所組成。這樣的殼中包含空氣，人類，建築，等等。這樣的概念是用於回答「最大的空間殖民地如何建造」。然而大多數的這樣的空間是沒有價值的，因為那裡沒有能源。
理論上說，任何氣體巨行星(木星，土星，天王星，海王星等)能被包入一個固體殼之中;在一定的半徑上表面重力將類似於地球，並能夠收集該行星上散發出的熱能。
恆星引擎也是一種設想中的巨型結構，主要用於集中來自於恆星的有用能源，有時用於特定的目的。例如，《Matrioshka brains》集中能量用於計算。《Shkadov thrusters》集中能量用於推動。一些有目的的恆星引擎設計也是以戴森球為基礎的。
黑洞替代恆星能夠成為能量的源泉，因為能增加能量-物質的轉化效率。一個黑洞可以比恆星更小。這將減小通訊的距離，這對於一個以計算機為基礎的文明來說是非常重要的。
拆解水星建造戴森球
為了避免戴森球外殼體出現動力學應力作用，球體可能呈現離散式的分布並組成能量收集星座，附於了獨立運行的軌道，就如同舞會上的玻璃球形鏡面。對於高級外星文明而言，可通過太陽帆動力或者離子發動機進行戴森球星座的精確軌道定位。有研究人員提出可打造出一個條狀分布的戴森球，即並非將恆星完全包裹住，而是類似年輪狀的條形覆蓋恆星的球狀表面，這樣的能量收集體可通過拆卸水星物質打造而成，但問題是摧毀一顆行星所需的能量極大，超過了美國每年能源消耗的一千億倍，那這些能量從何處獲得呢?
科學家認為可以分階段建造簡化版的戴森球，通過階段性的建設邊收集能量邊拆卸水星。打造如此龐大的空間工程必須由大量的機器人軍團執行，外星智慧文明將需要一些資源來建造更多的機器人以完成戴森球能量體的建造，龐大的軌道工程建設周期將花費數個世紀，隨著時間的推移可收集到更多的能量。目前的天文資料庫中已經存在了關於戴森球特徵觀測依據，比如這樣的空間結構會在紅外波段上吸收和重新散發出恆星能量，從地球上觀測時就會發現戴森球外層殼體的溫度將會降低數百華氏度。
但是拆解水星來建造這樣的類似戴森球的能量收集體是否能夠實現，拆解水星又是否會對整個太陽系產生影響呢?
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