科學家探討死星可行性：可利用戴森球結構和核聚變

在《星球大戰》中，「死星」--這個直徑約120公里的空間站由一種被稱為「quadanium」鋼（科幻作品中的一種合金材料）的材料製成，內部可以容納200萬人。

《星球大戰外傳：俠盜一號》海報。

「死星」內部反應堆的壓力將極其巨大。這種人造恆星的自身引力並不足以控制聚變等離子體，因此還需要外力。

科幻大片《星球大戰外傳：俠盜一號》近日在英國上映，片中著名的「死星」空間站再次引起科幻愛好者的興趣。這個有如小型月球大小的戰鬥空間站直徑約120公里，內部可以容納200萬人，其威力可以摧毀行星。如此強大的「終極武器」究竟該怎麼製造？這種科幻武器在現實世界裡是否可行？英國倫敦瑪麗女王大學太空物理學家馬丁-阿切爾近日撰文，對「死星」的工作原理、製造可行性等進行了探討和分析。

馬丁-阿切爾介紹說，在《星球大戰》中，這個直徑約120公里的空間站由一種被稱為「quadanium」鋼（科幻作品中的一種合金材料）的材料製成，內部可以容納200萬人。那麼，在現實世界裡這種龐然大物是否有可能建造成功呢？我們先不考慮製造這種龐然大物所需要的大量原材料。因為以現有鋼的生產速度，需要182倍宇宙年齡的時間才可以生產足夠的鋼材。阿切爾表示，他更關注的是如何為如此龐然大物提供動力以及如何產生足夠的引力保證空間站上人員的平衡穩定。

很明顯，傳統的技術可能無法解決這些問題。在國際空間站內，每立方米需要耗電0.75W。國際空間站主要由8組太陽能陣列供電。即使覆蓋「死星」表面的太陽能電池板發表效率高達100%，每單位空間的用電量也將比國際空間站要短缺45倍之多。更不用說，如果「死星」在更加遠離太陽的情況下，太陽能電池板能夠提供的電量將更加微弱。

在科幻電影《2001太空漫遊》中，提到通過離心力製造人造引力的技術。為了複製地球重力，這個空間站需要每3.5分鐘旋轉一圈。這一說法聽起來並不荒唐可笑，因為在《2001太空漫遊》中空間站的形狀是環形的。離心力與圓形路徑半徑成比例。當你向空間站的中心走時，半徑的減小就意味著人造引力開始逐漸消失。如果這樣真的可以人造引力的話，那麼問題來了，「死星」的球形設計又該怎麼辦？

如果在「死星」的中心真的有一顆人造恆星的話，又會怎麼樣？這又能否真正解決引力問題？如果真的如此，那「死星」就有些像一顆「戴森」球。「戴森」球是由物理學家弗里曼-戴森提出的一種超大型人造結構。戴森認為，先進的外星文明能夠製造出這種結構並利用他們那顆恆星的所有能量。但是，「戴森」球通常被認為有環繞太陽的地球軌道那麼大。對於個體小得多的「死星」來說，「戴森」球遇到的絕大多數問題都將不再是問題。

直徑約13.2公里的反應堆核心質量比月球小370倍。在反應堆核心，鋼和鈦很難存在於這樣的環境中，但石墨烯卻可以很容易承受這樣的重心引力。其實，在空間站的中心並不需要一顆真正的恆星。未來的核聚變技術將能夠提供足夠的能量。如果核聚變試驗能夠成功，未來「死星」生產的能量將是人類能量消耗總量的200萬倍。

但是，問題仍然存在。「死星」內部反應堆的壓力將極其巨大。這種人造恆星的自身引力並不足以控制聚變等離子體，因此還需要外力。磁場或將是一種解決方案。唯一的問題是，我們所需要的磁場將是宇宙中最強大的磁場之一，是目前地球上我們所製造的磁場的100萬倍，或與磁星的磁場相當。磁星是一種擁有極其強大磁場的中子星。

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