Πότε θα γίνουμε Πολιτισμός Τύπου I;

Για την ταξινόμηση της τεχνολογικής προόδου ενός πολιτισμού, ο σοβιετικός αστρονόμος Nikola Kardashev (Καρντάσεφ) δημιούργησε την κλίμακα Kardashev το 1964. Η κλίμακα βασίστηκε στην συνολική κατανάλωση ενέργειας ενός δεδομένου πολιτισμού και ο Kardashev όρισε 3 διαφορετικούς τύπους πολιτισμών.

Ο πολιτισμός τύπου Ι είναι ένας «πλανητικός πολιτισμός» που καταναλώνει ισχύ 1016 Watts εκμεταλλευόμενος όλες τις πλανητικές μορφές ενέργειας. Μπορεί να χρησιμοποιήσει το σύνολο της ενέργειας του μητρικού άστρου που φτάνει στον πλανήτη του (την ηλιακή ενέργεια στην περίπτωση της Γης), τα ορυκτά καύσιμα, τα βιο-καύσιμα, την πυρηνική ενέργεια, την γεωθερμική, θαλάσσια και αιολική ενέργεια. Επίσης μπορεί να ελέγχει την θερμοκρασία του πλανήτη, τα έντονα καιρικά φαινόμενα, τη σεισμική και την ηφαιστειακή δραστηριότητα.

Ο πολιτισμός τύπου ΙΙ, αναφέρεται ως «αστρικός πολιτισμός» και καταναλώνει 1026 Watts. Για να επιτύχει δέκα τάξεις μεγέθους αύξηση στην κατανάλωση ενέργειας έναντι των πολιτισμών Τύπου Ι, ένας πολιτισμός τύπου ΙΙ μπορεί να ελέγχει και να αποθηκεύει όλη την ενέργεια που απελευθερώνει το μητρικό του άστρο (όπως ο ήλιος μας). Ασφαλώς, ένας πολιτισμός τύπου ΙΙ μπορεί επίσης να εκμεταλλεύεται και την ενέργεια από το πλανητικό του σύστημα. Για να επιτευχθεί μια τέτοια κολοσσιαία δέσμευση και κατανάλωση ενέργειας, απαιτείται ο σχεδιασμός και η εγκατάσταση μεγα-κατασκευών, όπως για παράδειγμα η σφαίρα Dyson, ο εγκέφαλος Matryoshka ή άλλες μορφές δικτύων πλανητικών συστημάτων και ανάπτυξη της αστρομηχανικής. Η συνολική παραγωγή ενέργειας του ήλιου είναι περίπου 4×1026 W. Αν ο ανθρώπινος πολιτισμός καταφέρει να συλλέγει πάνω από το ένα τέταρτο της συνολικής παραγωγής ενέργειας του ήλιου και να το χρησιμοποιεί αποτελεσματικά, τότε θα χαρακτηριστεί ως πολιτισμός τύπου ΙΙ. Άλλες, πιο εξωτικές πηγές ενέργειας για τους πολιτισμούς τύπου ΙΙ, μπορεί να περιλαμβάνουν εκμετάλλευση ενέργειας από δίσκους προσαύξησης μαύρης τρύπας ή σχετικιστικούς πίδακες ή εξαύλωση ύλης-αντιύλης.

Ο πολιτισμός τύπου ΙΙΙ αφού έχει εξαντλήσει την ενέργεια ολόκληρου του πλανητικού του συστήματος, έχει αποικίσει τον γαλαξία του και μπορεί να ελέγχει την ενέργεια σε γαλαξιακό επίπεδο και γι αυτό ονομάζεται επίσης ως «γαλαξιακός πολιτισμός». Με κατανάλωση ισχύος 1036 W, ένας πολιτισμός τύπου III μπορεί να έχει πρόσβαση και να ελέγχει μεγάλο μέρος της ενέργειας που παράγει ολόκληρος ο γαλαξίας στον οποίο ζει ο πολιτισμός. Λαμβάνοντας υπόψιν ότι η λαμπρότητα ολόκληρου του Γαλαξία μας είναι περίπου 4×1037 W, ένας πολιτισμός Τύπου ΙΙΙ στον γαλαξία μας θα εκμεταλλευόταν τουλάχιστον το 2,5% των συνολικών δυνατών πηγών ενέργειας, ακόμα και την ενέργεια λευκών οπών ή υπερμεγεθών μελανών οπών – ή κάποιων ενεργειακών πηγών που ο ανθρώπινος πολιτισμός δεν είναι σε θέση να συλλάβει ακόμη. Ένας τέτοιος πολιτισμός θα μπορούσε κάλλιστα να ελέγξει τον ίδιο τον χωροχρόνο, δημιουργώντας σκουληκότρυπες για να ταξιδεύει σε οποιοδήποτε σημείο του Σύμπαντος.

Για να αντιμετωπίσει τους ποσοτικούς περιορισμούς που χαρακτηρίζουν τον αρχικό ορισμό της κλίμακας Kardashev, ο αμερικανός αστρονόμος Carl Sagan διατύπωσε έναν ορισμό χρησιμοποιώντας το μέγεθος ενεργειακής ισχύος P, σε Watt, σε μια λογαριθμοκή (με βάση το 10) συνάρτηση που εκφράζει την κλίμακα Kardashev K:

K=\frac{\log(P)-6}{10}

Χρησιμοποιώντας την παραπάνω εξίσωση μπορούμε να υπολογίσουμε για Κ=1, Κ=2 και Κ=3 την ισχύ των πολιτισμών τύπου Ι, ΙΙ και ΙΙΙ, καθώς επίσης να προεκτείνουμε την κλίμακα και κάτω από τον πολιτισμό τύπου Ι. Έτσι τοποθετούμε στην κλίμακα Kardashev τους πολιτισμούς που χρησιμοποιούν ένα πολύ μικρό κλάσμα της διαθέσιμης ενέργειας του πλανήτη τους, όπως ο γήινος πολιτισμός. Αν και ο Kardashev δεν είχε ορίσει τον πολιτισμό τύπου 0, από τον τύπο Sagan προκύπτει ότι ένας τέτοιος πολιτισμός μπορεί να ελέγχει περίπου 106 W. Χρησιμοποιώντας τα στοιχεία της IEA (International Energy Οργανισμός), το 2018 η συνολική κατανάλωση ενέργειας στην Γη ήταν περίπου 1,90×1013W, οπότε σύμφωνα με την εξίσωση Sagan βρίσκουμε για την τωρινή τιμή Κ για τον ανθρώπινο πολιτισμό ίση με 0,728.

Πότε λοιπόν θα φτάσουμε στην τιμή Κ=1 που αντιστοιχεί σε πολιτισμό τύπου Ι;

Ο Michio Kaku στο άρθρο του «The Physics of Interstellar Travel: To one day, reach the stars» καταλήγει στο συμπέρασμα κάνοντας μερικές υποθέσεις, ότι θα φτάσουμε στον τύπο Ι σε 100~200 χρόνια, στον τύπο ΙΙ πιθανώς σε μερικές χιλιάδες χρόνια και στον τύπο ΙΙΙ, ίσως σε 0,1~1 εκατομμύριο χρόνια. Μια άλλη μελέτη με τίτλο «Predicting the Timeline for Earth Achieving Kardashev Scale Type 1 Status, Journal of Science and Technology» προσδιορίζει την επίτευξη πολιτισμού τύπου Ι από την ανθρωπότητα περίπου στο έτος 2347.

Πριν από ένα μήνα δημοσιεύθηκε η εργασία των ερευνητών Jiang et al με τίτλο «Avoiding the Great Filter: Predicting the Timeline for Humanity to Reach Kardashev Type I Civilization«, όπου με έναν αναλυτικότερο τρόπο επιχειρούν να δώσουν μια απάντηση στο ερώτημα «Πότε θα γίνουμε Πολιτισμός Τύπου I;». Το τελικό συμπέρασμα των ερευνητών είναι ότι σύμφωνα με την καλύτερή τους εκτίμηση δεν θα έχουμε «προαχθεί» σε πολιτισμό τύπου Ι πριν από το έτος 2371.

Βέβαια, έτσι όπως βλέπουμε να διατρέχουν τις οθόνες μας τα ιστορικά γεγονότα, το ζητούμενο πλέον είναι αν θα υπάρχει ανθρωπότητα το 2371. Έστω και ως πολιτισμός τύπου μηδέν.

πηγή: https://arxiv.org/abs/2204.07070



Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ, ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΕΞΩΓΗΙΝΗ ΖΩΗ

Ετικέτες: , ,

6 replies

  1. Δεν μας λέει για την απαγωγή θερμότητας. Ένας πολιτισμός τύπου Ι την θερμότητα που παράγεται από τη χρήση όλου του πλανητικού συστήματος ,που την στέλνει; ; Εάν παραμείνει στο σύστημα θα ζεματιστούν.

    • Ένας πολιτισμός τύπου Ι «… μπορεί να ελέγχει την θερμοκρασία του πλανήτη, τα έντονα καιρικά φαινόμενα, τη σεισμική και την ηφαιστειακή δραστηριότητα». Που σημαίνει ότι έχει βρει τον τρόπο να αποβάλλει την άχρηστη θερμότητα στο διάστημα.

  2. Το ερώτημα δεν είναι πότε θα γίνουμε πολιτισμός τύπου Ι αλλά πότε θα γίνουμε πολιτισμένοι.

  3. Υπάρχει και πολιτισμός τύπου 4

Γράψτε απάντηση στο physicsgg Ακύρωση απάντησης

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: