Nowe badania stawiają duże pytanie: czy istnieje coś takiego jak zrównoważona cywilizacja, być może leżąca daleko poza naszą galaktyką? Czy też wszystkie cywilizacje skazane są na samozniszczenie?

„Jeśli nie jesteśmy pierwszą cywilizacją wszechświata, oznacza to, że prawdopodobnie będą istnieć zasady określające losy młodej cywilizacji, takiej jak nasza.”

W obliczu zmian klimatu, wylesiania i utraty różnorodności biologicznej stworzenie trwałej wersji cywilizacji jest jednym z najpilniejszych zadań ludzkości. Jednak w obliczu tego ogromnego wyzwania rzadko zadajemy sobie najbardziej palące pytanie: skąd wiemy, czy zrównoważony rozwój jest w ogóle możliwy?

Astronomowie dokonali inwentaryzacji znacznej części gwiazd wszechświata, galaktyk, komet i czarnych dziur. Ale czy planety ze zrównoważonymi cywilizacjami są również czymś, co zawiera wszechświat? Czy też każda cywilizacja, która mogła powstać w kosmosie, trwa zaledwie kilka stuleci, zanim popadnie w wywołane przez nią zmiany klimatu?

Astrofizyk Adam Frank, profesor fizyki i astronomii na University of Rochester, należy do grupy badaczy, którzy podjęli pierwsze kroki w celu udzielenia odpowiedzi na te pytania. W nowym badaniu w czasopiśmie Astrobiologia, grupa odpowiada na te pytania z perspektywy „astrobiologicznej”.

„Astrobiologia to nauka o życiu i jego możliwościach w kontekście planetarnym”, mówi Frank, który jest także autorem nowej książki Światło gwiazd: Alien Worlds and Fate of the Earth (WW Norton, 2018),  który opiera się na tym badaniu. „Obejmuje to„ egzo-cywilizacje ”lub to, co zwykle nazywamy kosmitami.”

Frank i jego koledzy podkreślają, że dyskusje na temat zmian klimatu rzadko odbywają się w tym szerszym kontekście - biorąc pod uwagę prawdopodobieństwo, że nie jest to pierwszy raz w kosmicznej historii, że planeta i jej biosfera przekształciły się w coś, co stworzyliśmy na ziemi.

„Jeśli nie jesteśmy pierwszą cywilizacją wszechświata”, mówi Frank, „oznacza to, że mogą istnieć reguły określające losy młodej cywilizacji, takiej jak nasza własna”.

Cztery scenariusze

Wraz ze wzrostem populacji cywilizacji wykorzystuje ona coraz więcej zasobów swojej planety. Cywilizacja, zużywając zasoby planety, zmienia jej warunki. Krótko mówiąc, cywilizacje i planety nie ewoluują osobno; ewoluują one współzależnie, a los naszej cywilizacji zależy od tego, jak wykorzystujemy zasoby Ziemi.

Aby zilustrować ewolucję systemów cywilizacyjnych-planet, Frank i jego współpracownicy opracowali model matematyczny pokazujący, w jaki sposób zaawansowana technologicznie populacja i jej planeta mogą się rozwijać razem. Myśląc o cywilizacjach i planetach - nawet obcych - jako całości, badacze mogą lepiej przewidzieć, co może być potrzebne do przetrwania ludzkiego projektu cywilizacji.

„Chodzi o to, aby uznać, że napędzanie zmian klimatu może być czymś ogólnym” - mówi Frank. „Prawa fizyki wymagają, aby każda młoda populacja, budująca energochłonną cywilizację, taką jak nasza, otrzyma informacje zwrotne na temat swojej planety. Obserwacja zmian klimatu w tym kosmicznym kontekście może dać nam lepszy wgląd w to, co dzieje się teraz z nami i jak sobie z tym poradzić. ”

Korzystając z modelu matematycznego, naukowcy odkryli cztery potencjalne scenariusze, które mogą wystąpić w układzie cywilizacyjnym-planecie:

1. Wymrzeć: Populacja i stan planety (wskazywany przez coś w rodzaju średniej temperatury) bardzo szybko rosną. Ostatecznie populacja rośnie, a następnie gwałtownie spada, ponieważ rosnąca temperatura planet utrudnia przetrwanie warunków. Osiągnięto stały poziom populacji, ale to tylko ułamek populacji szczytowej. „Wyobraź sobie, że 7 spośród znanych ci osób 10 umarł szybko”, mówi Frank. „Nie jest jasne, czy złożona cywilizacja technologiczna mogłaby przetrwać tego rodzaju zmiany”.

2. Zrównoważony rozwój: Populacja i temperatura rosną, ale ostatecznie oba osiągają stałe wartości bez żadnych katastrofalnych skutków. Ten scenariusz występuje w modelach, gdy populacja rozpozna, że ​​ma negatywny wpływ na planetę i przejdzie od korzystania z zasobów o dużym wpływie, takich jak ropa naftowa, do zasobów o niskim wpływie, takich jak energia słoneczna.

3. Zwiń bez zmiany zasobów: Populacja i temperatura rosną gwałtownie, aż populacja osiągnie szczyt i gwałtownie spadnie. W tych modelach cywilizacja zapada się, choć nie jest jasne, czy sam gatunek całkowicie wymiera.

4. Zwiń ze zmianą zasobów: Populacja i wzrost temperatury, ale populacja zdaje sobie sprawę, że powoduje problem i przechodzi z zasobów o dużym wpływie na zasoby o niskim wpływie. Wydaje się, że sytuacja przez jakiś czas się wyrównuje, ale okazuje się, że reakcja nadeszła za późno, a populacja i tak spada.

„Ostatni scenariusz jest najbardziej przerażający” - mówi Frank. „Nawet jeśli postąpiłeś właściwie, jeśli czekałeś zbyt długo, nadal możesz zapaść się w populacji”.

Patrząc na Wyspę Wielkanocną

Naukowcy stworzyli swoje modele częściowo w oparciu o studia przypadków wymarłych cywilizacji, takich jak mieszkańcy Wyspy Wielkanocnej. Ludzie zaczęli kolonizować wyspę między 400 a 700 CE i wyrósł do szczytowej populacji 10,000 między 1200 a 1500 CE. Jednak do 18 wieku, mieszkańcy wyczerpali swoje zasoby, a liczba ludności drastycznie spadła do około 2,000.

Wymieranie populacji na Wyspie Wielkanocnej odnosi się do koncepcji zwanej nośnością lub maksymalną liczbą gatunków, jaką środowisko może obsłużyć. Frank mówi, że reakcją Ziemi na budowanie cywilizacji są właśnie zmiany klimatu.

„Jeśli przejdziecie naprawdę silne zmiany klimatu, wasza nośność może spaść, ponieważ na przykład rolnictwo na dużą skalę może zostać poważnie zakłócone. Wyobraź sobie, że zmiany klimatu spowodowały, że deszcz przestał padać na środkowym zachodzie. Nie bylibyśmy w stanie hodować żywności, a nasza populacja zmniejszyłaby się. ”

W tej chwili badacze nie mogą ostatecznie przewidzieć losu Ziemi. Następnym krokiem będzie użycie bardziej szczegółowych modeli zachowań planet, gdy cywilizacja zużywa energię dowolnej formy do rozwoju. Tymczasem Frank wydaje trzeźwe ostrzeżenie.

„Jeśli wystarczająco zmienisz klimat Ziemi, możesz nie być w stanie go zmienić z powrotem”, mówi. „Nawet jeśli wycofałeś się i zacząłeś korzystać z energii słonecznej lub innych mniej wpływających zasobów, może być za późno, ponieważ planeta już się zmienia. Te modele pokazują, że nie możemy myśleć tylko o ewolucji populacji. Musimy myśleć o ewoluujących planetach i cywilizacjach. ”

Źródło: University of Rochester

Książki Adama Franka

at Rynek wewnętrzny i Amazon