Новое исследование задает большой вопрос: есть ли такая вещь, как устойчивая цивилизация, возможно, одна из которых лежит далеко за пределами нашей собственной галактики? Или все цивилизации обречены уничтожить самих себя?

«Если мы не первая цивилизация вселенной, это означает, что, вероятно, будут правила о том, как судьба молодой цивилизации подобна нашему собственному прогрессу».

Перед лицом изменения климата, обезлесения и утраты биоразнообразия создание устойчивой версии цивилизации является одной из самых неотложных задач человечества. Но когда мы сталкиваемся с этой огромной проблемой, мы редко спрашиваем, что может быть самым насущным вопросом: как мы узнаем, возможна ли устойчивость?

Астрономы инвентаризировали значительную долю звезд вселенной, галактик, комет и черных дыр. Но есть ли планеты с устойчивыми цивилизациями и что-то, что содержит вселенная? Или каждая цивилизация, которая, возможно, возникла в космосе, длится всего несколько столетий, прежде чем она попадает в изменение климата, которое она вызывает?

Астрофизик Адам Франк, профессор физики и астрономии в Рочестерском университете, входит в группу исследователей, которые сделали первые шаги, чтобы ответить на эти вопросы. В новом исследовании в журнале астробиология, группа решает эти вопросы с «астробиологической» перспективы.

«Астробиология - это исследование жизни и ее возможностей в планетарном контексте, - говорит Франк, который также является автором новой книги Свет звезд: чужие миры и судьба Земли (WW Norton, 2018),  который опирается на это исследование. «Это включает« экзо-цивилизации »или то, что мы обычно называем инопланетянами».

Франк и его коллеги отмечают, что дискуссии об изменении климата редко происходят в этом более широком контексте - в котором рассматривается вероятность того, что это не первый раз в космической истории, что планета и ее биосфера превратились во что-то вроде того, что мы создали на земле.

«Если мы не являемся первой цивилизацией Вселенной, - говорит Фрэнк, - это означает, что, вероятно, будут правила о том, как судьба молодой цивилизации подобна нашему собственному прогрессу».

Четыре сценария

По мере роста населения цивилизации он использует все больше ресурсов своей планеты. Поглощая ресурсы планеты, цивилизация изменяет условия планеты. Короче говоря, цивилизации и планеты не развиваются отдельно друг от друга; они развиваются взаимозависимо, и судьба нашей собственной цивилизации зависит от того, как мы используем ресурсы Земли.

Чтобы проиллюстрировать, как развиваются цивилизо-планетные системы, Фрэнк и его сотрудники разработали математическую модель, чтобы показать, как технологически развитая популяция и ее планета могут развиваться вместе. Думая о цивилизациях и планетах, даже чужих, в целом, исследователи могут лучше предсказать, что может потребоваться для того, чтобы человеческий проект цивилизации выжил.

«Суть заключается в том, чтобы признать, что изменение климата может быть чем-то общим, - говорит Фрэнк. «Законы физики требуют, чтобы любое молодое население, построив такую ​​энергоемкую цивилизацию, как наша, будет иметь обратную связь на своей планете. Наблюдение за изменением климата в этом космическом контексте может дать нам лучшее представление о том, что происходит с нами сейчас и как с этим бороться ».

Используя свою математическую модель, исследователи обнаружили четыре потенциальных сценария, которые могут возникнуть в системе цивилизации-планеты:

1. Вымирать: Население и состояние планеты (обозначенное чем-то подобным ее средней температуре) очень быстро растут. В конечном итоге популяция достигает пика, а затем быстро уменьшается, поскольку повышение температуры планет значительно усложняет условия для выживания. Устойчивый уровень популяции достигнут, но это лишь небольшая часть пиковой популяции. «Представьте себе, что 7 из людей 10, которых вы знали, быстро умер», - говорит Фрэнк. «Непонятно, что сложная технологическая цивилизация может пережить такие перемены».

2. Устойчивость: Население и рост температуры, но в конечном итоге оба достигают устойчивых значений без каких-либо катастрофических эффектов. Этот сценарий возникает в моделях, когда население признает, что оно оказывает отрицательное влияние на планету и переключается с использования высокоэффективных ресурсов, таких как нефть, на ресурсы с низким уровнем воздействия, такие как солнечная энергия.

3. Свернуть без изменения ресурса: Население и температура быстро растут, пока население не достигнет пика и резко падает. В этих моделях цивилизация рушится, хотя неясно, сам ли сам полностью умирает.

4. Свернуть с изменением ресурса: Население и рост температуры, но население признает, что оно вызывает проблему и переключается с высокоэффективных ресурсов на ресурсы с низким уровнем воздействия. Вещи кажутся немного выровненными, но ответ оказывается слишком запоздалым, и население все равно рушится.

«Последний сценарий является самым страшным, - говорит Фрэнк. «Даже если вы поступили правильно, если вы слишком долго ждали, вы все равно можете разрушить свое население».

Глядя на остров Пасхи

Исследователи создали свои модели, частично основанные на тематических исследованиях вымерших цивилизаций, таких как жители острова Пасхи. Люди начали колонизировать остров между 400 и 700 CE и выросли до пиковой популяции 10,000 где-то между 1200 и 1500 CE. Тем не менее, в XIVXX веке жители истощили свои ресурсы, и население резко упало примерно до 18 людей.

Отмирание населения острова Пасхи связано с концепцией, называемой пропускной способностью, или максимальным количеством видов, которые могут поддерживать окружающая среда. Фрэнк говорит, что реакция Земли на построение цивилизации - это то, что изменение климата действительно есть.

«Если вы пройдете очень сильное изменение климата, то ваша грузоподъемность может снизиться, потому что, например, крупномасштабное сельское хозяйство может быть сильно нарушено. Представьте себе, что изменение климата привело к тому, что дождь перестанет падать на Среднем Западе. Мы не смогли бы вырастить пищу, и наше население уменьшилось бы ».

Сейчас исследователи не могут окончательно предсказать судьбу Земли. Следующими шагами будут использование более подробных моделей способов, которыми могут вести себя планеты, когда цивилизация потребляет энергию любой формы для роста. Тем временем Фрэнк выдает трезвое предупреждение.

«Если вы измените климат Земли достаточно, вы, возможно, не сможете его изменить», - говорит он. «Даже если вы отступите и начнете использовать солнечные или другие менее эффективные ресурсы, может быть слишком поздно, потому что планета уже меняется. Эти модели показывают, что мы не можем просто думать о народонаселении, развивающемся самостоятельно. Мы должны думать о том, что наши планеты и цивилизации будут развиваться вместе ».

Источник: Университет Рочестера

Книги Адама Фрэнка

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon