Πότε Θα Γίνουμε Πολιτισμός Τύπου 1; – Η Κλίμακα Kardashev (ΚΩΣΤΑΣ ΘΕΟΛΟΓΟΣ)

24 Οκτ Πότε Θα Γίνουμε Πολιτισμός Τύπου 1; – Η Κλίμακα Kardashev (ΚΩΣΤΑΣ ΘΕΟΛΟΓΟΣ)

Η παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας το 2012 ανερχόταν στα 2,11 TW (2,11×10¹² Watt). Τον τελευταίο χρόνο της ίδιας δεκαετίας η ενέργεια που καταναλώθηκε δεκαπλασιάστηκε φτάνοντας τα 17,9×10¹² Watt, ενώ άλλες πηγές την ανεβάζουν ακόμη και στα 30 TW. Με αυτούς τους ρυθμούς κατανάλωσης ενέργειας φαίνεται πως είναι θέμα χρόνου η εξέλιξη του πολιτισμού της Γης να φτάσει τον αριθμό I της κλίμακας Kardashev.

Ή ίσως και όχι.

Η κλίμακα Kardashev

Το 1964 ο Νικολάι Καρντάσεφ (Nocolai Kardashev) υποστήριξε πως ένας θεμελιώδης τρόπος ταξινόμησης του πόσο εξελιγμένος είναι ένας πολιτισμός στο σύμπαν, βασίζεται στη κατανάλωση ενέργειας. Περισσότερη κατανάλωση ενέργειας σημαίνει μεγαλύτερη ικανότητα εξεύρεσής της. Ή για την ακρίβεια, μεγαλύτερη ικανότητα ελέγχου της. Άρα όσο περισσότερη είναι αυτή που καταναλώνει, τόσο πιο εξελιγμένος είναι ο πολιτισμός.

Εκτός της παραπάνω πρότασης, ο Καρντάσεφ πρότεινε επιπλέον μια κλίμακα. Η κλίμακα αυτή θα ποσοτικοποιεί την εξέλιξη ενός πολιτισμού. Και στη κλίμακα αυτή και ανάλογα με τη ποσότητα κατανάλωσης ενέργειας, έδωσε τρεις διακριτές τιμές.

Πολιτισμός τύπου 1

Τη τιμή αυτή της κλίμακας Καρντάσεφ παίρνει ένας πολιτισμός ο οποίος μπορεί να ελέγξει όλη την ενέργεια που παράγει ο πλανήτης, καθώς και αυτή που φτάνει στο πλανήτη από τον ήλιο του.

Και λέγοντας την ενέργεια που παράγει ο πλανήτης θα μπορούσαμε να συμπεριλάβουμε την ενέργεια που:

• Μπορούν να δώσουν όλοι οι διαθέσιμοι και μη ανακυκλώσιμοι πόροι της γης – κάρβουνο, πετρέλαιο, φυσικό αέριο και λοιπά ορυκτά καύσιμα.
• Αποβάλει ο ίδιος ο πλανήτης, τη λεγόμενη γεωθερμική ενέργεια. Σε αυτή συμπεριλαμβάνεται ο έλεγχος της ενέργειας που ελκύεται από όλα τα ηφαίστεια της γης, τους σεισμούς, τη κίνηση των τεκτονικών πλακών κτλ.
• Προκύπτει από τις ανακυκλώσιμες πηγές. Θα μπορεί δηλαδή να τιθασεύσει το σύνολο της αιολικής ενέργειας, της ενέργειας των ωκεανών ή των νερών από τα ποτάμια, καθώς και το σύνολο της ηλιακής ενέργειας που καταφθάνει στη γη. Ενώ τέλος, σε αυτή συμπεριλαμβάνουμε και την ενέργεια που προκύπτει από
• Τον έλεγχο της ίδιας της ύλης. Με απλά λόγια η πυρηνική ενέργεια που προκύπτει από το σύνολο των κατάλληλων διαθέσιμων πόρων (ουράνιο, πλουτώνιο κτλ) μέσω της πυρηνικής σχάσης ή σύντηξης.

Ένας τέτοιος πολιτισμός, όπως αρέσκεται να λέγεται, έχει το πλήρη έλεγχο του πλανήτη του, της ύλης του, των καιρικών φαινομένων, ακόμη και της τροχιάς του.

Κάτι σημαντικό τώρα που μας ενδιαφέρει στην ανάλυση που θα ακολουθήσει. Η ενέργεια που πρέπει να καταναλώσει ο γήινος πολιτισμός για να φτάσει στο επίπεδο 1 είναι περίπου ίση με 1,7×10¹⁷ W. Δηλαδή, 10.000 φορές μεγαλύτερη από αυτή που καταναλώνουμε ανά έτος αυτή την εποχή.

Πολιτισμός τύπου II

Η ενέργεια που καταναλώνει ένας πολιτισμός αυτής της κλάσης είναι συγκρίσιμη με τη συνολική ενέργεια που παράγει το ίδιο το αστέρι του. Για έναν τέτοιο πολιτισμό οι εκτιμήσεις συνηθίζονται να αναφέρονται είναι ότι τα αστρικά ταξίδια θα μπορούν να είναι πραγματικότητα. Σε αντίθεση, η ενέργεια που καταναλώνει ο πολιτισμός τύπου 1 είναι αρκετή μόνο για διαπλανητικά ταξίδια.

Η απαιτούμενη ενέργεια για τον Γήινο πολιτισμό ώστε να γίνει πολιτισμός τύπου II είναι 3,8×10²⁶ W. Ή αλλιώς, 2.000.000.000 φορές μεγαλύτερη από αυτή ενός πολιτισμού τύπου I.

Ναι, ο παραπάνω αριθμός είναι ο δύο δισεκατομμύρια.

Πολιτισμός τύπου III

Η κατανάλωση ενέργειας ενός τέτοιου πολιτισμού θα είναι συγκρίσιμη με τη συνολική ενέργεια που παράγει ένας γαλαξίας. Οι εκτιμήσεις που γράφονται και ακούγονται για το τι θα μπορούσε να κάνει ένας τέτοιος πολιτισμός είναι αρκετά εξωπραγματικές, έτσι θα τις αποφύγω.

Απαιτούμενη ενέργεια: 5×10³⁶ W. Ή περίπου 13 δισεκατομύρια φορές περισσότερη από αυτή του πολιτισμού τύπου II.

Παρατήρηση: αν οι παραπάνω αριθμοί που αλίευσα από το διαδίκτυο είναι σωστοί, μοιάζει πως ο τύπος III δεν θα χρησιμοποιεί την ενέργεια των μαύρων τρυπών. Από την άλλη όμως μπορεί και να κάνω λάθος στους υπολογισμούς μου, οπότε μπορούμε να αγνοήσουμε τη παρατήρηση αυτή.

Ποια είναι η θέση του γήινου πολιτισμού; – η παρέμβαση του Carl Sagan

O Carl Sagan επέκτεινε την ιδέα του Kardashev μετατρέποντας τη κλίμακα από διακριτή σε συνεχή. Με απλά λόγια, δεν βαθμολόγησε τους πολιτισμούς μόνο με τους αριθμούς 1, 2 ή 3, αλλά και με όλους τους ενδιάμεσους πραγματικούς αριθμούς. Παρατήρησε ότι τα επίπεδα ενέργειας της κλίμακας:

• είναι ομοιόμορφα και
• έχουν λογαριθμική κατανομή.

Φτιάχνοντας λοιπόν μια λογαριθμική κλίμακα οι τρεις παραπάνω τιμές μπαίνουν στην ουσία σε μια ευθεία:

Ο ίδιος ο Καρλ Σέιγκαν είχε υπολογίσει ότι σύμφωνα με τη παραπάνω κλίμακα ο πολιτισμός της Γης έχει τη βαθμολογία 0,72. Πλέον, μπορούμε εύκολα να διαπιστώσουμε ότι οι υπολογισμοί του δεν ήταν σωστοί.

Αν μας ενδιαφέρει, χρησιμοποιώντας μαθηματικά γυμνασίου μπορούμε να βρούμε την εξίσωση της παραπάνω ευθείας η οποία λυμένη ως προς Κ είναι η παρακάτω:

P είναι η ενέργεια που καταναλώνει ένας πολιτισμός, Κ η βαθμολογία του στη κλίμακα Kardashev. Και αντικαθιστώντας τη τιμή των 17,9×10¹² βρίσκουμε ότι ο πολιτισμός της Γης παίρνει τη τιμή 0,60.

Και βέβαια μετά από αυτό προκύπτει το παρακάτω ερώτημα:

Πότε θα γίνουμε Πολιτισμός Τύπου I;

Ο ρυθμός της ετήσιας παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας μοιάζει να είναι εκθετικός. Έτσι, παρά το ότι η Γη πρέπει να καταναλώσει 10.000 φορές περισσότερη ενέργεια από αυτή που καταναλώνει σήμερα, μοιάζει πως η στιγμή που αυτό θα συμβεί δεν είναι και πολύ μακρινή.

Και μη ξεχνάμε, κάτι τέτοιο δεν περιορίζεται μόνο στην ίδια τη κατανάλωση ενέργειας αλλά και τη χρήση της. Ένας πολιτισμός που τιθασεύει τέτοια ποσότητα ενέργειας μπορεί να εξερευνήσει το σύνολο του ηλιακού του συστήματος. Να κάνει αποικίες σε περισσότερους από έναν ίσως πλανήτες ή και να δημιουργήσει ακόμη και τεχνητούς κατοικήσιμους κόσμους. Η εξάρτηση για την ανθρωπότητα από τον ίδιο της το πλανήτη θα είναι γεγονός. Και τελικά το όνειρο μεγάλου τμήματος αυτής, η πραγματική κατάκτηση του διαστήματος, θα είναι πλέον κοντινό.

Δείτε το παρακάτω διάγραμμα:

Δίνει τη παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας κατά τους τελευταίους δύο αιώνες. Προσέξτε τον φαινομενικά εκθετικό ρυθμό αύξησής της.

Μια δεύτερη ματιά

Ακόμη κι αν μεγενθύνουμε το παραπάνω διάγραμμα αφήνοντάς το να παρουσιάσει την ενέργεια του τελευταίου μόνο αιώνα, αυτό που θα δούμε είναι μια υπερ-εκθετική ανάπτυξη της κατανάλωσης να συμβαίνει το μεγαλύτερο από το διάστημα αυτό.

Παρ΄ όλα αυτά.

Μια πιο προσεκτική ματιά αποκαλύπτει κάτι παραπάνω. Δείτε το παρακάτω διάγραμμα.

Η υπερθετική ανάπτυξη έχει σταματήσει μέχρι τη δεκαετία του 50, κι από εκεί κι έπειτα ο ρυθμός αύξησης μοιάζει περισσότερο γραμμικός παρά εκθετικός. Επομένως:

Και πριν συνεχίσουμε με δύσκολα μαθηματικά ,κάποια συμπεράσματα που προκύπτουν από αυτά δεν αφορούν (μόνο) την αβεβαιότητα στην οποία οδηγούν οι παραπάνω μελέτες. Πιο σημαντικό είναι να δούμε το εξής.

Πρώτον, πως και οι επιφανέστεροι επιστήμονες πολύ συχνά προχωρούν σε λανθασμένες εκτιμήσεις όταν δεν λάβουν σωστά υπ΄ όψιν τους τα δεδομένα. Αυτό είναι κάτι που στις μελέτες το διαπιστώνουμε, δυστυχώς περισσότερο συχνά απ΄ όσο ίσως θα θέλαμε.

Δεύτερον. Οι παραπάνω αναλύσεις έχουν λάβει υπ΄ όψιν τους μόνο αριθμητικά δεδομένα και όχι κοινωνικά. Και με αυτό εννοώ ότι δεν έκαναν, επειδή δεν θα μπορούσαν να κάνουν, οποιασδήποτε μορφής εκτίμηση για το ποιο δρόμο θα αποφασίσει να ακολουθήσει η ανθρωπότητα σε όσον αφορά τη κατανάλωση των πόρων του πλανήτη. Έτσι παρά τα αποτελέσματα αυτά, μπορεί με τις αποφάσεις της η ανθρωπότητα να αποφασίσει να μας εκπλήξει.

Κώστας Θεολόγος

Θα βρείτε ολόκληρο το άρθρο με όλους τους υπολογισμούς στην παρακάτω διεύθυνση :

letsdothemath.gr

EIKONA : dreamimaginations.com