Uusi tutkimus kysyy suurta kysymystä: Onko olemassa kestävää sivilisaatiota, ehkä sellaista, joka on kaukana omasta galaksistamme? Tai ovatko kaikki sivilisaatioita tuomittu tuhoamaan itsensä?

"Jos emme ole maailmankaikkeuden ensimmäinen sivilisaatio, tämä tarkoittaa sitä, että on olemassa sääntöjä siitä, miten nuorten sivilisaation kohtalo kuin omamme etenee."

Ilmastonmuutoksen, metsäkadon ja biologisen monimuotoisuuden häviämisen edessä kestävän sivilisaation version luominen on yksi ihmiskunnan kiireellisimmistä tehtävistä. Mutta kun kohtaamme tämän valtavan haasteen, kysymme harvoin, mikä on kaikkein kiireellisin kysymys kaikista: Miten tiedämme, onko kestävyys mahdollista?

Tähtitieteilijät ovat kartoittaneet suuren osan maailmankaikkeuden tähdistä, galakseista, komeeteista ja mustista reikistä. Mutta ovatko planeetat, joilla on kestäviä sivilisaatioita, myös maailmankaikkeudessa? Vai kestääkö jokainen kosmoseissa mahdollisesti syntynyt sivilisaatio vain muutaman vuosisadan ajan, ennen kuin ilmastonmuutos se aiheuttaa?

Rochesterin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen professori Adam Frank on osa tutkijoiden ryhmää, jotka ovat ryhtyneet ensimmäisiin vaiheisiin vastaamaan näihin kysymyksiin. Uudessa tutkimuksessa lehdessä astrobiology, ryhmä käsittelee näitä kysymyksiä "astrobiologisesta" näkökulmasta.

”Astrobiologia on elämän ja sen mahdollisuuksien tutkiminen planeettakontekstissa”, sanoo Frank, joka on myös uuden kirjan kirjoittaja Tähtien valo: Alien Worlds ja maapallon kohtalo (WW Norton, 2018),  joka perustuu tähän tutkimukseen. "Se sisältää" ekso-sivilisaatioita "tai sitä, mitä me yleensä kutsumme ulkomaalaisiksi."

Frank ja hänen kollegansa huomauttavat, että keskustelut ilmastonmuutoksesta käyvät harvoin tässä laajemmassa kontekstissa, jossa tarkastellaan todennäköisyyttä, että tämä ei ole ensimmäinen kerta kosmisessa historiassa, että planeetta ja sen biosfääri on kehittynyt sellaiseksi, mitä olemme luoneet maan päällä.

"Jos emme ole maailmankaikkeuden ensimmäinen sivilisaatio," Frank sanoo, "se tarkoittaa, että on olemassa sääntöjä siitä, miten nuorten sivilisaation kohtalo kuin omamme etenee."

Neljä skenaariota

Kun sivilisaation väestö kasvaa, se käyttää yhä enemmän planeetan resursseja. Kuluttamalla planeetan resurssit sivilisaatio muuttaa planeetan olosuhteita. Lyhyesti sanottuna sivilisaatioita ja planeettoja ei kehitetä erillään toisistaan; ne kehittyvät toisistaan ​​riippuvaisesti, ja oman sivilisaation kohtalo riippuu siitä, miten käytämme maapallon resursseja.

Jotta voitaisiin havainnollistaa, miten sivilisaation ja planeetan järjestelmät kehittyvät yhdessä, Frank ja hänen yhteistyökumppaninsa kehittivät matemaattisen mallin, jolla voidaan osoittaa, miten teknologisesti kehittynyt väestö ja sen planeetta voivat kehittyä yhdessä. Ajattelemalla sivilisaatioita ja planeettoja - jopa ulkomaalaisia ​​- tutkijat voivat paremmin ennustaa, mitä sivilisaation ihmishankkeessa voisi olla hengissä.

”Tärkeintä on tunnistaa, että ilmastonmuutoksen ajaminen voi olla jotain yleistä”, Frank sanoo. ”Fysiikan lait vaativat, että jokaiselle nuorelle väestölle, joka rakentaa meidän kaltaisen energiaintensiivisen sivilisaation, tulee palautetta planeetastaan. Ilmastonmuutoksen näkyminen tässä kosmisessa kontekstissa voi antaa meille paremman käsityksen siitä, mitä meille tapahtuu nyt ja miten käsitellä sitä. "

Matematiikkamallinsa avulla tutkijat löysivät neljä mahdollista skenaariota, jotka saattavat esiintyä sivilisaation ja planeetan järjestelmässä:

1. Kuolla pois: Väestö ja planeetan tila (jota ilmaisee jotain sen keskilämpötilaa) nousee hyvin nopeasti. Lopulta väestön huiput ja sitten heikkenevät nopeasti, kun kasvava planeetan lämpötila vaikeuttaa olosuhteiden selviytymistä. Tasainen populaatiotaso saavutetaan, mutta se on vain murto-osa huippupopulaatiosta. ”Kuvittele, jos 7 10-ihmisistä kuoli nopeasti”, Frank sanoo. "Ei ole selvää, että monimutkainen teknologinen sivilisaatio voisi selviytyä tällaisesta muutoksesta."

2. Kestävä kehitys: Väestö ja lämpötilan nousu, mutta lopulta molemmat tulevat tasaisiksi arvoiksi ilman katastrofaalisia vaikutuksia. Tämä skenaario esiintyy malleissa, kun väestö tunnustaa, että sillä on kielteinen vaikutus planeetaan ja siirtyy käyttämästä suurvaikutteisia resursseja, kuten öljyä, pieniin vaikutuksiin, kuten aurinkoenergiaan.

3. Kutista ilman resurssien muutosta: Väestö ja lämpötila nousevat nopeasti, kunnes populaatio saavuttaa huipun ja laskee voimakkaasti. Näissä malleissa sivilisaatio romahtaa, vaikka ei ole selvää, onko laji itse kokonaan kuollut.

4. Kutista resurssien muutos: Väestö ja lämpötilan nousu, mutta väestö tunnistaa sen aiheuttavan ongelman ja siirtyy suuririskisistä resursseista pieniin vaikutuksiin. Asiat näyttävät tasaantuvan jonkin aikaa, mutta vastaus on tullut liian myöhään, ja väestö romahtaa joka tapauksessa.

”Viimeinen skenaario on pelottavin”, Frank sanoo. ”Vaikka olisit oikeassa, jos odotit liian kauan, saatat silti saada väestön romahtavan.”

Tarkastellaan pääsiäis saarta

Tutkijat loivat mallejaan perustuen osittain kuolleiden sivilisaatioiden, kuten pääsiäisen saaren asukkaiden tapaustutkimuksiin. Ihmiset alkoivat kolonisoida saaren 400: n ja 700 CE: n välillä ja kasvoivat 10,000: n huippupopulaatioon joskus 1200in ja 1500 CE: n välillä. 18th-luvulla asukkaat olivat kuitenkin käyttäneet resurssejaan ja väestö putosi jyrkästi noin 2,000-väestöön.

Pääsiäissaaren väestön kuolema liittyy käsitteeseen, joka on nimeltään kantokyky, tai lajin enimmäismäärä, jota ympäristö voi tukea. Maapallon vastaus sivilisaation rakentamiseen on se, mitä ilmastonmuutos todella koskee, Frank sanoo.

”Jos käydään läpi todella vahvan ilmastonmuutoksen, kantokapasiteettisi saattaa laskea, koska esimerkiksi laajamittainen maatalous voi olla voimakkaasti häiriintynyt. Kuvittele, jos ilmastonmuutos aiheutti sateen pysähtymisen keskilännessä. Emme voisi kasvattaa ruokaa, ja väestömme vähenisi. "

Tällä hetkellä tutkijat eivät voi ennustaa maapallon kohtaloa. Seuraavat vaiheet ovat yksityiskohtaisempien mallien käyttäminen tavoilla, joilla planeetat voivat käyttäytyä, kun sivilisaatio kuluttaa minkä tahansa muodon energiaa kasvamaan. Sillä välin Frank julkaisee raju varoituksen.

"Jos muutat maapallon ilmastoa tarpeeksi, et ehkä voi muuttaa sitä takaisin", hän sanoo. ”Vaikka olisit tukenut ja aloin käyttää aurinkoa tai muita vähemmän vaikuttavia resursseja, se voi olla liian myöhäistä, koska planeetta on jo muuttunut. Nämä mallit osoittavat, että emme voi vain ajatella sellaista väestöä, joka kehittyy yksin. Meidän on pohdittava planeettoja ja sivilisaatioita, jotka kehittyvät yhdessä. "

Lähde: University of Rochester

Adam Frankin kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon