Ny forskning stiller et stort spørsmål: Er det slik en bærekraftig sivilisasjon, kanskje en som ligger langt utover vår egen galakse? Eller er alle sivilisasjoner dømt til å ødelegge seg?

"Hvis vi ikke er universets første sivilisasjon, betyr det at det er sannsynlig å være regler for hvordan skjebnen til en ung sivilisasjon som vår egen utvikler seg."

I lys av klimaendringer, avskogning og tap av biologisk mangfold, skaper en bærekraftig versjon av sivilisasjonen, er en av menneskets mest presserende oppgaver. Men når vi konfronterer denne enorme utfordringen, spør vi sjelden hva som kan være det mest presserende spørsmålet om alle: Hvordan vet vi om bærekraft er mulig?

Astronomer har oppfunnet en betydelig andel av universets stjerner, galakser, kometer og svarte hull. Men er planeter med bærekraftig sivilisasjoner også noe universet inneholder? Eller varer all sivilisasjon som kanskje har oppstått i kosmos, bare noen få århundrer før den faller til klimaendringene det utløser?

Astrofysiker Adam Frank, professor i fysikk og astronomi ved University of Rochester, er en del av en gruppe forskere som har tatt de første trinnene for å svare på disse spørsmålene. I en ny studie i tidsskriftet astrobiologi, gruppen tar opp disse spørsmålene fra et "astrobiologisk" perspektiv.

"Astrobiologi er studiet av livet og dets muligheter i en planetarisk sammenheng," sier Frank, som også er forfatter av den nye boken Lyset av stjernene: Alien Worlds og Jordens skjebne (WW Norton, 2018),  som trekker på denne studien. "Det inkluderer" exo-sivilisasjoner "eller det vi vanligvis kaller romvesen."

Frank og hans kolleger påpeker at diskusjoner om klimaendringer sjelden finner sted i denne bredere sammenhengen - en som vurderer sannsynligheten for at dette ikke er første gang i kosmisk historie at en planet og dens biosfære har utviklet seg til noe som det vi har skapt på jorden.

"Hvis vi ikke er universets første sivilisasjon, sier Frank," det betyr at det er sannsynlig å være regler for hvordan skjebnen til en ung sivilisasjon som vår egen utvikler seg. "

Fire scenarier

Når en sivilisasjon vokser, bruker den mer og mer av planetens ressurser. Ved å konsumere planetens ressurser, endrer sivilisasjonen planens forhold. Kort sagt, sivilisasjoner og planeter utvikler seg ikke separat fra hverandre; De utvikler seg i hverandre, og skjebnen til vår egen sivilisasjon er avhengig av hvordan vi bruker jordens ressurser.

For å illustrere hvordan sivilisasjonsplanetsystemene utvikler seg, utviklet Frank og hans medarbeidere en matematisk modell for å vise måter som en teknologisk avansert befolkning og planeten kan utvikle seg sammen. Ved å tenke på sivilisasjoner og planeter - til og med fremmede - som en helhet, kan forskere bedre forutsi hva som måtte være nødvendig for at menneskelige sivilisasjonsprosjekt skal overleve.

"Poenget er å innse at drivende klimaendringer kan være noe generisk," sier Frank. "Fysikkloven krever at enhver ung befolkning, som bygger en energiintensiv sivilisasjon som vår, skal få tilbakemelding på sin planet. Å se klimaendringer i denne kosmiske sammenhengen kan gi oss bedre innblikk i hva som skjer med oss ​​nå og hvordan vi skal håndtere det. "

Ved å bruke sin matematiske modell fant forskerne fire mulige scenarier som kan forekomme i et sivilisasjons-planet-system:

1. Die-off: Befolkningen og planets tilstand (angitt av noe som sin gjennomsnittstemperatur) stiger veldig raskt. Til slutt toppes befolkningen og senker den raskt, da den stigende planetariske temperaturen gjør forholdene vanskeligere å overleve. Et jevnt populasjonsnivå oppnås, men det er bare en brøkdel av toppbefolkningen. "Tenk deg om 7 ut av 10 folk du visste døde raskt," sier Frank. "Det er ikke klart at en kompleks teknologisk sivilisasjon kunne overleve den typen forandring."

2. bærekraft: Befolkningen og temperaturen stiger, men til slutt kommer begge til faste verdier uten katastrofale effekter. Dette scenariet forekommer i modellene når befolkningen gjenkjenner at den har en negativ effekt på planeten og bytter fra å bruke høyeffektive ressurser, som for eksempel olje, til lave virkninger, for eksempel solenergi.

3. Skjul uten ressursendring: Befolkningen og temperaturen øker raskt raskt til befolkningen når en topp og faller presist. I disse modellene kollapser sivilisasjonen, selv om det ikke er klart om arten selv dør helt ut.

4. Skjul med ressursendring: Befolkningen og temperaturstigningen, men befolkningen gjenkjenner det, forårsaker et problem og bytter fra høyeffektive ressurser til lavt effektive ressurser. Det ser ut til å ligne seg en stund, men svaret viser seg å være kommet for sent, og befolkningen faller i alle fall.

"Det siste scenariet er den mest skremmende," sier Frank. "Selv om du gjorde det rette, hvis du ventet for lenge, kan du fortsatt få befolkningen til å kollapse."

Ser på påskeøya

Forskerne opprettet sine modeller basert delvis på case studies av utdøde sivilisasjoner, som innbyggerne på påskeøya. Folk begynte å kolonisere øya mellom 400 og 700 CE og vokste til en toppbefolkning av 10,000 en gang mellom 1200 og 1500 CE. Imidlertid hadde innbyggerne i løpet av 18-tallet uttømt sine ressurser, og befolkningen falt drastisk til om 2,000-folk.

Påskeøya-befolkningen dør av, relaterer seg til et konsept som kalles bæreevne, eller det maksimale antall arter et miljø kan støtte. Jordens svar på sivilisasjonsbygningen er hva klimaendringer egentlig handler om, sier Frank.

"Hvis du går gjennom veldig sterke klimaendringer, kan bæreevnen din falle, for eksempel kan storskala landbruket bli sterkt forstyrret. Tenk deg om klimaendringene forårsaket regn å slutte å falle i Midtvesten. Vi ville ikke kunne vokse mat, og vår befolkning ville redusere. "

For tiden kan forskere ikke definitivt forutsi jordens skjebne. De neste trinnene vil være å bruke mer detaljerte modeller av måtene planeter kan oppføre seg når en sivilisasjon bruker energi av noen form for å vokse. I mellomtiden utsteder Frank en edru advarsel.

"Hvis du forandrer jordens klima nok, kan du kanskje ikke endre det igjen," sier han. "Selv om du støttet deg og begynte å bruke solenergi eller andre mindre effektive ressurser, kan det være for sent, fordi planeten allerede har endret seg. Disse modellene viser at vi ikke bare kan tenke på en befolkning som utvikler seg selv. Vi må tenke på våre planeter og sivilisasjoner som utvikler seg. "

kilde: University of Rochester

Bøker av Adam Frank

at InnerSelf Market og Amazon