През 50-те години известният физик Енрико Ферми постави въпроса, който капсулира един от най-трудните въпроси в търсенето на извънземно разузнаване (SETI): „Къде по дяволите са всички?“ Това, което той имаше предвид, беше предвид възрастта на Вселената (13,8 милиарда години), чистият брой галактики (между 1 и 2 трилиона) и общия брой на планетите, защо човечеството все още не е намерило доказателства за извънземен разум?
Този въпрос, който стана известен като „парадокса на Ферми“, е нещо, което учените продължават да размишляват. В ново проучване екип от университета в Рочестър смята, че може би причината е изменението на климата. Използвайки математически модел, основан на антропоцена, те прецениха как цивилизациите и системите на планетата съвместно се развиват и дали интелигентните видове са способни да поддържат устойчивост със своята среда.
Изследването, озаглавено „Антропоценът генерализиран: еволюция на екзоцивилизациите и тяхната планетна обратна връзка“, наскоро се появи в научното списание Астробиология. Изследването беше ръководено от Адам Франк, професор по физика и астрономия в Университета в Рочестър, със съдействието на Джонатан Карол-Неленбак (старши изчислител в Рочестър) Марина Алберти от Университета във Вашингтон и Аксел Клейдон от Макс Институт по биогеохимия на Планк.
Днес изменението на климата е един от най-належащите проблеми пред човечеството. Благодарение на промените, настъпили през последните няколко века - т.е. индустриалната революция, нарастването на населението, нарастването на градските центрове и разчитането на изкопаеми горива - хората оказаха значително влияние върху планетата. Всъщност много геолози наричат настоящата ера като „антропоцена”, защото човечеството се е превърнало в единствения най-голям фактор, влияещ върху планетарната еволюция.
В бъдеще се очаква населението да нарасне още повече, достигайки около 10 милиарда до средата на века и над 11 милиарда до 2100 г. По това време броят на хората, които живеят в градските центрове, също ще се увеличи драстично, увеличавайки се от 54% до 66% до средата на век. Като такъв въпросът за това как милиарди хора могат да живеят устойчиво, става все по-важен.
Проф. Франк, който е и автор на новата книга Светлина на звездите: Извънземни светове и съдбата на Земята (което се основава на това проучване), проведе това проучване с колегите си, за да отговори на проблема с изменението на климата в астробиологичен контекст. Както той обясни в прессъобщението на университета в Рочестър:
„Астробиологията е изучаване на живота и неговите възможности в планетарен контекст. Това включва „екзо-цивилизации“ или това, което обикновено наричаме извънземни. Ако не сме първата цивилизация на Вселената, това означава, че вероятно има правила за това как напредва съдбата на млада цивилизация като нашата собствена. "
Използвайки Антропоцена като пример, може да се види как цивилизационно-планетарните системи съвместно се развиват и как една цивилизация може да застраши себе си чрез растеж и разширяване - в това, което е известно като „капан за прогрес“. По принцип, докато цивилизациите растат, те консумират повече от ресурсите на планетата, което причинява промени в условията на планетата. В този смисъл съдбата на една цивилизация се свежда до това как те използват ресурсите на своята планета.
За да илюстрират този процес Франк и неговите сътрудници разработиха математически модел, който разглежда цивилизациите и планетите като цяло. Както обясни проф. Франк:
„Въпросът е да се признае, че промяната на климатичните промени може да е нещо общо. Законите на физиката изискват всяко младо население, изграждащо енергоемка цивилизация като нашата, да има обратна връзка върху своята планета. Виждането на изменението на климата в този космически контекст може да ни даде по-добър поглед върху това, което ни се случва сега и как да се справим с него. "
Моделът се основаваше и на казуси на изчезнали цивилизации, които включваха известния пример за това, което стана с жителите на Рапа Нуи (известен още като Великденския остров). Според археологически проучвания хората от Южния Тихи океан започват колонизиране на този остров между 400 и 700 г. пр.н.е., а населението му достига 10 000 някъде между 1200 и 1500 г. пр.н.е.
Към 18-ти век обаче жителите са изчерпали ресурсите си, а популацията е намаляла до едва 2000. Този пример повдига важната концепция, известна като „носеща способност“, която е максималният брой видове, които околната среда може да поддържа. Както Франк обясни, изменението на климата е по същество как Земята реагира на разширяването на нашата цивилизация:
„Ако преминете през наистина силни климатични промени, тогава вашият капацитет може да спадне, тъй като, например, широкомащабното земеделие може да бъде силно нарушено. Представете си, ако изменението на климата причини дъждът да спре да пада в Средния Запад. Не бихме могли да отглеждаме храна и населението ни ще намалее. "
Използвайки математическия си модел, екипът идентифицира четири потенциални сценария, които биха могли да възникнат на планета. Те включват сценария за отпадане, сценарий за устойчивост, сценарий „Свиване без промяна на ресурса“ и сценарий „Свиване с промяна на ресурса“. В Die-Off сценарий, населението и състоянието на планетата (например средните температури) се увеличават много бързо.
Това в крайна сметка би довело до пик на населението и след това бърз спад, тъй като промяната на планетарните условия затруднява оцеляването на по-голямата част от населението. В крайна сметка ще бъде постигнато стабилно ниво на населението, но това ще бъде само част от това, което е най-голямото население. Този сценарий се случва, когато цивилизациите не желаят или не са в състояние да се променят от ресурси с високо въздействие (т.е. нефт, въглища, ясно разкрояване) към устойчиви (възобновяема енергия).
В устойчивост сценарий, населението и планетарните условия нарастват, но в крайна сметка се сближават със стабилни стойности, като по този начин се избягват евентуални катастрофални ефекти. Този сценарий се случва, когато цивилизациите признаят, че промените в околната среда застрашават тяхното съществуване и успешно правят прехода от ресурси с високо въздействие към устойчиви.
Последните два сценария - Свиване без промяна на ресурса и Свиване с промяна на ресурса - се различават в едно ключово отношение. В първия, популацията и температурата се повишават бързо, докато популацията достигне пик и започне бързо да спада - макар че не е ясно дали самият вид оцелява. В последното населението и температурата се повишават бързо, но населението разпознава опасността и прави прехода. За съжаление, промяната идва твърде късно и населението така или иначе се срива.
Понастоящем учените не могат да кажат с каквато и да е увереност коя от тези съдби ще бъде тази на човечеството. Може би ще направим прехода преди да е твърде късно, може би не. Междувременно Франк и неговите колеги се надяват да използват по-подробни модели, за да предскажат как планетите ще реагират на цивилизациите и различните начини, по които те консумират енергия и ресурси, за да растат.
От това учените може да са в състояние да усъвършенстват прогнозите си за това, което ни очаква през този и следващия век. Именно през това време ще настъпят решаващи промени, които включват гореспоменатия прираст на населението и постоянното повишаване на температурите. Например, въз основа на два сценария, които измерват увеличението на CO2 до 2100 година, НАСА посочи, че глобалните температури могат да се повишат или с 2.5 ° C (4.5 ° F), или с 4.4 ° C (8 ° F).
В предишния сценарий, при който нивата на CO2 достигат 550 ppm до 2100 г., промените биха били устойчиви. Но в последния сценарий, когато нивата на CO2 достигат 800 ppm, промените биха причинили широко разстройство на системите, от които милиарди хора зависят за препитанието и оцеляването си. По-лошото от това е, че животът би станал несъстоятелен в определени райони на света, което ще доведе до масово разселване и хуманитарни кризи.
В допълнение към предлагането на възможна резолюция за парадокса Ферми, това проучване предлага някои полезни съвети за хората. Мислейки за цивилизациите и планетите като цяло - били те Земята или екзопланети - изследователите ще могат по-добре да предвидят какви промени ще са необходими, за да оцелее човешката цивилизация. Както предупреди Франк, абсолютно важно е човечеството да се мобилизира сега, за да гарантира, че най-лошият сценарий няма да се случи тук на Земята:
„Ако промените достатъчно климата на земята, може да не успеете да го промените обратно. Дори и да се отдръпнете и да започнете да използвате слънчеви или други по-малко въздействащи ресурси, може да е твърде късно, защото планетата вече се променя. Тези модели показват, че не можем просто да мислим за населението, което се развива самостоятелно. Трябва да мислим за това, че нашите планети и цивилизации се развиват едновременно. “
И не забравяйте да се насладите на това видео, което се отнася до проф. Франк и неговите изследвания, с любезното съдействие на Университета в Рочестър:
