Geavanceerde beschavingen zullen hun planeten binnen 1000 jaar verwarmen

De gemiddelde temperatuur op aarde is sinds de Industriële Revolutie gestaag gestegen. Volgens Nationaal Oceanisch en Atmosferisch Agentschap (NOAA) is de temperatuur op aarde met 0,06 gestegen °C(0,11 °q) per decennium sinds 1850 – of ongeveer 1,11°C (2°F) in totaal. Sinds 1982 bedraagt ​​de gemiddelde jaarlijkse stijging 0,20°C (0,36°F) per decennium, ruim drie keer zo snel. Bovendien wordt verwacht dat deze trend halverwege deze eeuw met 1,5 tot 2 graden Celsius (2,7 tot 3,6 graden Fahrenheit) zal toenemen, en misschien nog wel meer! Dit is een direct gevolg van de verbranding van fossiele brandstoffen, die sinds het midden van de 19e eeuw dramatisch is toegenomen.

Afhankelijk van hoe hoog de temperatuur stijgt, kan de impact op de bewoonbaarheid van de aarde catastrofaal zijn. Recente studieEen team van wetenschappers heeft onderzocht hoe stijgende temperaturen een langetermijnprobleem zijn waarmee geavanceerde beschavingen worden geconfronteerd, en niet alleen een kwestie van het verbruik van fossiele brandstoffen. Zoals zij beweren kan de opwarming van de aarde een onvermijdelijk gevolg zijn van de enorme groei van het energieverbruik. Hun bevindingen kunnen ernstige gevolgen hebben voor de astrobiologie en het universum. Op zoek naar buitenaardse intelligentie (Stad).

Het onderzoek werd uitgevoerd door Amedeo Balbiuniversitair hoofddocent astronomie en astrofysica bij Universiteit van Rome Tor VergataEn Manasvi Lingamassistent-professor bij Afdeling Ruimtewetenschappen, Natuurkunde en Ruimtevaart En de Afdeling Scheikunde en Chemische Technologie in Florida Instituut voor Technologie (FIT). Het artikel waarin hun bevindingen worden beschreven: “Afvalwarmte en bewoonbaarheid: beperkingen van technologisch energieverbruik“Het is onlangs online verschenen en wordt overwogen voor publicatie in het tijdschrift Astrobiologie.

Het idee dat beschavingen uiteindelijk hun planeet zullen verwarmen, dateert uit het werk van de Sovjetwetenschapper Mikhail I. Budyko. In 1969 publiceerde hij een baanbrekende studie met de titel “Het effect van veranderingen in zonnestraling op het klimaat op aardeHij beweerde dat “alle door de mens gebruikte energie wordt omgezet in warmte, en het grootste deel van deze energie is een extra warmtebron vergeleken met de huidige stralingswinst.” Uit eenvoudige berekeningen blijkt dat met het huidige groeitempo van het energieverbruik de door mensen geproduceerde warmte over minder dan tweehonderd jaar vergelijkbaar zal zijn met de energie die uit de zon komt.”

Dit eenvoudige resultaat is dat alle energieproductie en -consumptie resulteert in de productie van restwarmte. Hoewel deze afvalwarmte slechts een marginale bijdrage levert aan de opwarming van de aarde in vergelijking met de koolstofemissies, suggereren langetermijnprojecties dat dit kan veranderen. Zoals Lingham via e-mail aan Universe Today vertelde:

“De huidige bijdrage van afvalwarmte aan de opwarming van de aarde is klein, maar als de productie van afvalwarmte de komende eeuw steeds verder toeneemt, kan er nog eens 1°C aan afvalwarmte ontstaan, ongeacht het toenemende broeikaseffect van fossiele brandstoffen We laten zien dat de warmte die door de eeuwen heen wordt verspild door de toenemende groei, uiteindelijk kan leiden tot het volledige verlies van bewoonbaarheid en het uitsterven van al het leven op aarde.”

De Dyson-bol is een treffend voorbeeld van de afvalwarmte die wordt gegenereerd door de exponentiële groei van de geavanceerde beschaving. In zijn oorspronkelijke voorstel, ‘The Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation’, beargumenteerde Freeman Dyson hoe de behoefte aan meer bewoonbare ruimte en energie de beschaving er uiteindelijk toe zou kunnen aanzetten ‘een kunstmatige biosfeer te creëren die de moederster volledig omringt’. Zoals hij beschreef, zouden deze massieve structuren detecteerbaar zijn door infraroodinstrumenten als gevolg van “de grootschalige omzetting van sterrenlicht in ver-infraroodstraling”, wat betekent dat ze afvalwarmte de ruimte in zouden uitstralen.

Balbi, de hoofdauteur van het onderzoek, voegde hieraan toe: ‘De opwarming die we in ons onderzoek onderzoeken, is het gevolg van de omzetting van welke vorm van energie dan ook en is een onvermijdelijk gevolg van de wetten van de thermodynamica. Voor de huidige aarde vertegenwoordigt deze opwarming slechts een klein deel van de energie. van de opwarming veroorzaakt door het broeikaseffect.” “Als het mondiale energieverbruik echter in het huidige tempo blijft groeien, kan dit effect binnen een paar eeuwen aanzienlijk worden en mogelijk de bewoonbaarheid van de aarde aantasten.”

Om te bepalen hoe lang het zou duren voordat geavanceerde beschavingen het punt zouden bereiken waarop hun thuisplaneet onbewoonbaar zou zijn, formuleerden Balby en Lingham theoretische modellen gebaseerd op de tweede wet van de thermodynamica (zoals deze van toepassing is op de energieproductie). Vervolgens pasten ze dit toe op de bewoonbaarheid van planeten door te kijken naar de bewoonbare zone rond de zon (CHZ) – dat wil zeggen banen waar een planeet voldoende zonnestraling zou kunnen ontvangen om vloeibaar water op het oppervlak te houden.

“We hebben de berekening van de bewoonbare zone aangepast, wat een standaardinstrument is bij exoplaneetstudies. In wezen hebben we naast stellaire straling een extra warmtebron toegevoegd – voortkomend uit technologische activiteit.” Een andere belangrijke factor waarmee ze rekening hielden, waren de exponentiële groeicijfers van beschavingen en hun energieverbruik, zoals voorspeld op de Kardashev-schaal. Als we de mensheid als model gebruiken, zien we dat Tarieven van het mondiale energieverbruik De in de wereld geproduceerde elektrische energie is tussen 1800 en 2023 gestegen van 5.653 terawattuur naar 183.230 terawattuur.

Deze trend was niet alleen exponentieel, maar versnelde in de loop van de tijd, vergelijkbaar met de bevolkingsgroei in dezelfde periode (1 miljard in 1800 tot 8 miljard in 2023Balbi en Manasavi hebben deze trend geëxtrapoleerd om de implicaties voor de bewoonbaarheid te meten en de maximale leeftijd van een geavanceerde beschaving te bepalen zodra deze een periode van exponentiële groei ingaat. Uiteindelijk kwamen ze tot de conclusie dat de maximale levensduur van technologische domeinen ongeveer 1000 jaar bedraagt, op voorwaarde dat ze gedurende de gehele looptijd een jaarlijks groeipercentage van ongeveer 1% ervaren.

Balbi voegde eraan toe dat deze bevindingen gevolgen hebben voor de mensheid en voor het Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI)-project:

“Onze resultaten suggereren dat de impact van afvalwarmte niet alleen aanzienlijk kan worden in de toekomst van de aarde, maar ook in de evolutie van elke hypothetische technologische soort die planeten bewoont die in een baan om andere sterren draaien. Daarom kan het overwegen van deze beperking van invloed zijn op de manier waarop we de zoektocht benaderen technologisch geavanceerd leven.” In het universum en hoe de resultaten van dergelijk onderzoek moeten worden geïnterpreteerd, kan deze beperking bijvoorbeeld een gedeeltelijke verklaring bieden voor de Fermi-paradox.

Balbi en Lingham benadrukken ook dat deze resultaten enkele mogelijke aanbevelingen opleveren over hoe we kunnen voorkomen dat onze planeet onbewoonbaar wordt. En nogmaals, dit heeft gevolgen voor SETI, omdat elke oplossing die we kunnen bedenken waarschijnlijk al is geïmplementeerd door een andere geavanceerde soort. Balby zei:

“Hoewel ons artikel zich richt op de natuurkunde en niet op oplossingen voor maatschappelijke uitdagingen, stellen we ons enkele scenario’s voor waarin technologische soorten zouden kunnen helpen de beperkingen die worden opgelegd door opwarmend afval te verzachten en het begin ervan te vertragen. Een voldoende geavanceerde beschaving zou technologie kunnen gebruiken om de temperatuurstijging tegen te gaan zoals het gebruik van sterrenschilden.

“Als alternatief kunnen ze een groot deel van hun technologische infrastructuur buiten de wereld verplaatsen, naar de ruimte. Dergelijke enorme technische projecten zouden aanzienlijke gevolgen hebben voor onze zoektocht naar technologische handtekeningen Natuurlijk kunnen we niet voorspellen welke van deze opties het meest waarschijnlijk is.”

Aanvullende informatie: Arksif