I ricercatori prevedono quando l’umanità diventerà una civiltà di tipo I

† Non per l’anno 2371 è la conclusione di uno studio pubblicato sul server arXiv, eseguito dal Dott. Jonathan H. Jiang del Jet Propulsion Laboratory della NASA e dei suoi collaboratori. Ciò significa che l’umanità non sarà a priori in grado di sfruttare e immagazzinare tutta l’energia disponibile sulla Terra per almeno 350 anni. Tuttavia, i ricercatori sottolineano che la nostra evoluzione deve integrare una grande trasformazione energetica.

Tra i vari criteri utilizzati per valutare il progresso di una civiltà (crescita della popolazione, formazione e caduta di imperi, capacità tecnologiche, ecc.), il livello di consumo energetico sembra essere un’approssimazione attendibile del progresso tecnologico. In effetti, dalla sua comparsa e con l’evoluzione dell’uomo, la sua capacità di sfruttare l’energia è solo aumentata – e si può facilmente immaginare lo stesso per potenziali altre civiltà, gli alieni. È da questa osservazione che deriva la scala di Kardachev.

Presentata nel 1964 dall’astronomo sovietico Nikolai Kardachev, questa scala è un metodo teorico per classificare le civiltà in base al loro livello di sviluppo tecnologico e al loro consumo energetico. Comprende tre tipi di civiltà: il tipo I può immagazzinare e utilizzare tutta l’energia disponibile sul suo pianeta, inclusa la quantità di energia stellare che raggiunge; il tipo II può consumare direttamente l’energia di una stella; il tipo III può assorbire tutta l’energia irradiata dalla sua galassia. Questa scala è stata rivista nel 1973 dall’astronomo americano Carl Sagan, che ha proposto una classificazione più fine, integrando livelli intermedi tra i tre tipi.

Una situazione attuale lontana dal tipo I

Una civiltà di tipo I, chiamata “civiltà planetaria” è caratterizzata da una potenza energetica di 10¹⁶ W. Questo proviene da tutte le fonti di energia disponibili sul pianeta, ma anche dalla radiazione della sua stella madre. Sulla Terra, le persone possono sfruttare i combustibili fossili, l’energia nucleare, l’energia eolica, l’energia solare, l’energia geotermica e l’energia delle maree. Situata a circa 150 milioni di chilometri dal sole, la terra beneficia di radiazioni con una potenza media di 1361 W/m² all’anno.

Il potere sfruttato dai tre tipi di civiltà della scala di Kardachev. © Wikimedia Commons-CC BY-SA 3.0

Una civiltà di tipo II è teoricamente in grado di raccogliere tutto il potere della sua stella, ovvero circa 10²⁶ W. Ad esempio, il sole genera una forza di circa 4 × 10²⁶ W. Per sfruttare e immagazzinare tanta energia, una tale civiltà deve essere in grado di costruire infrastrutture immense, come una sfera di Dyson. Infine, una civiltà di tipo “galattico” (tipo 3) può teoricamente sfruttare una forza pari a 10³⁶ W. La luminosità della nostra Via Lattea è di circa 4 x 10³⁷ w.

Attualmente, l’umanità ne sfrutta circa 10¹³ W. Sulla base dei dati dell’Agenzia internazionale dell’energia (che mostrano che nel 2018 la fornitura totale di energia era 1,9 x 10 .)¹³ W) e sulla base della formula sviluppata da Carl Sagan, ci poniamo esattamente al livello 0,728 della scala Kardachev e consumiamo lo 0,16% della potenza disponibile – quindi siamo lontani dal tipo I. mai arrivare così lontano? È quanto ha cercato di scoprire un team internazionale di ricercatori, il cui studio è disponibile sul server arXiv†

Sviluppo della produzione di energia nucleare in diverse condizioni: produzione attuale, che si basa su centrali obsolete (in nero), senza infrastrutture aggiuntive (in rosso), con infrastrutture aggiuntive (in blu), con un tasso di crescita ideale del 2,47% per anno (nel verde). © J. Jiang et al.

In questo studio, analizzano il consumo e la fornitura di energia dalle tre fonti principali: combustibili fossili (ad esempio carbone, petrolio, gas naturale), energia nucleare e fonti di energia rinnovabile. L’obiettivo è esaminare la crescita di ciascuna di queste risorse. † Prendiamo anche in considerazione i limiti ambientali proposti dalla Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici, dall’Agenzia internazionale per l’energia e che sono specifici per i nostri calcoli. dice la squadra.

Una necessaria eliminazione dei combustibili fossili

Come sottolineano i ricercatori, il problema è che ogni fonte di energia ha i suoi limiti: ad esempio, l’uso eccessivo di combustibili fossili può avere effetti devastanti sul clima, portando all’estinzione dell’umanità molto prima che raggiunga il Tipo I, un fenomeno che gli scienziati stanno notando . “chiamalo il Grande Filtro” (concetto che denota un susseguirsi di barriere che impediscono l’emergere di una civiltà sostenibile). Da qui l’importanza di prendere in considerazione i livelli di inquinamento di ciascuna fonte di energia per stimare la data in cui l’umanità potrebbe passare al tipo I.

L’umanità potrebbe diventare una civiltà di tipo I se trae la sua forza esclusivamente dalle fonti di energia nucleare e rinnovabile. © J. Jiang et al.

† I nostri risultati suggeriscono che la migliore stima per questo giorno non arriverà prima dell’anno 2371. », conclude la squadra. Dovremmo preoccuparci? Non proprio. Gran parte dei nostri progressi tecnologici, in particolare nell’informatica, si basano su una maggiore efficienza unita a un minor consumo di energia. In altre parole, non abbiamo necessariamente bisogno di usare più forza per continuare a fare progressi.

Previsione dell’evoluzione del punteggio dell’umanità sulla scala di Kardachev. © J. Jiang et al.

Lo studio sottolinea anche la necessità di una grande transizione nell’approvvigionamento energetico su scala globale, soprattutto negli anni 2030. Se questa trasformazione energetica porterà inizialmente a un leggero aumento della scala Kardachev (anche una stagnazione, o addirittura una diminuzione), secondo i ricercatori, è il modo migliore per evitare le barriere ambientali causate dai combustibili fossili.

Fonte: J. Jiang et al., arXiv