Ny forskning stiller et stort spørgsmål: Er der noget som en bæredygtig civilisation, måske en, der ligger langt uden for vores egen galakse? Eller er alle civilisationer dømt til at ødelægge sig selv?

”Hvis vi ikke er universets første civilisation, betyder det, at der sandsynligvis er regler for, hvordan skæbnen for en ung civilisation som vores egen skrider frem.”

I lyset af klimaændringer, skovrydning og tab af biologisk mangfoldighed er skabelse af en bæredygtig version af civilisationen en af ​​menneskehedens mest presserende opgaver. Men når vi står over for denne enorme udfordring, spørger vi sjældent, hvad der kan være det mest presserende spørgsmål af alle: Hvordan ved vi, om bæredygtighed endda er mulig?

Astronomer har opfundet en betydelig andel af universets stjerner, galakser, kometer og sorte huller. Men er planeter med bæredygtige civilisationer også noget, som universet indeholder? Eller varer enhver civilisation, der måske er opstået i kosmos, kun få århundreder, før den falder til de klimaforandringer, den udløser?

Astrofysiker Adam Frank, professor i fysik og astronomi ved University of Rochester, er en del af en gruppe forskere, der har taget de første skridt til at besvare disse spørgsmål. I en ny undersøgelse i tidsskriftet Astrobiology, gruppen tager disse spørgsmål ud fra et ”astrobiologisk” perspektiv.

”Astrobiologi er studiet af livet og dets muligheder i planetarisk sammenhæng,” siger Frank, der også er forfatter til den nye bog Stjernernes lys: Fremmede verdener og jordens skæbne (WW Norton, 2018),  som trækker på denne undersøgelse. "Det inkluderer 'exo-civilisationer' eller hvad vi normalt kalder udlændinge. '

Frank og hans kolleger påpeger, at diskussioner om klimaforandringer sjældent finder sted i denne bredere kontekst - en der overvejer sandsynligheden for, at dette ikke er første gang i den kosmiske historie, at en planet og dens biosfære har udviklet sig til noget som det, vi har skabt på jorden.

"Hvis vi ikke er universets første civilisation," siger Frank, "betyder det, at der sandsynligvis er regler for, hvordan skæbnen for en ung civilisation som vores egen skrider frem."

Fire scenarier

Når en civilisations befolkning vokser, bruger den mere og mere af planetens ressourcer. Ved at forbruge planetens ressourcer ændrer civilisationen planetens forhold. Kort sagt, civilisationer og planeter udvikler sig ikke separat fra hinanden; de udvikler sig gensidigt, og vores egen civilisations skæbne afhænger af, hvordan vi bruger Jordens ressourcer.

For at illustrere, hvordan civilisationsplanet-systemer udvikler sig, udviklede Frank og hans samarbejdspartnere en matematisk model for at vise måder, hvorpå en teknologisk avanceret befolkning og dens planet kan udvikle sig sammen. Ved at tænke på civilisationer og planeter - endda fremmede - som en helhed, kan forskere bedre forudsige, hvad der kan kræves til, at det menneskelige civilisationsprojekt kan overleve.

”Pointen er at erkende, at det at køre klimaændringer kan være noget generisk,” siger Frank. ”Fysikkens love kræver, at enhver ung befolkning, der bygger en energikrævende civilisation som vores, får feedback på sin planet. At se klimaændringer i denne kosmiske sammenhæng kan give os bedre indsigt i, hvad der sker med os nu, og hvordan vi skal tackle det. ”

Ved hjælp af deres matematiske model fandt forskerne fire potentielle scenarier, der kunne forekomme i et civilisations-planet-system:

1. Die-off: Befolkningen og planetens tilstand (angivet med noget som den gennemsnitlige temperatur) stiger meget hurtigt. Til sidst topper befolkningen sig og falder derefter hurtigt, da den stigende planettemperatur gør forholdene sværere at overleve. Der opnås et stabilt befolkningsniveau, men det er kun en brøkdel af toppopulationen. ”Forestil dig, at hvis 7 ud af 10 mennesker, du kendte, døde hurtigt,” siger Frank. ”Det er ikke klart, at en kompleks teknologisk civilisation kunne overleve den slags ændringer.”

2. Bæredygtighed: Befolkningen og temperaturen stiger, men til sidst kommer begge til stabile værdier uden nogen katastrofale effekter. Dette scenarie forekommer i modellerne, når befolkningen anerkender, at det påvirker planeten negativt og skifter fra at bruge ressourcer med stor indvirkning, såsom olie, til ressourcer med lav påvirkning, som f.eks.

3. Kollaps uden ressourceændring: Befolkningen og temperaturen stiger begge hurtigt, indtil befolkningen når et højdepunkt og falder nedbragt. I disse modeller kollapser civilisationen, selvom det ikke er klart, om arten i sig selv dør ude.

4. Kollaps med ressourceændring: Befolkningen og temperaturen stiger, men befolkningen anerkender, at den skaber et problem og skifter fra ressourcer med stor effekt til ressourcer med lav effekt. Ting ser ud til at udjævne sig i et stykke tid, men svaret viser sig at være kommet for sent, og befolkningen kollapser alligevel.

”Det sidste scenarie er det mest skræmmende,” siger Frank. ”Selv hvis du gjorde det rigtige, hvis du ventede for længe, ​​kunne du stadig få din befolkning til at kollapse.”

Ser på påskeøen

Forskerne skabte deres modeller delvist baseret på casestudier af uddøde civilisationer, såsom indbyggerne på Påskeøen. Folk begyndte at kolonisere øen mellem 400 og 700 CE og voksede til en toppopulation på 10,000 engang mellem 1200 og 1500 CE. I det 18th århundrede havde indbyggerne imidlertid udtømt deres ressourcer, og befolkningen faldt drastisk til omkring 2,000 mennesker.

Dø-off-befolkningen på Påskeøen vedrører et koncept kaldet bæreevne, eller det maksimale antal arter, et miljø kan understøtte. Jordens reaktion på civilisationsopbygning er, hvad klimaforandringer egentlig handler om, siger Frank.

”Hvis du gennemgår virkelig stærke klimaændringer, kan din bæreevne muligvis falde, fordi for eksempel landbrug i stor skala kan blive stærkt forstyrret. Forestil dig, om klimaændringerne fik regnen til at stoppe med at falde i Midtvesten. Vi ville ikke være i stand til at dyrke mad, og vores befolkning ville mindske. ”

Lige nu kan forskere ikke endeligt forudsige Jordens skæbne. De næste trin vil være at bruge mere detaljerede modeller af måder, hvorpå planeter kan opføre sig, når en civilisation bruger energi af enhver form for at vokse. I mellemtiden udsender Frank en nøgtern advarsel.

”Hvis du ændrer Jordens klima nok, kan du muligvis ikke ændre det tilbage,” siger han. ”Selv hvis du støttede op og begyndte at bruge solenergi eller andre mindre påvirkende ressourcer, kunne det være for sent, fordi planeten allerede har ændret sig. Disse modeller viser, at vi ikke bare kan tænke på en befolkning, der udvikler sig på egen hånd. Vi er nødt til at tænke på vores planeter og civilisationer, der udvikler sig. ”

Kilde: University of Rochester

Bøger af Adam Frank

at InnerSelf Market og Amazon