外星人文明将如何应对气候变化?

外星人文明将如何应对气候变化?

新的研究提出了一个大问题:是否有可持续文明这样的东西,或许远远超出我们自己的星系? 或者所有文明注定要毁灭自己?

“如果我们不是宇宙的第一个文明,那就意味着可能会有像我们自己的进步一样的年轻文明命运的规则。”

面对气候变化,森林砍伐和生物多样性丧失,创造可持续的文明形式是人类最紧迫的任务之一。 但是在面对这一巨大挑战时,我们很少会问到最紧迫的问题:我们如何知道可持续性是否可行?

天文学家已经在宇宙的恒星,星系,彗星和黑洞中占据了相当大的份额。 但具有可持续文明的行星也是宇宙所包含的东西吗? 或者,宇宙中可能出现的每一种文明在它落入它引发的气候变化之前只持续了几个世纪?

罗彻斯特大学物理学和天文学教授天体物理学家亚当·弗兰克(Adam Frank)是一组研究人员的一部分,他们已经迈出了回答这些问题的第一步。 在该期刊的一项新研究中 天体生物学,该小组从“天体生物学”的角度解决了这些问题。

“天体生物学是对生命及其在行星环境中的可能性的研究,”弗兰克说,他也是新书的作者。 星光:外星世界和地球的命运 (WW Norton,2018), 借鉴了这项研究。 “这包括'外部文明'或我们通常称之为外星人的东西。”

弗兰克和他的同事们指出,关于气候变化的讨论很少发生在这个更广泛的背景下 - 考虑到这不是宇宙历史上第一次将行星及其生物圈演变成我们创造的东西的可能性在地球上。

“如果我们不是宇宙的第一个文明,”弗兰克说,“这意味着可能会有像我们自己的进步一样的年轻文明命运的规则。”


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四种情景

随着文明人口的增长,它使用了越来越多的地球资源。 通过消耗地球的资源,文明改变了地球的状况。 简而言之,文明和行星并不是彼此分开发展的; 它们相互依存地发展,我们自己文明的命运取决于我们如何利用地球资源。

为了说明文明 - 地球系统如何共同发展,弗兰克和他的合作者开发了一个数学模型,以展示技术先进的人口和地球可能共同发展的方式。 通过思考文明和行星 - 甚至是外星人 - 作为一个整体,研究人员可以更好地预测人类文明生存项目可能需要什么。

“重点是要认识到推动气候变化可能是一般性的,”弗兰克说。 “物理定律要求任何年轻人,建立像我们这样的能源密集型文明,都会对其星球产生反馈。 在这种宇宙背景下看待气候变化可能会让我们更好地了解现在发生的事情以及如何处理它。“

利用他们的数学模型,研究人员发现了文明行星系统中可能出现的四种可能情景:

1. 暴毙: 人口和地球的状态(以其平均温度表示)迅速上升。 最终,随着行星温度的上升使得条件更难以生存,人口达到峰值然后迅速下降。 实现了稳定的人口水平,但这只是峰值人口的一小部分。 “想象一下,如果你认识的7人中的10迅速死亡,”弗兰克说。 “目前尚不清楚复杂的技术文明能否在这种变化中存活下来。”

2. 可持续发展: 人口和温度上升但最终都达到稳定值而没有任何灾难性后果。 这种情况发生在模型中,当人们认识到它对地球产生负面影响,并从使用高影响资源(如石油)转向低影响资源(如太阳能)。

3. 折叠没有资源变化: 人口和温度都迅速上升,直到人口达到峰值并急剧下降。 在这些模型中,文明崩溃,但尚不清楚物种本身是否完全消亡。

4. 资源更改崩溃: 人口和气温上升,但人们认识到它正在引发问题,并从高影响资源转向低影响资源。 事情看起来有一段时间趋于稳定,但反应结果来得太晚了,无论如何人口都在崩溃。

“最后一个场景是最可怕的,”弗兰克说。 “即使你做对了,如果你等了太久,你的人口仍然会崩溃。”

望着复活节岛

研究人员创建了他们的模型,部分基于灭绝文明的案例研究,例如复活节岛的居民。 人们开始在400和700 CE之间殖民岛屿,并在10,000和1200 CE之间的某个时间增长到1500的峰值种群。 然而,到了18世纪,居民已经耗尽了他们的资源,人口大幅下降到大约2,000人。

复活节岛的人口死亡与一个被称为承载能力的概念有关,或与环境可以支持的最大物种数量有关。 弗兰克说,地球对文明建设的反应正是气候变化的真正含义。

“如果你经历了非常强烈的气候变化,那么你的承载能力可能下降,因为,例如,大规模农业可能会受到严重破坏。 想象一下,如果气候变化导致雨水在中西部停止下降。 我们无法种植粮食,人口也会减少。“

目前,研究人员无法明确预测地球的命运。 接下来的步骤将是使用更详细的模型,了解当文明消耗任何形式的能量来增长时行星的行为方式。 与此同时,弗兰克发出了一个清醒的警告。

“如果你足够改变地球的气候,你可能无法改变它,”他说。 “即使你退出并开始使用太阳能或其他影响较小的资源,也可能为时已晚,因为这个星球已经在变化。 这些模型表明,我们不能仅仅考虑一个人口自身发展的问题。 我们必须考虑我们的行星和文明共同发展。“

来源: 罗切斯特大学

亚当弗兰克的书

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