Bilde: ESA
Mennesker har hadde en slik dramatisk innvirkning på Jorden, at noen forskere sier at vi har kickstarted en ny geologisk tidsalder kjent som Anthropocene. Et fascinerende nytt papir theorizes at fremmede sivilisasjoner kunne gjøre det samme, omforming deres homeworlds i forutsigbar og potensielt synlig måter. Forfatterne foreslår en ny klassifisering ordningen som måler i hvilken grad planeter blitt endret av intelligent verter.
Når en fjern exoplanet er oppdaget, astronomer kategorisere den, i henhold til dens mest åpenbare fysiske funksjoner og orbital egenskaper. Eksempler inkluderer hot-Jupiters, Jord-lignende terrestriske planetene, og brune dverger. Med pågående fremskritt i teleskop teknologi, dagen kommer når astronomer vil være i stand til å utvide på disse enkle karakterisering, klassifisering av en planet i henhold til andre funksjoner, inkludert atmosfæriske eller kjemiske sammensetning.
Men som en ny studie ledet av University of Rochester astrofysiker Adam Frank poeng ut, vi kan til slutt være i stand til å plassere eksoplaneter i en astrobiological sammenheng, også. I tillegg til å ta den vanlige fysiske tiltak i betraktning, Frank og hans kolleger foreslår at astronomer ta påvirkning av en hypotetisk planet er biosphere hensyn—herunder konsekvenser av en avansert utenomjordisk sivilisasjon. Frank er hypotetisk planeter, rangert fra Klasse jeg gjennom til Klasse V, varierer fra døde, steinete verdener gjennom å planeter som vert intelligens har løst problemene forårsaket av dens egen eksistens, som overdreven bruk av ressurser og klima. Videre, som Frank forklart til Gizmodo, denne artikkelen presenterer mer enn bare en planetarisk klassifisering ordningen—det er en potensiell veikart til en miljømessig forsvarlig fremtiden. Hvis vi oppdager tegn på en avansert utenomjordisk sivilisasjon—og det er et stort hvis vi kan lære en ting eller to om hvordan vi kan være i stand til å overleve i en fjern fremtid.
“Vi er for tiden prøver å forstå den neste skritt vi må ta for å bli en bærekraftig sivilisasjon, og det er egentlig grunnen til at vi jobber med dette,” sa Frank. “Vi trenger å utvikle en bærekraftig versjon av sivilisasjonen som vi har for tiden—men hvordan vet vi dette er enda mulig? Gjør Universet selv opprette sivilisasjoner som gjøre det?”
Ja, vi er ved et kritisk punkt i vår historie, en som vi kommer til å lage den planeten i henhold til våre vil—og så langt er vi ikke gjør en veldig god jobb med det. Det er pågående debatt om hvorvidt vår planet har krysset inn i Anthropocene epoke, en ny geologisk kapittel der vi har blitt den viktigste driveren i global endring. Noen forskere peker på det faktum at halvparten av verdens land overflaten har vært hevdet for menneskelig bruk, eller at Jorden er biogeochemical cycles av nitrogen og fosfor har blitt radikalt endret på grunn av jord og gjødsel bruk, som et bevis på at vi har.
Mens de tekniske debatten om hva som utgjør bevis av en geologisk skift fortsetter, er det klart at menneskeheten er å endre Jorden i noen ganske dyptgripende måter. Så mye, sier Frank, som vi trenger for å plassere vår planet, og Anthropocene seg selv, innen en astrobiological sammenheng. Hva skjer her på Jorden, sier Frank, er sannsynligvis skjer andre steder i Galaksen. Selv om vi kan være tilbøyelig til å tro at vår situasjon er noe spesiell eller unik, vi har ingen god grunn til å tro at det virkelig er tilfelle.
“Vi trenger å se på vår tilstedeværelse her på Jorden, ikke som en historie, men som noe som har skjedd mye,” Frank fortalte Gizmodo. “Vi vet allerede mye om hvordan planetene virker, og hvordan planetsystemer svarer til [kjemiske og biologiske] – innganger. Med noen sivilisasjon, derfor er resultatene helt forutsigbar. Sikker, det vil være ulike sosiologiske aspekter, men alle sivilisasjoner [for eksempel] trenger for å høste energi og bruke det.” Frank går så langt som å si at praktisk talt hver avansert sivilisasjon som vårt, bør de finnes, har for å takle problemet med klimaendringer på noen punkt i sin utvikling.
Som det nye papiret, og påpeker menneskeheten, eller noen fremmed intelligens for den saks skyld, er ganske enkelt et annet uttrykk for biosfæren:
Noen verdens vertskap for en lang levetid energi-intensiv sivilisasjon må dele minst noen likheter i form av termodynamiske egenskaper av den planetariske systemet. Å forstå disse egenskapene, selv i videste skisserer, kan hjelpe oss å forstå hvilken retning vi må sikte vår innsats i å utvikle en bærekraftig menneskelig sivilisasjon.
“Vi må legge oss i den sammenheng, sier Frank. “Men vi foreløpig ikke vet hvordan.”
Som er der hvor den nye planetarisk klassifikasjoner som det kommer inn. I sin nye papiret, Frank og hans kolleger vurdere historie kombinert Jord-systemer, som er tett bundet forholdet mellom planetens atmosfære, hav, is, lithosphere (bakken), og biosphere. Alle disse systemene påvirker hverandre, å endre den generelle grunnloven av planeten. Uten biosfæren, for eksempel, ville vi ikke ha oksygen. Og i dag, med vår store klimagassutslipp, er det vi som påvirker atmosfæren ytterligere. Med dette i tankene, forfatterne presenterer en planetarisk klassifisering ordningen basert på “den størrelsesorden som annen planetarisk prosesser—abiotiske, biotiske og teknisk —generere fri energi, dvs. energi som kan utføre arbeid innenfor systemet.”
“Vi trenger å utvikle en bærekraftig versjon av sivilisasjonen som vi har for tiden—men hvordan vet vi dette er enda mulig? Gjør Universet selv opprette sivilisasjoner som gjøre det?”
Under den foreslåtte ordningen, en Klasse i planet er en verden med lite eller ingen atmosfære på alle, lik å Kvikksølv. En Klasse II planeten har en tynn atmosfære som inneholder klimagasser, men ingen liv (tror Mars), mens Klasse III planeter har en tynn biosphere og noen enkle former for liv, vi har ingen eksempler på denne planeten i vårt solsystem, men tidlig på Jorden kan ha gått gjennom denne fasen. En Klasse IV planet er der vi befinner oss for øyeblikket—en kule med en tykk biosphere som er påført av fotosyntetiske aktivitet, og der livet (inkludert intelligent liv) er sterkt påvirker global flyt av energi. Til slutt, det er hypotetisk Klasse V planet—en verden der en teknologisk sivilisasjon har funnet en måte å leve i harmoni med sin hjemplanet.
“En Klasse V er der energihøsting sivilisasjon har kommet til noen form for samarbeids avtale med biosphere,” sier Frank. “Det er funnet ut hvordan å høste energi fra kombinert planetsystemer på en måte som ikke drive planeten inn i en uheldig situasjon, slik at intelligent sivilisasjon ikke drepe seg selv.”
På dette stadiet, sier Frank, en sivilisasjon som har lært seg å tenke som en planet, og det er funnet ut, reglene for spillet. Det er i stand til å endre og justere sin egen virksomhet, og sannsynligvis den biosphere i seg selv, slik at sivilisasjonen—og planet—kan være bærekraftig over det langsiktige. Frank mistenker at vi vil til slutt være i stand til å oppdage Klasse V planeter, plukke opp på ulike technosignatures, for eksempel de som produseres av massiv global solenergi gårder, eller tegn på energi blir omdannet til nyttig arbeid, noe som fører til en uvanlig økning i energi trenger ikke en indikasjon på naturlige kilder.
Hvordan Måle Effekt av Fremmede Sivilisasjoner Bruke Kardashev Skala
Vi har ennå til å ta kontakt med en utenomjordisk sivilisasjon. Hvis de er der — og…
Les mer
Ikke tilfeldig, denne ordningen er minner om Kardashev skala—et forsøk på å klassifisere mengden av energi som er tilgjengelig for hypotetiske utenomjordiske sivilisasjoner. I henhold til denne ordningen, Kardashev jeg sivilisasjoner har brukt kraft av sin moderstjernen, KII sivilisasjoner kan fange opp all energi produsert av deres solsystem, og KIII civs har galactic-skala energi til rådighet. Frank sier at hans forslag planetarisk kan arbeide ved siden av den Kardashev skjema, men for at en sivilisasjon skal nå KII status må det først bor i en Klasse V planet.
“Du har må få til en Klasse V planeten og være der en stund før du kommer til å bli en KII sivilisasjon,” sa han til Gizmodo. “Først da kan du begynne å bekymre seg om å bygge Dyson sfærer [og andre megaprojects]. En sivilisasjon har fått til å gjøre det gjennom flaskehalsen, eller at det ikke vil gjøre det lenger. Bare da kan vi snakke om hvor realistisk det er å bevege seg fremover. Den Kardashev ordningen gir ingen mening hvis du selv ikke kan komme til en KI—status-planeter har sine egne regler.”
Frank sier hans team er foreslått planetarisk klassifikasjoner er bare en start, og at deres team er bare peker mot en potensiell ny område av forskning. “Jeg håper dette er begynnelsen på et nytt felt—astrobiology av Anthropocene,” sa han. “Denne studien er starten, ikke slutten.”
Avi Loeb, en astronom ved Harvard-Smithsonian Center for Astrofysikk, som ikke var involvert i den nye studien, sier til det nye rammeverket har praktiske forbindelser til fremtidige observasjoner av planetenes atmosfærer, samtidig som de også oppmuntret oss til å reflektere over effekten vi har på Jorden.
“For eksempel, ved å observere andre planeter, kan vi oppdage bevis for ‘miljø kyrkjegardar’ av sivilisasjoner som ødela deres naturlige habitat,” Loeb fortalte Gizmodo. “Kanskje dette vil overbevise politikerne til å ta bedre vare på vår egen planet for å unngå en lignende skjebne. Dette er en interessant måte som astronomi kunne ha en effekt på samfunnet.”
Anders Sandberg, forsker ved Oxford ‘ s Future of Humanity Institute, liker “termodynamiske” – tilnærming, som sier at sivilisasjoner er fysiske systemer, også.
“For eksempel, ved å observere andre planeter, kan vi oppdage bevis for ‘miljø kyrkjegardar’ av sivilisasjoner som ødela. “Kanskje dette vil overbevise politikerne til å ta bedre vare på vår egen planet for å unngå en lignende skjebne.”
“Analysere hvordan energi, materie og informasjonsflyt er nyttig å få noen grenser på hva de kan gjøre og hvordan de ser ut,” Sandberg fortalte Gizmodo. “Akkurat som vi ønsker å klassifisere planeter av sine geokjemi og kanskje deres type biosphere, er det fornuftig å legge til sivilisasjonen type, også. Selvfølgelig, til å faktisk bruke det vi trenger for å observere et par planeter som dette.”
Sandberg, som ikke var involvert i den nye studien, lurer på om klassifisering systemet kan inneholde høyere nivåer, for eksempel Klasse VI eller VII planeter, og inkluderer noe utover et rent teknologisk sivilisasjon. Men problemet som han ser det er at det kan være vanskelig å fortelle nivåene fra hverandre.
“Til oss, livet er veldig ulik fra ikke-liv, men jeg lurer på om det er alltid en tydelig separasjon,” sier han. “På samme måte, bør vi vurdere maurtuene og bever dammer som den tidligste spor av en technosphere? Nyttige ting er som det hjelper analysere hele problemet i form av fysikk—men det kan også være et problem: hva ville denne ordningen går glipp av? Som [forskere] påpeke om Kardashev skala, er det bare beskriver mengden energi som flyter, ikke hvordan den flyter. Jeg kan si at det også saker hvor energien er kontrollert og koordinert—er det flyter organisert på store skalaer, og hvordan?”
Ingen tvil, Frank ‘ s nye klassifiseringssystemet er langt fra perfekt, og absolutt ikke fullstendig. Men som i alle gryende feltet, det er flere mysterier enn det er svar. Forhåpentligvis, med neste generasjon av rombaserte teleskoper, vil vi begynne å oppdage disse technosignatures i atmosfærer fjernt eksoplaneter og ta inspirasjon fra sivilisasjoner som har en eller annen måte funnet ut en måte å leve i harmoni med planeten deres.
Det er også fullt mulig at vår søk vil gi noe. Vår teknologi kan aldri bli så avansert at vi kan oppdage biosignatures av mikrobiell liv på andre planeter, la alene den subtile forskjeller mellom en Klasse IV og V planet. Hva mer er, har vi ingen grunn til å tro at en Klasse V planeten eksisterer selv. Vår nåværende teknologiske fasen kan være så avansert som det blir, med ressurstapping, forurensning, klimaendringer, og apokalyptisk teknologier tjene som ugjennomtrengelig filtre.
Det betyr ikke at vi ikke bør se. Hvis vi finner noe, vil vi fortsette i samme boble av uvitenhet vi for tiden befinner oss i nå. Men hvis vi finner biosignatures eller fremmede radio-utslipp, vil vi til slutt vite at liv er mulig andre steder. Vi kan til og med finne en batch av Klasse i-IV planeter, men ikke en eneste Klasse V planeten, noe som ville være alarmerende. Men, som han ofte sa, fravær av bevis er ikke bevis på fravær.
[Anthropocene]