چند نوع تمدن در دنیا هستی وجود دارد؟ - مجله جهانگیر

خبرنگاران| بشر همیشه با حس کنجکاوی تمام نشدنی اش، همراه با ترس از ناشناخته ها به آسمان شب نگریسته است. چیزی وصف ناپذیر که مستقیماً در طبیعت ما حک شده است، ما را در پی کاوش در عمیق ترین نقاط دنیا هستی رهنمود می نماید. بشر پیشتر از کره ماه بازدید نموده است و میخواهد مستعمره ای در آنجا ایجاد کند تا دروازه ای برای مقاصد بیشتر در منظومه شمسی باشد.

به گزارش خبرنگاران؛ نزدیکترین هدف ما به اسم یک تمدن این است که روی ماه مستقر شویم و شاید در آینده، استعمار همه سیارات در منظومه خورشیدی، از آن ما باشد. اما احتمالاً تا کجا می توانیم پیش برویم؟ محدودیت های توسعه یک تمدن چیست؟ بشریت به چه دستاورد های غیر قابل تصوری می تواند برسد؟ پاسخ ممکن است در مقیاس کارداشف نهفته باشد.

انرژی

در سال 1964، ستاره شناسی به نام نیکولای کارداشف سطح توسعه تمدن را بر اساس مقیاس 3 سطح تعریف کرد. مقیاس او بر اساس انرژی بود. او کاملاً منطقی فرض کرد که هرچه تمدن پیشرفته تر باشد، از انرژی بیشتری هم استفاده خواهد نمود؛ بنابراین تمدن ها را به 3 طبقه انرژی تقسیم کرد:

✓ نوع اول، که از کل انرژی سیاره میزبان خود استفاده می نماید.

✓ نوع دوم، از کل انرژی ستاره خود استفاده می نماید.

✓ نوع سوم، انرژی را در مقیاس کهکشانی جمع آوری می نماید.

بعلاوه یک تقسیم بندی نوع 0 وجود دارد که هر تمدنی زیر سطح نوع 1 است.

آستانه مصرف انرژی برای 3 طبقه تمدنی به توضیح زیر است: II (بالاتر از 10²⁶W)، و نوع III (بالای 10³⁶W). اخیراً ستاره شناسان دیگر مقیاس کارداشف را افزایش داده اند و 2 نوع تمدن دیگر را اضافه نموده اند: نوع IV (10⁴⁶W) و حتی انواع V-VII.

در صورتی که این امر به وسیله قوانین فیزیک مجاز باشد، تمدن های عالی ترین نوع به طور فرضی قادر خواهند بود انرژی کل دنیا را به دست آورند؛ بنابراین، به طور کلی، تمدن ها را می توان با مصرف انرژی توصیف و طبقه بندی کرد. هرگونه پیش فرض در خصوص قابلیت های تمدن های طبقات مختلف در مقیاس کارداشف کاملاً فرضی است: بشر هنوز با هیچ تمدن دیگری در کهکشان روبرو نشده است.

تمدن های نوع 0: توسعه تمدن ها

تمدن نوع 0 پیش سیاره ای نامیده می گردد. این نوع تمدن از کل انرژی ممکن از منابع خود سیاره مانند سوخت های فسیلی یا انرژی زمین گرمایی (و منابع خارجی جزئی مانند بخش کوچکی از تابش ستاره میزبان) استفاده می نماید. چنین تمدنی در مقیاس کارداشف ابتدایی تلقی می گردد، اما گفتنی است که بشر در حال حاضر تنها اندکی از تمدن نوع 0 خود را جدا نموده است.

ما به ندرت مصرف مقادیر قابل توجهی انرژی را در مقایسه با کل انرژی موجود روی زمین (شامل تمام سوخت هسته ای، تمام نور خورشید، تمام باد، انرژی جزر و مدی) شروع نموده ایم. با این حال، ما در بهره برداری از بیشتر منابع انرژی تنو ناپذیر سیاره خود مانند سوخت های فسیلی کار نسبتاً خوبی انجام داده ایم. با استفاده از آخرین برآورد ها، بشریت در مقیاس کارداشف در حدود 0.73 خواهد بود.

به خاطر داشته باشید که گستره تمدن های نوع 0 بسیار بزرگ است: از باکتری هایی که درصد کمی از انرژی را از دریچه های زمین گرمایی نور خورشید استفاده می نمایند گرفته تا تمدنی که به طور قابل توجهی انرژی بیشتری (و پیشرفته تری) از بشر مصرف می نماید. ما هنوز تا نهایی شدن مرحله نوع 0 خود فاصله زیادی داریم.

ما اولین گام های تکنولوژیکی خود را در جهت تمدن های نوع 1 برداشته ایم: ما در حال حاضر ایده ای داریم که چگونه از انواع بزرگ نیروی زمین استفاده کنیم. از مفاهیمی بسیار مهمی مانند راه اندازی تاسیسات بزرگ پنل های خورشیدی مداری گرفته تا منابع زمین گرمایی بزرگ، ما تصور تقریبی در خصوص چگونگی به دست آوردن بیشتر انرژی موجود در زمین داریم. خوش بینان می گویند که رسیدن بشریت به طبقه تمدن نوع 1 فقط به زمان و نقشه راه دقیق بستگی دارد.

استدلال بدبینانه ای در این باره وجود دارد، که فرضیه فیلتر بزرگ نامیده می گردد. به طور خلاصه، این نظریه بیان می نماید که عدم وجود تمدن های بسیار پیشرفته در دنیا، اثبات وجود مکانیسم فیلتر است که مانع رسیدن تمدن ها به نوع اول یا بیشتر می گردد. نمونه هایی از این می تواند بیماری ها، تغییرات آب و هوایی غیرقابل کنترل یا حتی قدرت های بالاتر باشد. اگر هیچ چیز مانع رسیدن ما به تمدن نوع اول نگردد، تمدن ما برای رسیدن به این هدف، چه کاری میتواند بکند؟

نوع اول: تسلط بر سیاره خودی

تمدن های نوع 1 قادرند از معادل تمام انرژی سیاره خود استفاده نموده و ذخیره نمایند. این شامل تمام تشعشعاتی است که از ستاره میزبان به کره زمین می رسد، انرژی زمین گرمایی، انرژی شیمیایی و انرژی هسته ای. منابع چنین تمدنی هنوز بسیار محدود است، اما چنین تمدنی می تواند بر سیاره خود کنترل کامل داشته باشد.

توجه داشته باشید که مقیاس کارداشف لزوماً مستلزم استفاده از انرژی خورشیدی یا زمین گرمایی یا هسته ای نیست: فقط مستلزم دستیابی به سطوح انرژی معادل است، بنابراین یک تمدن ممکن است برای به دست آوردن تمام انرژی خود از ماده پاد ذره یا همجوشی هسته ای استفاده کند و منابع حرارتی یا خورشیدی را کاملاً حذف کند. تا زمانی که یک تمدن می تواند از توان 10^16 تا 10^26 وات استفاده کند، تمدن درجه یک است.

قابلیت های چنین تمدنی شامل مواردی مانند کنترل آب و هوا و آب و هوا یا حتی احتمالاً تکتونیک صفحه سیاره میزبان آن ها می گردد. چنین تمدنی احتمالاً قابلیت های پیشرفته ای برای پرواز های فضایی ایجاد نموده است. ما نمی توانیم راستا های دقیق توسعه چنین تمدنی را تخمین بزنیم، اما می توان موارد زیر را در خصوص بشریت تخمین زد؛

✓ دارای قابلیت های پیشرفته پرواز های فضایی در بیشتر منظومه شمسی. پرتاب محموله ها با مکانیسم های پیشرفته انجام می گردد (در حال حاضر، بالابر های مداری، منجنیق های مداری یا کانون ها تا حدودی امیدوار نماینده به نظر می رسند. آخرین کوشش ما موشک های قابل استفاده مجدد است، اما تمدن نوع اول احتمالاً از تجهیزات پیشرفته تری برای این منظور استفاده می نماید).

✓ مستعمرات کوچک ممکن است در ماه یا مریخ در تمدن اولیه نوع اول وجود داشته باشند. در مراحل پایانی نوع 1، بشریت بیشتر منظومه شمسی را با مستعمرات پیشرفته خود پایدار مستعمره نموده بود. این مرحله بعدی برای پیشرفت به سمت نوع دوم بسیار مهم است.

✓ توانایی های قدرت ما برای ارسال سیگنال هایی که به وسیله تمدن نوع 1 دیگر در بیشتر کهکشان دریافت می گردد، به اندازه کافی بالا خواهد بود.

نوع دوم: حاکمان منظومه شمسی

تمدن نوع دوم تمدنی است که برای ما تقریبا غیرقابل تصور است. فناوری آن ها شبیه به جادو یا جادوگری تلقی می گردد. برای تمدن های نوع دوم، تنها چند قابلیت را می توان با اطمینان نسبی اعلام کرد:

✓ در صورت وجود تمدن های دیگر با پیشرفت مشابه، ارتباطات در سراسر کهکشان به راحتی برقرار می گردد. این می تواند با استفاده از امواج رادیویی در حال حاضر استفاده گردد، اما به احتمال زیاد از فناوری های عجیب و غریب بیشتر استفاده می نماید. نمی توان با قاطعیت اعلام کرد، اما نمی توان منتفی دانست که چنین تمدنی با تغییر محلی فضا-زمان توانایی تعدیل امواج گرانشی را به دست آورد. این قابلیت این امکان را می دهد تا امواج گرانشی را ارسال نمایند. تا به امروز، چنین انتقال هایی تشخیص داده نشده است و ما هیچ مکاهممی نمی دانیم که بتواند فضا-زمان را با این مقیاس انرژی تغییر دهد (امواج گرانشی را می توان با برخورد سیاهچاله ها و دیگر فرایند های پرانرژی منتشر کرد، اما احتمالاً خارج از حوزه نوع 2 دروغ خواهند بود). چنین تمدن هایی بعلاوه ممکن است از اشکال دیگری از ارتباطات استفاده نمایند که ما هنوز آن ها را درک ننموده ایم.

✓ چنین تمدنی می تواند بر منظومه شمسی خود، کنترل میانه تا کامل داشته باشد. سیارات احتمالاً برای به دست آوردن مواد مورد احتیاج برای ساختمان دایسون کره استخراج می شوند. این تمدن ممکن است در سطح کره دیسون زندگی کند، زیرا همه سیارات و سیارک های موجود در سیستم به موادی برای کره دیسون تبدیل می شوند.

✓ اگر از منابع جایگزین انرژی برای دستیابی به این سطح پیشرفت استفاده می شد و اجسام سیاره ای هنوز در سیستم وجود نداشتند، احتمالاً همه آن ها متناسب با فرایند های زندگی یا فراوری تمدن به صورت زمینی شکل می گرفتند. حتی ممکن است چنین تمدنی آزادانه مدار سیارات و سیارک های منظومه خود را تغییر داده و آن ها را در صورت ضرورت مرتب کند.

✓ اگر چنین تمدنی عمداً پنهان نگردد یا از روش های فراوری انرژی هنوز ناشناخته استفاده نکند، حتی به وسیله تمدن های کمتر پیشرفته در منظومه ستارگان همسایه به راحتی قابل تشخیص خواهد بود. به اسم مثال، هرگونه انتشار حرارتی ناشی از تبدیل ناکارآمد تابش ستاره ای به اشکال دیگر انرژی را می توان با استفاده از تلسکوپ های مادون قرمز تشخیص داد. یک کره دیسونی یا حلقه دیسون به علت تغییرات سریع درخشندگی ستاره میزبان به آسانی قابل تشخیص است، زیرا به وسیله قسمت هایی از ساختار مبهم می گردد.

✓ سفر بین ستاره ای امکان پذیر خواهد بود. با نزدیک شدن تمدن به نوع سوم بعدی، بیشتر و بیشتر رایج می گردد. توسعه سفر های بین ستاره ای در مقیاس بزرگ برای پیشرفت به نوع 3 ضروری خواهد بود (زیرا تنها راه شناخته شده برای برداشت انرژی در مقیاس کهکشانی، برداشت مستقیم آن از تمام ستارگان کهکشان یا حداقل از سیاه چاله مرکزی بزرگ است) در این سطح توسعه، سفر بین ستاره ای مجبور به استفاده از تکنیک های عجیب و غریب می گردد. نمی توانیم تصور کنیم که سفر های چنین تمدنی چگونه خواهد بود. می توانیم در خصوص فناوری هایی مانند درایو آلکوبیر حدس بزنیم، که اجازه می دهد ظاهراً سریعتر از نور حرکت کند یا از کرمچاله ها برای فوریت مسافت های وسیع در سراسر کهکشان استفاده کند. با این حال، هیچ درک مشخصی از فیزیک پشت این نوع سفر بین ستاره ای نداریم و بنابراین احتمالاً حدس های ما نادرست خواهد بود.

✓ در این سطح پیشرفت، تمدن ها ممکن است قوانین فیزیک را همانطور که در حال حاضر درک شده اند، بشنمایند. هیچ وسیله ای برای درک چنین مکانیسم های فرضی نداریم، با این حال، تحقیقات نشان می دهد که ممکن است بعضی از ثابت های فیزیک در زمان تغییر نمایند. از آنجا که درک و شواهدی برای چنین فرضیه های فرضی نداریم، سخت است که نتایج آن ها را بیان کنیم، اما شاید بتوان از آن ها برای فراوری انرژی محلی با تغییر ثابت G در اطراف سیاهچاله ها یا سفر سریع در کهکشان استفاده کرد. اگرچه این در حال حاضر در حوزه علمی تخیلی به جای مانده است.

نوع سوم: تمدنی کهکشانی

تمدن های نوع 3 به طرز باورنکردنی پیشرفته خواهند بود. آن ها معادل انرژی کل کهکشان خود را برداشت می نمایند. در مراحل اولیه توسعه، چنین تمدنی بیشتر ستارگان کهکشان را مستعمره می نماید و اطراف آن ها را با کرات دیسونی شروع می نماید. سفر بین ستاره ای یک اتفاق روزمره بی اهمیت خواهد بود. ما هیچ مکاهمم شناخته شده ای برای جمع آوری انرژی در مقیاس کهکشانی نداریم، به جز اینکه معمولاً مستقیماً از ستارگان با استفاده از کره های دیسون، یا به طور مصنوعی جمع آوری می گردد.

در ابتدای توسعه، تشخیص چنین تمدنی حتی با استفاده از فناوری نوع 0 بسیار آسان خواهد بود. اگر ابرنواختر ها در مقیاس وسیع در یک کهکشان به طور مصنوعی ایجاد شده باشند، ما با استفاده از تلسکوپ ها متوجه اندازه بالا و غیر عادی ابرنواختر ها در این کهکشان می شویم. چنین تمدن هایی بعلاوه می توانند ستارگان را در سیاهچاله تغذیه نمایند و خروجی فوتون حاصل از دیسک برافزایشی را برداشت نمایند.

اگر قرار باشد کرات دیسون در چنین کهکشان به کار گرفته گردد، متوجه تغییرات سریع در روشنایی ستارگانی می شویم که هنوز کرات دایسون در اطراف آن ها در حال ساخت است. این کهکشان سوسو می زند، زیرا ساختار های نو ساخته شده نور ستاره را پنهان می نماید. با این حال، تشخیص چنین تمدن هایی در مراحل پایانی توسعه سخت است: اقدامات و فناوری آن ها ممکن است برای ما آنقدر نامفهوم باشد که حتی نمی دانیم در پی چه چیزی باشیم.

انتقال رادیو احتمالاً روش ارتباطی قدیمی و ابتدایی برای چنین تمدنی خواهد بود. در اواخر مراحل توسعه، چنین تمدنی حتی ممکن است نامرئی باشند: پس از احاطه تمام ستارگان کهکشان با کره های دیسون، کهکشان تاریک می گردد همانطور که از بیرون دیده می گردد، زیرا هیچ نور ستاره ای اجازه دسترسی به خارج از حوزه های دایسون را ندارد. ما هیچ مبنایی برای بحث در خصوص فناوری در اختیار چنین تمدن هایی نداریم، اما در اینجا بعضی از مکانیسم هایی را که می دانیم می تواند به وسیله چنین تمدن هایی در مقیاس کهکشانی مورد استفاده قرار گیرد، توضیح می دهیم:

1) برداشت مستقیم انرژی از سیاهچاله ها با استفاده از فرآیند های Penrose. این فرایند انرژی را از حرکت چرخشی یک سیاهچاله در حال چرخش استخراج می نماید.

2) عمداً باعث می گردد ستاره ها به ابرنواختر بروند و کل انرژی خود را به طور همزمان جمع آوری نمایند.

3) فعل و انفعالات ماده و ضد ماده در مقیاس بزرگ. ما هیچ منبع ضد ماده ای به اندازه کافی برای ایجاد چنین واکنش هایی نمی شناسیم، اما توده های ماده به اندازه ستاره ای می توانند با ضد ماده از بین بروند و اندازه زیادی انرژی در این فرآیند آزاد نمایند.

نتیجه گیری

بشریت به تازگی سفر خود را در مقیاس کارداشف شروع نموده است. ممکن است در چند صد سال آینده به سطح تمدن نوع 1 برسد، با این فرض که رویداد فیلتر بزرگ رخ ندهد. اگر بشریت در اثر برخورد یک سیارک، تغییرات آب و هوایی، افزایش سطح اقیانوس ها، فقر، گرسنگی یا بیماری از سطح زمین پاک نگردد، ممکن است فرصتی برای بالا رفتن از نردبان کارداشف داشته باشد.

با رسیدن به تمدن نوع اول، بشریت با چالش های نو و فرصت های نو روبرو خواهد شد. جوامع باید کاملاً بازطراحی شوند تا در سبک زندگی چند سیاره ای جا بیفتند، اما ما بالاخره این فرصت را پیدا می کنیم که ابتدا منظومه شمسی خودمان، بعد ستارگان همسایه خود را آنالیز کنیم، و اگر همه چیز خوب پیش برود، به کاوش کهکشان برویم.

منبع: Technology