Steampunk zaawansowana cywilizacja skala Kardaszewa
źródło: Pixabay

Jakich cywilizacji szukamy? Są różne typy, a my je wyjaśniamy

W ostatnim materiale przedstawiliśmy sposoby poszukiwań inteligentnych (bądź nie) form życia, które wykorzystują obecni astronomowie. Mimo znacznego poziomu zaawansowania dzisiejszych technologii jak na razie nam się to nie udało, jednak nic straconego. Wszechświat jest bowiem ogromnym miejscem, w którym Ziemia to tak naprawdę tylko malutka pod względem powierzchni jego część.

Poszukiwanie inteligentnych form życia jest o tyle ekscytujące, że mamy nadzieję na znalezienie bardziej zaawansowanej rasy niż my, ludzie. Co ciekawe, już ponad 50 lat temu rosyjski astronom Nikołaj Kardaszew sklasyfikował różne typy (zaawansowania) cywilizacji. Wobec tego, jakim typem jest człowiek oraz jakich cywilizacji poszukujemy? Przyjrzyjmy się bardziej dokonaniom Kardaszewa.

Skala Kardaszewa – czym tak właściwie jest?

Popkultura przyzwyczaja nas do świadomości, że człowiek może nie być jedyną we Wszechświecie istotą, a planet podobnych do Ziemi są setki, a nawet tysiące. Niezależnie od tego, czy wizja przedstawiana jest w uniwersum Gwiezdnych Wojen czy Uniwersum Marvela, znajdziemy tam planety z istotami o wyższych możliwościach technologicznych, ale także o niższych.

Przyjmijmy, że nie jesteśmy sami w kosmosie. W jaki zatem sposób mamy kwalifikować poszczególne cywilizacje? Oceniając ich wynalazki? Która szybciej wymyśliła np. napęd antygrawitacyjny, tunele czasoprzestrzenne? Z jednej strony to dobry trop, jednak problem polega na tym, że nie będziemy w stanie stwierdzić, że to akurat ten wynalazek, a nie jakiś inny. Pojawia się pytanie – jak klasyfikować coś, o czym nie mamy pojęcia?

Zaawansowane Kosmiczne Obserwatorium Słoneczne (ASO-S)
Zaawansowane Kosmiczne Obserwatorium Słoneczne (ASO-S), źródło: ASO-S

Obowiązkiem oceniającego jest trzymanie się pewnych wytycznych, zasad, które umożliwiają porównanie obiektu x do obiektu y. Tak działają liczby – są w stanie pokazać rzeczywistość, jednak gdy nie dotyczą tego samego, nie mają większej wartości porównawczej. I tutaj pojawia się Nikołaj Kardaszew, radziecki astronom, który przedstawił własną skalę, która bazuje na dość intrygującym punkcie odniesienia.

Kardaszew sklasyfikował trzy typy, które różnią się od siebie przede wszystkim ilością energii, jaką jest w stanie wykorzystać określona cywilizacja. Aby przedstawić kontekst, na początku pokażę, jak Ziemia ma się wobec tego.

Jakim typem jest Ziemia? Żadnym, które podawał Kardaszew

Wspominany dziś twórca skali stworzył ją bardzo dawno, bo w 1964 roku. Mimo że przykładowo w tych czasach nie było jeszcze żadnego człowieka na Księżycu, a ówczesna technologia nie mogła równać się z dzisiejszą – nie powstał nawet Arpanet, czyli „przodek” dzisiejszego internetu. Ale, co ciekawe, Ziemia już w tych czasach była bliska typowi 1 – bo na poziomie ~0,67 cząstkowej skali Kardaszewa.

Dla kontekstu dodam, że dzisiaj jest to niewiele więcej, bo około 0,73. Sześć punktów procentowych różnicy? To stosunkowo niedużo, jednak jak wcześniej zaznaczyłem, tutaj wynalazki i technologie mają tylko cząstkowy wpływ, a chodzi głównie o energię.

Oczywiście wartość 0,73 nie została przedstawiona przez samego Kardaszewa, a Carla Sagana, amerykańskiego astronoma, który nawet opracował wzór. Podawana wartość jest wyrażana w skali logarytmicznej – cywilizacja ludzi wykorzystuje około 0,16% całkowitej energii dostępnej na naszej planecie.

Jakich cywilizacji szukamy? Są różne typy, a my je wyjaśniamy
K – kategoria w skali Kardaszewa, W -moc wyrażana w watach wytwarzana przez cywilizację

Czym jest ten typ 1?

Typ I jest zdecydowanie najbliższym obrazem tego, czym może stać się cywilizacja ziemska. Tak, w dzisiejszym materiale omawiamy poszukiwanie obcych cywilizacji, jednak najprościej będzie przedstawić skalę, porównując ją do realiów ziemskich.

Do uzyskaniu typu 1 ludzkość będzie musiała wykorzystywać 4*1012 W energii, czyli 40 terawatów. W 2021 roku całkowite zużycie energii na świecie wyniosło 165319 TWh, co odpowiada 18,87 TW wykorzystywanej mocy.

Jak wcześniej wspomniałem, jest to wartość logarytmiczna, a nie liniowa – dlatego obecne 0,73 w cząstkowej skali Kardaszewa nie jest wprost proporcjonalne do typu pierwszego. Typ pierwszy zakłada, że jest to typ cywilizacji, będący w stanie zużyć całą energię, która dociera do niej z gwiazdy centralnej. Co więcej, zebrana moc powinna być zbierana, a następnie przechowywana, zatem zaawansowanie technologiczne tego typu cywilizacji również powinno stać na wysokim poziomie.

Świat, jeśli cywilizacja
Template: imageflip, autor: Albert Żurek

Dziś potrafimy korzystać z energii słonecznej, a duża część gospodarstw domowych ma na swoich dachach bądź ogródkach kilka paneli słonecznych, które są w stanie zapewnić energię elektryczną. Niemniej jednak to nieodnawialne źródła energii wciąż są górą, chociaż prognozy jasno pokazują, że za kilka lat OZE będą stanowiły znaczny procent produkcji światowej energii.

Z drugiej strony, aby wykorzystać całą energię Ziemi, należałoby mieć kontrolę nad żywiołami – tornadami, wulkanami, trzęsieniami ziemi oraz całokształtem pogody, a według Kardaszewa, I typ cywilizacji to potrafi. Kiedy to nastanie? Najwcześniej za jakieś 400 lat przy dobrych wiatrach, chociaż są to niepewne prognozy.

Typ 2 to już zupełnie inna liga, ale w sumie dobrze nam znana

Typ II – w skali radzieckiego astronoma – jest już bardziej odległy i związany z fantastyką naukową, z racji tego, że nie osiągnęliśmy nawet pierwszego typu. Na czym on polega? Tutaj cywilizacja jest w stanie wykorzystać moc całej gwiazdy centralnej, nie tylko przechwytując energię, ale i kontrolując gwiazdę. Jak by to miało wyglądać?

Amerykański astrofizyk Freeman Dyson stworzył tak zwaną sferę Dysona, czyli mega konstrukcję, która ma na celu wyłapywanie i gromadzenie zdecydowanej większości, a nawet całości energii wytwarzanej przez gwiazdy. Mogłaby być istnym „pancerzem” dla gwiazdy, który by zbierał właśnie moc generowaną przez ciało niebieskie. Niemniej to również wymaga niesamowicie rozwiniętej technologii – w dzisiejszych czasach wybudowanie tego typu urządzenia byłoby po prostu niemożliwe.

Sfera Dysona Skala kardaszewa
Sfera Dysona Kevin Gill from Los Angeles, CA, United States, CC BY 2.0

Z drugiej strony, cywilizacja typu II mogłaby opanować energię syntezy termojądrowej, czyli zjawisko zachodzące w gwiazdach. Istoty o takich możliwościach technicznych musiałyby dysponować ogromnym, niezwykle zaawansowanym reaktorem, którego paliwem byłyby obiekty składające się w wodór – na przykład gazowe olbrzymy – Jowisz, Saturn.

Jak wcześniej zaznaczyłem, typ II w skali Kardaszewa niejednokrotnie był przedstawiany w popkulturze. Na myśl od razu przychodzi baza Star killer z VII części Gwiezdnych Wojen: Przebudzenia Mocy, która wykorzystywała moc z pobliskiej gwiazdy. Taka ilość energii postawiłaby tę cywilizację na bardzo wysoki poziom, a wszelkie potencjalne zagrożenie (oczywiście niezwiązane z innymi, bardziej rozwiniętymi istotami) byłyby bez problemu rozwiązywane.

Stosunkowo niedawno, bo końcem września, przeprowadzono pierwszy test systemu obrony planetarnej NASA DART. Cywilizacja typu II, w obliczu nadlatującej asteroidy wielkości Księżyca, najprawdopodobniej nie miałaby z nią problemu – takie ilości energii bezproblemowo umożliwiłyby zniszczenie zagrażającego obiektu. Ludzie osiągną typ II najprawdopodobniej za kilka tysięcy lat.

Typ III, czyli ostatni w skali Kardaszewa

Oryginalna skala radzieckiego astronoma opisuje trzy typy, a więc będzie to ostatni w dzisiejszym zestawieniu. Typ III okazuje się najbardziej zaawansowany ze wszystkich – potrafi wszystko to, co dwa poprzednie, ale pod względem technologii robią to na ogromną skalę. Tego typu cywilizacji nie są obce podróże po galaktykach (w ich wnętrzu) po różnych systemach gwiezdnych.

Jeśli chodzi o kwestie energii wykorzystywanej przez nią, typ trzeci potrafi dysponować mocą całej galaktyki. A więc poza gwiazdami i sferami Dysona w jednym systemie gwiezdnym, będą dysponować całymi sieciami sfer tego typu połączonych w jedno, które transportują energię z wielu gwiazd do zamieszkałej planety (planet). Jeśli ma czerpać energię z całej galaktyki, to także z gwiazd neutronowych oraz czarnych dziur istniejących w ich obrębie.

Należy sobie wyobrazić, jaką technologią musi dysponować cywilizacja typu III w skali Kardaszewa – pozyskiwanie energii z czarnych dziur to scenariusz z filmu science fiction. Niemniej warto zaznaczyć, że typ trzeci nie jest pozbawiony przeszkód. Mimo że jest w stanie zapanować nad całą galaktyką, to wciąż cywilizacja ta musi się borykać z podstawowymi ograniczeniami – prawami fizyki.

Jeśli nie zbudują napędu typu warp, który zakrzywia czasoprzestrzeń, bądź innego wymyślnego wynalazku – przykładowo służącego do kontroli tuneli czasoprzestrzennych, to ich dalszy rozwój (podbijanie dalszych galaktyk) okaże się niemożliwy z uwagi na ogromne odległości.

Ludzie (prawdopodobnie) mogą osiągnąć typ za kilkaset tysięcy lat.

Dalsze typy opisał Asimov

Amerykański pisarz Isaak Asimov nieco rozszerzył pracę Kardaszewa, tworząc kolejne typy. Wykraczają one jednak poza oryginalną skalę radzieckiego astronoma, a zainteresowanym w tej kwestii polecam sięgnąć do twórczości Asimova.

Typy IV, V, VI oraz VII przedstawione przez pisarza wydają się naprawdę nieosiągalne. Kto wie jednak, może poszukiwanie inteligentnych form życia w przyszłości (bliższej bądź dalszej) w kosmosie zakończy się odnalezieniem tego typu istot.