Ora, non sono un futurista, ma penso di poter prevedere una cosa. Gli umani amano usare l'energia e in futuro ne useremo ancora di più.
Speriamo che sia energia pulita, come quella comoda fonte di fotoni nel cielo: il Sole. Non forme sporche di energia, come urla, unobtainium, Shwartz liquido o l'uso di esseri umani come batterie.
Una forma di energia più pulita delle urla. La maggior parte delle cose lo sono. Credito: Pawel Maryanov
Una volta che avremo davvero messo le mani su una fonte di energia pulita e illimitata, puoi aspettarti che il nostro utilizzo cresca e cresca fino a quando ogni essere umano sulla Terra non utilizzerà tanta energia quanto un piccolo paese.
Risaliremo la scala di consumo energetico di Kardashev, dal Tipo 1, al Tipo II al Tipo III. Tipo III! Riesci a immaginare cosa accadrebbe a quel punto?
Oh, non hai idea di cosa sto parlando? Nessun problema.
La scala Kardashev è stata originariamente sviluppata dall'astronomo sovietico Nikolai Kardashev nel 1964. Ha esaminato l'avanzamento del bisogno di energia dell'umanità, e poi ha semplicemente estrapolato quando sarebbero state le nostre future richieste di energia e come sarebbero state fornite.
Li ha suddivisi in tre tipi. Una civiltà di tipo I avrebbe il controllo completo e totale su tutta l'energia del suo pianeta. Una civiltà di tipo II sarebbe padrona di tutta l'energia prodotta dalla propria stella natale, e una civiltà di tipo III sarebbe proprietaria di tutta l'energia nella propria galassia natale.
Era un modo abbastanza intelligente per classificare le potenti capacità delle civiltà future, e ha alimentato l'immaginazione di molti scrittori di fantascienza.
A che punto siamo ora lungo la scala Kardashev? Quanto tempo ci vorrà per sbloccare ogni livello di civiltà? Ammesso che sopravviviamo, ovviamente.
Kardashev ha stimato che il consumo energetico totale di una civiltà di tipo I si basa sulla quantità di luce solare che cade sulla Terra. Il nostro pianeta riceve circa 2 x 10^17 watt di potenza dal Sole.
Se potessimo sfruttare tutta l'energia solare sulla Terra, diventeremmo una civiltà di tipo I. Credito: NASA
È molto? È sicuro che suona molto. Nel 2013, il consumo totale di energia umana era di 12,3 terawatt. Quindi, facendo un po' di calcoli, otteniamo circa 1/14.000 della potenza potenziale totale che cade sulla Terra.
Sembra che abbiamo una lunga strada per colmare questa differenza. Ma aspetta un secondo, siamo nel regno della crescita esponenziale ora, che ha un modo sorprendente di sorprenderti.
Freeman Dyson, il famoso fisico, ha stimato che ci vorranno solo circa 200 anni per utilizzare appieno l'energia che cade sulla Terra. Sembra incredibile, ma se consideri che la Germania è stata in grado di pompare 25 gigawatt di potenza nell'aprile 2015, non allunga troppo la tua immaginazione.
Dove andiamo da lì?
Kardashev ha stimato un consumo di energia composto dell'1% all'anno. E quindi, se estrapoli in avanti dal nostro attuale consumo di energia, ha calcolato che ci sarebbero voluti circa 3.200 anni in più per raggiungere lo stato di Tipo II, dove stiamo estraendo il 100% dell'energia che fuoriesce dal Sole - tutto 4 x 10 ^ 26 watt.
Probabilmente usando la sfera di Dyson, la nuvola o un altro poligono correlato a Dyson. Potremmo dover smantellare tutti i pianeti per farlo, ma è proprio quello che faremo per tenere il passo con il nostro famelico fabbisogno energetico.
Per essere una civiltà di tipo II, tutto ciò che devi fare è avvolgere il sole in una sfera di Dyson. Facile. Immagine: NASA/SDO.
So che ti guardi intorno in casa, vedi i tuoi vari elettrodomestici e non riesci a immaginare come potresti usare così tanta energia. Ma fidati di me, lo farai. Potresti avere nanofabbriche, che producono mobili fatti di puro diamante. O un enorme computer delle dimensioni di un pianeta che calcola la risposta alla vita, l'universo e tutto il resto. O una console che ti permetterà di giocare a Witcher 3 senza perdere fotogrammi. Quando l'energia è economica e pulita, tutti i tipi di idee impossibili diventano ragionevoli.
Continuando questo consumo di energia composto dell'1%, Kardashev ha pensato che avremmo consumato tutta l'energia della nostra galassia ospite entro poche centinaia di migliaia di anni - 10^37 watt -, ma ciò è principalmente dovuto al tempo necessario per viaggiare da una stella star. La Via Lattea misura 120.000 anni luce di diametro, quindi anche la colonizzazione dell'intera galassia non potrebbe avvenire più velocemente di così.
Immagina un'intera galassia, con ogni sistema solare completamente smantellato e ogni stella racchiusa in una nuvola di energia Dyson che estrae celle solari. Eppure, la crescita costante lo prevede inevitabilmente.
Una civiltà di tipo III avrebbe il controllo su tutta l'energia della sua galassia. Credito e copyright: Randy Halverson.
è quello? È quanto una civiltà futura potrebbe colonizzare? Difficilmente, sarebbero davvero solo all'inizio. Una civiltà futura con così tanta energia a sua disposizione sarebbe in grado di espandersi verso l'esterno appena al di sotto della velocità della luce, colonizzando alla fine tutto ciò a cui le leggi della fisica consentirebbero di raggiungere.
Alla fine l'espansione dell'Universo, accelerata dall'energia oscura, fermerebbe la loro colonizzazione. Le galassie cadrebbero sull'orizzonte cosmico, per sempre fuori portata. Vasto potere cosmico senza nessun altro posto dove andare.
Grazie a Kardashev, abbiamo un ottimo modo di considerare il nostro posto nell'Universo. Supponendo che non ci eliminiamo, abbiamo un brillante futuro davanti.
Podcast (audio): Scarica (Durata: 6:19 — 2,7 MB)
Sottoscrivi: Podcast Apple | RSS
Podcast (video): Scarica (Durata: 6:21 — 104,1 MB)
Sottoscrivi: Podcast Apple | RSS