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Escala de Kardashev

En primer plano, un observatorio astronómico emite un rayo de luz verticalmente. Al fondo, un cúmulo de estrellas en la noche.
En el Observatorio de Cerro Paranal se utiliza un rayo láser para crear una estrella artificial con la que sintonizar el Very Large Telescope (VLT). La búsqueda de exoplanetas en los que se puedan encontrar civilizaciones extraterrestres es una de las múltiples misiones del VLT.

La escala Kardashev ( en ruso : Шкала́ Кардашёва , romanizadoShkalá Kardashova ) es un método para medir el nivel de avance tecnológico de una civilización en función de la cantidad de energía que es capaz de aprovechar y utilizar. La medida fue propuesta por el astrónomo soviético Nikolai Kardashev (1932-2019) [1] en 1964 [2] y recibió su nombre.

Kardashev esbozó por primera vez su escala en un documento presentado en la conferencia de 1964 que comunicó los hallazgos sobre BS-29-76, la Conferencia Byurakan en la República Socialista Soviética de Armenia (que él inició), una reunión científica que revisó el programa soviético de escucha espacial de radioastronomía . El documento se titulaba " Передача информации внеземными цивилизациями " ("Transmisión de información por civilizaciones extraterrestres"). [2] A partir de una definición funcional de civilización, basada en la inmutabilidad de las leyes físicas y utilizando la civilización humana como modelo de extrapolación , se desarrolló el modelo inicial de Kardashev. Propuso una clasificación de civilizaciones en tres tipos, basada en el axioma del crecimiento exponencial :

En esta escala, la suma de la civilización humana no alcanza el estatus de Tipo I (aunque continúa acercándose a él). Desde entonces se han propuesto varias extensiones de la escala, incluida una gama más amplia de niveles de potencia (Tipos 0, IV y V) y el uso de métricas distintas de la potencia pura (por ejemplo, crecimiento computacional o consumo de alimentos ). [3] [4]

En un segundo artículo, titulado "Estrategias de búsqueda de inteligencia extraterrestre", publicado en 1980, Kardashev se pregunta sobre la capacidad de una civilización, que define por su capacidad de acceder a la energía, de mantenerse y de integrar información de su entorno. [5] Le siguieron dos artículos más: "Sobre la inevitabilidad y la posible estructura de las supercivilizaciones" y "Cosmología y civilizaciones", publicados en 1985 y 1997, respectivamente; [6] [7] el astrónomo soviético propuso formas de detectar supercivilizaciones y de dirigir los programas SETI (Búsqueda de Inteligencia Extraterrestre).

Numerosos científicos han llevado a cabo búsquedas de posibles civilizaciones, pero sin resultados concluyentes. [8] Sin embargo, en parte gracias a dichas búsquedas, se identificaron objetos inusuales, que ahora se sabe que son púlsares o cuásares . [9]

Origen de la clasificación

Primera publicación (1964)

Una línea punteada roja que sube de izquierda a derecha.
Proyección de la escala Kardashev hasta 2040 basada en datos de la Agencia Internacional de Energía World Energy Outlook

Kardashev presentó por primera vez una clasificación de las civilizaciones según su nivel de consumo energético en un artículo titulado Transmisión de información por civilizaciones extraterrestres , publicado en 1964 primero en ruso en el número de marzo-abril del Astronomicheskii Zhurnal , [2] luego en inglés en el número de septiembre-octubre de 1964 del Soviet Astronomical Journal. [2] En este artículo, el científico presenta un cálculo de la evolución de las necesidades energéticas de la humanidad, y calcula que el consumo energético de esta última será igual al emitido por el Sol, evaluado en 4 × 10 26 vatios (W), en unos 3.200 años, luego será igual al emitido por 10 11 estrellas similares a la nuestra (que corresponde al número estimado de estrellas en la Vía Láctea) en 5.800 años. Partiendo de esta observación, y considerando que no hay motivos para suponer que la evolución del consumo energético de la humanidad pueda disminuir, Kardashev llega a proponer una clasificación de las civilizaciones tecnológicas en tres tipos. [2] [10]

Una civilización conocida como “Tipo I” es capaz de recolectar y utilizar toda la energía disponible en su planeta, es decir, el equivalente teórico a 10 16 vatios . Según Kardashev, es el tipo de civilización que la Tierra estuvo más cerca de alcanzar en 1964. Una civilización conocida como “Tipo II” superaría a la primera por un factor de 10 mil millones, alcanzando un consumo de 10 26 vatios, esta vez utilizando toda la potencia emitida por su estrella . Por último, una civilización conocida como “Tipo III” sería capaz de recolectar y consumir toda la energía emitida por su galaxia , lo que equivale a 10 37 vatios. [2]

Suponiendo el desarrollo de la radio , Kardashev predijo que en las dos décadas siguientes (es decir, en la década de 1980) sería posible construir antenas de 100.000 m2 capaces de detectar civilizaciones de Tipo II y III. Una civilización de Tipo I como la de la Tierra sería capaz de recibir las extraordinarias emisiones energéticas de los otros tipos de civilizaciones, que supuestamente serían capaces de emitir de forma continua. [2] [11]

Kardashev examinó entonces las características de una transmisión procedente de una fuente artificial. Mencionó en particular las dos fuentes de radio cósmicas descubiertas en 1963 por el Instituto Tecnológico de California , CTA-21 y CTA-102 , que tendrían características cercanas a las de una presunta fuente artificial. La región de la galaxia más adecuada para observar civilizaciones de Tipo II y III sería entonces el Centro Galáctico , debido a la alta densidad de población estelar que alberga. Luego recomendó que los programas de búsqueda de tales fuentes artificiales se centraran en otras galaxias cercanas, como la Galaxia de Andrómeda , las Nubes de Magallanes , M87 o Centaurus A. Kardashev concluyó su artículo señalando que el posible descubrimiento incluso de los organismos más simples en Marte aumentaría la probabilidad de que existan civilizaciones de Tipo II en la galaxia. [2]

Tres representaciones esquemáticas: Tierra, Sistema Solar y Vía Láctea
Consumo de energía en tres tipos de civilización según la definición de la escala Kardashev ampliada de Sagan

Segunda publicación (1980)

Hacia una definición energética de la civilización

En 1980, Nikolai Kardashev publicó un segundo artículo titulado Estrategias de búsqueda de inteligencia extraterrestre: un enfoque fundamental al problema básico, [5] en el que afirmaba que:

La detección y el estudio de civilizaciones extraterrestres constituyen un problema de enorme importancia para el progreso de la humanidad, su cultura y su filosofía. El descubrimiento de vida inteligente en el Universo proporcionaría una pauta para el posible desarrollo de nuestra civilización en lapsos de tiempo astronómicos.

—  Nikolai Kardashev, Estrategias de búsqueda de inteligencia extraterrestre: un enfoque fundamental para el problema básico
Una línea discontinua en azul va, de izquierda a derecha, desde abajo hasta arriba.
Gráfico del consumo mundial de energía primaria en 2011 según BP Statistical Review

Según el astrónomo soviético, nuestra civilización sería demasiado joven para poder establecer contacto con otra civilización que, con toda seguridad, sería más avanzada que la nuestra; el sistema solar es demasiado joven, con sus cinco mil millones de años, y los primeros antepasados ​​del hombre actual aparecieron hace tan sólo seis millones de años como mínimo; [12] los objetos celestes más antiguos tienen entre diez y catorce mil millones de años; es evidente que las demás civilizaciones son incomparablemente más antiguas que la civilización humana. Por tanto, el conocimiento de estas civilizaciones debe ser mayor que el nuestro y, razonaba, seguramente deben saber lo que estamos haciendo. [5]

Kardashev creía que es probable que el estado actual de nuestra civilización sea sólo una de las etapas por las que pasan las civilizaciones durante su evolución. Así pues, es posible definir la civilización sobre la base de esta característica universal, que permitió a Aleksandr Lyapunov definir la vida como "un estado de materia altamente estable, que utiliza la información codificada por los estados de las moléculas individuales para producir reacciones de mantenimiento", lo que Kardashev llama la "definición funcional de la civilización". [5] Por tanto, propone pensar en la civilización como un "estado de materia altamente estable capaz de adquirir, realizar análisis abstractos y utilizar información para obtener información cualitativamente nueva sobre su entorno y sobre sí misma, para mejorar sus capacidades de recopilar nueva información para producir reacciones de mantenimiento". La civilización se caracteriza, pues, por la calidad de la información adquirida por su programa operativo y por la energía necesaria para implementar estas funciones. Por "información sobre su entorno y sobre sí mismo", Kardashev especificó que se trata de datos sobre la naturaleza orgánica o inorgánica, la ciencia , la tecnología , la economía , la cultura , las artes , etc. A partir de esta definición, propuso un diagrama que representa las interacciones entre una civilización y su entorno, y enumeró una serie de problemas científicos que surgen de estas interacciones con la información disponible en el Universo. [5]

De esta definición, Kardashev extrajo tres conclusiones. La primera postulaba que, debido al vasto e ilimitado conjunto de actividades que requieren los problemas científicos, el período durante el cual las civilizaciones deben transmitir y comunicarse es necesariamente largo, incluso ilimitado. Por otra parte, dado que nuestro desarrollo actual cubre solo una fracción insignificante de esta fase de comunicación , Kardashev planteó la hipótesis de la alta improbabilidad de que nos encontremos con "hermanos en inteligencia" que se encuentren en la misma etapa de evolución que nosotros. Después de todo, las civilizaciones altamente avanzadas conocen y utilizan las leyes de la física en un grado que aún no sospechamos. Kardashev afirmaba que "este último punto debería tenerse en cuenta en los programas de investigación de civilizaciones extraterrestres" y concluía que es muy probable que nuestro estado actual sea solo una de las etapas por las que pasa toda civilización durante su evolución. [5]

Dos estrategias para buscar señales inteligentes

Kardashev analizó entonces diversos modelos e hipótesis sobre la evolución de la civilización. Respondiendo a la pregunta del astrónomo ruso Iosif Shklovsky , quien en un artículo publicado en 1977 y titulado Posibilidad de que la vida inteligente en el Universo sea única, encontró extraño que la "onda de choque de inteligencia" de una supercivilización aún no hubiera alcanzado los límites de todo el Universo , Kardashev planteó dos hipótesis explicativas. En la primera, postuló que no sería útil que una supercivilización expandiera el espacio que ocupa para mantener su actividad, y en la segunda, es posible que una civilización, en lugar de dispersarse en el espacio, continuara más bien sus actividades de análisis de información para descubrir nuevas leyes fundamentales (como la exploración del microcosmos, o de los agujeros negros por ejemplo). [5]

Sin embargo, tales actividades de civilización requieren el uso de abundante energía. Según las leyes de la termodinámica , una parte importante de esta energía consumida debe convertirse en radiación de una magnitud bolométrica aproximadamente igual a la del fondo de radiación que rodea la fuente. La distribución espectral de esta intensidad debe ser cercana a la de un cuerpo negro . Esta sería una forma posible de buscar civilizaciones extraterrestres. Tal consumo de energía también requeriría una gran cantidad de materia sólida para las actividades de ingeniería estelar , que Kardashev llamó "milagros cósmicos". En resumen, la información sobre la posible existencia de una civilización extraterrestre vendría en forma de radiación electromagnética . [5]

En cuanto al destino de las civilizaciones, Kardashev vio dos conceptos de los que se pueden derivar dos estrategias para la búsqueda de civilizaciones extraterrestres. El primero, que llamó " chovinismo terrestre ", se basa en el principio de que las civilizaciones sólo pueden estabilizarse o perecer en un nivel de desarrollo cercano al que alcanzamos actualmente. El segundo, que llamó "concepto evolutivo", sostiene que las civilizaciones son capaces de alcanzar niveles de desarrollo superiores al de la humanidad contemporánea. En el primer caso, la mejor estrategia de búsqueda utilizando medios de detección astronómica (por ejemplo, el programa SETI ) sería observar las fuentes de radiación más potentes (y a menudo las más distantes) en el espacio. El observador podrá entonces determinar si son fuentes de emisión naturales, y sólo entonces podrá centrarse la búsqueda en objetos con radiación más débil. En el segundo caso, recomendó buscar nuevas y potentes fuentes de radiación, especialmente en las regiones poco conocidas del espectro electromagnético . Estas fuentes podrían ser señales monocromáticas significativas o periódicas provenientes del centro galáctico , de otras galaxias o de cuásares y otros objetos cósmicos exóticos. Kardashev creía que la búsqueda debería centrarse en el espectro de longitud de onda milimétrica , cerca de la intensidad máxima del fondo cósmico de microondas , en lugar de en la banda de 21 centímetros (que es el dominio de investigación del programa SETI). Según Kardashev, para capturar la radiación significativa de una civilización avanzada emitida por una megaestructura (como una esfera de Dyson ), habría que colocar en el espacio orbital un radiotelescopio con un diámetro mayor que el diámetro de la Tierra. [5]

Kardashev concluyó prediciendo que la búsqueda de civilizaciones extraterrestres conduciría a resultados positivos en la [entonces] siguiente década, dando a la humanidad acceso a una gran cantidad de información sobre el Universo y su evolución durante un período de varios miles de millones de años. [5]

Tercera publicación (1985)

Descubriendo supercivilizaciones

En el artículo Sobre la inevitabilidad y la posible estructura de las supercivilizaciones publicado en 1985, Kardashev evoca los posibles escenarios y los medios de investigación de que dispone la humanidad para la detección de hipotéticas supercivilizaciones extraterrestres . El astrónomo soviético nos recuerda que buscamos estas supercivilizaciones sobre la base de nuestros propios criterios de desarrollo, y que las predicciones sólo son posibles para mundos extraterrestres cercanos a nuestro nivel tecnológico, estando los demás más allá de nuestra representación intelectual. Sin embargo, le parece útil concebir modelos de supercivilizaciones basados ​​al mismo tiempo en la imaginación y en nuestro conocimiento científico actual. Dado que las leyes de la física son inmutables, incluso si en el futuro se descubrieran nuevas leyes, no abolirán las ya conocidas. [6]

Según Kardashev, los modelos teóricos de supercivilizaciones deben cumplir dos supuestos básicos. El primero es que el rango de actividades de la supercivilización que obedecen a las leyes de la física está limitado únicamente por restricciones naturales y científicas, mientras que el segundo es que la evolución de las actividades de la supercivilización no puede ser interrumpida o limitada por contingencias intrínsecas, inherentes, como los conflictos sociales a gran escala. Para Kardashev, a diferencia de otros científicos, las supercivilizaciones no pueden autodestruirse ni retroceder. Según estos principios, deben existir en el espacio megaestructuras de gran tamaño, que emitan mucha energía e información , y existan durante miles de millones de años, a la vez que sean lo suficientemente compactas como para intercambiar rápidamente grandes cantidades de datos entre ellas. Una supercivilización crearía así una estructura tecnológica de dimensiones cósmicas. Como ejemplo, Kardashev cita la megaestructura de Freeman Dyson , en forma de una esfera de varias unidades astronómicas de diámetro. Otros fenómenos pueden indicar actividades altamente tecnológicas, como la explosión artificial de estrellas o el cambio de órbitas estelares para almacenar masa y energía. Las nubes moleculares gigantes también tienen un gran potencial para la astroingeniería . Kardashev incluso plantea la posibilidad de una supercivilización que remodele toda la galaxia. [6] [7]

Luego evoca la posibilidad teórica y matemática de la existencia de una megaestructura en forma de disco que gira sobre sí mismo a una velocidad angular constante . Según él, la búsqueda de señales inteligentes debe dirigirse a la detección de tales megaestructuras en la radiación característica (20 μm). Los cuásares o centros galácticos pueden ser excelentes candidatos para dar testimonio de la existencia de una supercivilización, ya que emiten una fuerte radiación infrarroja , lo que indica una estructura sólida. El astrónomo aconseja buscar estos objetos en un rango de longitud de onda de unos pocos micrones a unos pocos milímetros. Las grandes estructuras inteligentes también pueden detectarse por el hecho de que apantallan o reflejan la radiación circundante. [6]

Posibles escenarios para la evolución de las supercivilizaciones

Kardashev cree que es muy probable que una supercivilización ya haya detectado y observado a la humanidad a través de telescopios de tamaño cósmico. Lo analiza en un artículo de 1997 sobre el tema, titulado Radioastron – a Radio Telescope Much Greater than the Earth . [13] Para esta supercivilización, la ciencia de la «etnografía cósmica» debe estar muy desarrollada. Sin embargo, el hecho de que hasta ahora no se haya producido ningún contacto podría explicarse por consideraciones éticas de estas civilizaciones . Basándose en este principio, Kardashev sólo ve dos posibles escenarios evolutivos para una supercivilización: la evolución natural y la evolución tras el contacto con otras civilizaciones extraterrestres . Considera más probable el escenario basado en el contacto entre dos civilizaciones altamente desarrolladas tecnológicamente y culturalmente avanzadas; este escenario, que él llama la «hipótesis de la urbanización», daría lugar a la reagrupación y unificación de varias civilizaciones en unas pocas regiones compactas del Universo . [6]

Kardashev enumera, en forma de herramientas de investigación, seis posibles escenarios (resumidos en una tabla al final de su artículo de 1997) [13] que explican la evolución de una civilización. Cada uno de los escenarios corresponde a una probabilidad , a uno o más objetos a observar, a un procedimiento adaptado y, por último, a las posibles consecuencias para nuestra civilización: [6]

  1. El escenario de una gran unificación de civilizaciones en una extensión de entre mil y diez mil millones de años luz con concentración en una región determinada tiene una probabilidad del 60%. Estas civilizaciones se buscarán en los cuásares más potentes y en el bulbo galáctico , con un nivel de radiación superior a 10 38 vatios, en las longitudes de onda de 10 μm a 1 cm, así como en las demás regiones del espectro. Se trata de detectar megaestructuras o señales con una longitud de onda de 1,5 mm [14] y una emisión omnidireccional de hasta 21 cm. En caso de contacto, la humanidad vería avances en todos los ámbitos de la sociedad para unirse a esta supercivilización; también se espera que se cree un conservatorio etnográfico en la Tierra.
  2. El escenario de una unificación a escala del cúmulo galáctico tiene solo un 20% de probabilidad de realizarse. Kardashev aconseja observar el cúmulo de Virgo (especialmente M87 ) y otros cúmulos de manera similar al primer escenario. Las consecuencias para la humanidad son las mismas que en el primer escenario.
  3. El escenario de una unificación a escala de galaxias tiene sólo un 10% de probabilidad. Para confirmarlo, hay que estudiar los centros galácticos, tanto de la Vía Láctea como de las galaxias vecinas (como M31 , M33 ), según un procedimiento similar al del primer escenario. Las consecuencias para la humanidad son las mismas que en el primer escenario.
  4. Según Kardashev, el escenario de una colonización completa del espacio no tiene ninguna probabilidad de concretarse, porque si así fuera, "ellos" ya estarían en la Tierra, pero no es así. Sin embargo, en caso de contacto, las consecuencias para la humanidad serían las mismas que en el primer escenario.
  5. Este escenario supone que todas las civilizaciones se habrían autodestruido antes de cualquier contacto. Kardashev estima que la probabilidad de que esto ocurra es del 10%. La humanidad debería ser capaz de detectar megaestructuras antiguas en las proximidades de las estrellas más cercanas . Como resultado, no podría haber contacto con la humanidad.
  6. El último escenario sugiere que somos los primeros o los únicos en el Universo. Kardashev estima su probabilidad en un 10%. Solo la exobiología puede confirmar o desmentir tal escenario. Podemos imaginar un posible contacto en un futuro lejano y entonces las consecuencias serían similares a las de los otros cinco escenarios.

Cuarta publicación (1997)

Ilustración en color. Un objeto que se parece a una trompeta truncada tiene manchas blancas en su superficie.
Según el modelo estándar que describe la expansión del Universo desde el Big Bang , podría haber planetas más antiguos que la Tierra, capaces de albergar supercivilizaciones.

En el artículo Cosmología y Civilizaciones publicado en 1997, Kardashev reitera la necesidad de observar cuidadosamente los objetos astronómicos con fuerte radiación para detectar supercivilizaciones. Sin embargo, el descubrimiento de una civilización en una etapa de desarrollo similar a la nuestra es poco probable. La existencia de tales supercivilizaciones es posible por el hecho de que la vida en la Tierra es reciente en comparación con la edad del Universo (8 × 10 9 años antes de la formación del Sistema Solar ). Luego examina las condiciones para la aparición de la vida en escalas de tiempo cosmológicas. Suponiendo el ritmo de evolución de la vida en la Tierra y considerando la edad del Universo, es razonable suponer que una civilización podría haber alcanzado nuestro nivel de desarrollo tecnológico en 6 × 10 9 años. Tales civilizaciones pueden observarse en regiones cercanas, ya que cuanto más lejos observamos, más jóvenes son los objetos. Los descubrimientos recientes de fuentes de radiación intensa letales para la vida muestran que la vida podría haber florecido de forma encubierta durante el tiempo necesario para su aparición y mantenimiento. Otro argumento a favor de la posibilidad de una supercivilización muy antigua es que la mayoría de los objetos que podrían ser megaestructuras aún no han sido descubiertos ni cartografiados. Además, el 95% de la materia permanece invisible o solo puede inferirse por la influencia gravitatoria que produce. [7]

Según Kardashev, es esencial centrar nuestras herramientas de búsqueda en nuevos objetos que irradian en una longitud de onda de unas pocas micras a unos pocos milímetros, y a una temperatura de 3 a 300 K , que es característica de las grandes estructuras de materia sólida. [15] Entonces sería posible detectar estructuras pertenecientes al Tipo II en nuestra galaxia o en las cercanas. Las estructuras de Tipo III también se pueden observar a grandes distancias cosmológicas. Kardashev recuerda que se realizó un estudio en 3000 fuentes del catálogo IRAS de las cuatro direcciones del cielo. Se apuntaron a dos bandas de temperatura: de 110 a 120 K y de 280 a 290 K. El análisis mostró que las fuentes de 110-120 K están agrupadas en el plano galáctico y en su centro. Kardashev explica que solo observaciones más potentes en el rango infrarrojo y submilimétrico pueden revelar posibles fuentes artificiales de radiación. A continuación se refiere a los proyectos que ha propuesto, en particular el de poner en órbita un telescopio espacial criogénico (el Proyecto Millimetron ). [7] [16]

Según Kardashev, estos resultados, combinados con los de otras investigaciones sobre la edad de ciertos objetos cósmicos, sugieren que pueden existir civilizaciones que datan de hace 6 a 8 mil millones de años en nuestra galaxia. Es probable que hayan descubierto hace mucho tiempo nuestra propia civilización, una hipótesis que podría responder a la pregunta planteada por Enrico Fermi cuando formuló su paradoja : "¿Dónde están?". Sin el descubrimiento de fuentes artificiales, sin embargo, la teoría de Shklovsky de que las civilizaciones se autodestruyen como resultado de conflictos sociales a gran escala estaría probada. Kardashev menciona otra hipótesis que, en su opinión, es capaz de explicar la dinámica de las supercivilizaciones: el "efecto de retroalimentación" (teorizado por Sebastian von Hoerner en 1975), [17] que se basa en la hipótesis de que a un alto nivel tecnológico, las civilizaciones tienden a converger en lugar de aislarse. La distancia entre supercivilizaciones podría entonces determinarse por la mitad del tiempo de evolución tecnológica de la civilización más antigua, que sería de unos 3 a 4 mil millones de años. Por otra parte, esta supercivilización podría no haber estado presente en nuestra galaxia durante mucho tiempo. Kardashev concluye diciendo que, dado que la expansión del Universo es infinita, el número y la vida de tales supercivilizaciones también son infinitos. [7]

Categorías definidas por Kardashev

La clasificación hipotética, conocida como escala de Kardashev, distingue tres etapas en la evolución de las civilizaciones según el doble criterio de acceso y consumo de energía . [18] [19] El propósito de esta clasificación es guiar la búsqueda de civilizaciones extraterrestres, particularmente dentro del SETI , en el que participó Kardashev, [20] y esto bajo el supuesto de que una fracción de la energía utilizada por cada tipo está destinada a la comunicación con otras civilizaciones. Para hacer más comprensible esta escala, Lemarchand compara la velocidad a la que se puede transmitir a través de la galaxia un volumen de información equivalente a 100.000 libros de tamaño medio. Una civilización de Tipo II puede enviar estos datos utilizando un haz de transmisión que dura solo 100 segundos. Una cantidad similar de información puede enviarse a través de distancias intergalácticas de unos diez millones de años luz, con un tiempo de transmisión de varias semanas. Una civilización de Tipo III puede enviar la misma cantidad de datos a todo el universo observable con un tiempo de transmisión de 3 segundos. [18] [21]

La clasificación de Kardashev se basa en el supuesto de una tasa de crecimiento del 1% anual. Kardashev creía que la humanidad tardaría 3.200 años en alcanzar el Tipo II y 5.800 años en alcanzar el Tipo III. [3] Sin embargo, el Dr. Michio Kaku cree que la humanidad debe aumentar su consumo de energía en un 3% anual para alcanzar el Tipo I en 100-200 años. [22] Por lo tanto, estos tipos están separados entre sí por una tasa de crecimiento de varios miles de millones. [3]

Tipo I

Una civilización "cercana al nivel alcanzado actualmente en la Tierra, con un consumo energético de ≈4 × 1019  erg /seg" (4 × 1012  vatios). [2] Una civilización de Tipo I se define generalmente como aquella que puede aprovechar toda la energía que llega a su planeta de origen desde su estrella madre (para la Tierra, este valor es de aproximadamente 2 × 1017  vatios), que es aproximadamente cuatro órdenes de magnitud mayor que la cantidad alcanzada actualmente en la Tierra, con un consumo de energía de ≈2 × 1013  vatios para el año 2020. El astrónomo Guillermo A. Lemarchand definió al Tipo I como un nivel cercano a la civilización terrestre actual, con una capacidad energética equivalente a la irradiancia solar de la Tierra , entre 1016 y 1017  vatios. [23]

Tipo II

Una civilización capaz de aprovechar la energía irradiada por su propia gran estrella (por ejemplo, completando con éxito una esfera de Dyson o un cerebro de Matrioshka ) con un consumo de energía de ≈4 × 1033  erg/seg. [2] Lemarchand definió a estas civilizaciones como capaces de aprovechar y canalizar toda la radiación emitida por su estrella. El consumo de energía sería entonces comparable a la luminosidad del Sol , aproximadamente 4 × 1033  erg/seg (4 × 1026  vatios ). [23]

Tipo III

Una civilización con energía a escala de su propia galaxia , con un consumo energético de ≈4 × 1044  erg/seg. [2] Lemarchand definió a las civilizaciones de este tipo como aquellas que tenían acceso a una energía comparable a la luminosidad de toda la galaxia, la Vía Láctea , aproximadamente 4 × 1044  erg/seg (4 × 1037  vatios). [23]

Según los datos disponibles en la época, Kardashev no pasó de una civilización de tipo III. Sin embargo, se han propuesto nuevos tipos (0, IV, V y VI).

Reevaluaciones de la escala Kardashev

La clasificación más fina de Sagan

En 1973, Carl Sagan descubrió el trabajo de Kardashev sobre la clasificación de civilizaciones. [24] Encontró que las diferencias entre los tipos identificados por Kardashev eran tan grandes que no permitían la mejor modelización posible de la evolución de las civilizaciones. [11] En consecuencia, Sagan propone una clasificación más refinada, basada todavía en los tipos de Kardashev, pero integrando niveles intermedios utilizando la siguiente fórmula de interpolación logarítmica : [25]

,

donde K es el tipo Kardashev de una civilización y W es la cantidad de energía que utiliza, en vatios. Por lo tanto, una civilización de tipo 1.1 se definiría por una potencia de 10 17 vatios, mientras que una civilización de tipo 2.3 podría aprovechar 10 29 vatios.

Además, la fórmula anterior podría utilizarse para extrapolar más allá de los tipos originales de Kardashev. Por ejemplo, una civilización de tipo 0 , no definida por Kardashev, controlaría alrededor de 1 MW de energía (equivalente a tener alrededor de 100 fogatas encendidas en un momento dado); en la Tierra, el surgimiento de las civilizaciones de tipo 0 es aproximadamente concurrente con el surgimiento de la civilización en un sentido general. [26]

Sagan estimó que, según esta escala revisada, la humanidad de la década de 1970 sería de tipo 0,7 (unos 10 teravatios ), [27] equivalente al 0,16% de la energía disponible en la Tierra. [28] Este nivel se caracteriza, según él, por la capacidad de autodestrucción, a la que llama "adolescencia tecnológica". [21] En 2021, el consumo energético mundial total fue de 595,15 exajulios (165.319  TWh ), [29] equivalente a un consumo medio de energía de 18,87 TW o una calificación de Kardashev de 0,73 (a 2 sf ). [30]

Sagan también sugiere que, para completar, se debería añadir una escala alfabética para indicar el nivel de desarrollo social , expresado en la cantidad de información disponible para la civilización. Así, una civilización de Clase A se basaría en 10 6 bits de información (menos que cualquier cultura humana registrada), una de Clase B en 10 7 , una de Clase C en 10 8 , y así sucesivamente. La humanidad en 1973 pertenecería a la clase "0,7 H". [31] Según Sagan, la primera civilización con la que la humanidad entraría en contacto podría estar entre "1,5 J" y "1,8 K"; una supercivilización galáctica estaría en la etapa "3 Q", mientras que una federación de galaxias podría estar en la etapa "4 Z". [21] Los ejes de información y energía no son estrictamente interdependientes, por lo que incluso una civilización de nivel Z no tendría por qué ser del Tipo III de Kardashev. [31] Sagan creía que ninguna civilización había alcanzado aún el nivel Z, especulando que tanta información única superaría la de todas las especies inteligentes en un supercúmulo galáctico , y observando que el universo no es lo suficientemente viejo como para intercambiar información de manera efectiva a grandes distancias.

En 2017, la cantidad total de información generada en Internet fue de 26 zettabytes (con un estimado de 120 zettabytes en 2023), [32] equivalente a 0,73 R/S en la escala combinada de Sagan.

Kaku y la economía del conocimiento

En Physics of the Future (2011), el físico estadounidense Michio Kaku examina las condiciones para que la humanidad converja hacia una civilización planetaria de tipo I. Esta convergencia se basa principalmente en la economía del conocimiento . Kaku utiliza la escala de Kardashev, pero la desarrolla añadiendo una etapa adicional: una civilización de tipo IV sería capaz de extraer la energía que necesita de la radiación extragaláctica . Al estudiar la evolución de las tecnologías que han cambiado la historia ( el papel , el circuito integrado ), Kaku considera que la humanidad se encamina hacia una civilización de dimensiones planetarias, cuyo "punto de partida" es Internet . [33]

Una civilización de Tipo I consume energía en el orden de miles a millones de veces nuestra producción planetaria actual, alrededor de 100 billones de billones de vatios. Tendría suficiente energía para manipular la ocurrencia de ciertos fenómenos naturales, como terremotos o volcanes , y podría construir ciudades en los océanos . Podemos ver los inicios de una civilización de Tipo I en el hecho de que se está desarrollando un idioma global ( inglés ), está surgiendo un sistema de comunicación global ( Internet ), se está formando un sistema económico global (el establecimiento de la Unión Europea ), e incluso una cultura globalizada está estandarizando a la humanidad ( medios de comunicación masivos , televisión , música rock y películas de Hollywood ). [3] Para alcanzar el Tipo I, la humanidad debe poder comunicarse con el resto del mundo y centrarse en varias áreas: construir infraestructura para facilitar la comunicación y la cooperación, la educación , la investigación y el desarrollo y la innovación , así como construir fuertes lazos entre las diásporas y sus países de origen, y entre migrantes y no migrantes. [33] Si el desarrollo fracasa, es probable que el mundo no pueda alcanzar el Tipo II. Si estas áreas no se desarrollan, Kaku predice que la humanidad se hundirá en el "abismo": [33] una civilización avanzada debe crecer más rápido que la frecuencia de ocurrencia de catástrofes cósmicas de nivel de extinción , como los impactos de cometas o asteroides . Una civilización de Tipo I también debería ser capaz de dominar los viajes espaciales para desviar objetos amenazantes. También tendría que anticipar la aparición de eras de hielo y modificar el clima mucho antes de que ocurran para evitarlas. [3]

Además, en sus libros Hiperespacio y Mundos Paralelos , Michio Kaku ha analizado una civilización de Tipo IV que podría aprovechar fuentes de energía "extragalácticas" como la energía oscura . [34]

El dominio del planeta por parte de Zubrin

En Entering Space: Creating a Spacefaring Civilization (Entrando al espacio: creación de una civilización espacial) , Robert Zubrin propone otra forma: su definición de una civilización de tipo I se describe como aquella que ha logrado el dominio total de los recursos de su planeta (global), una civilización de tipo II de su sistema solar (interplanetaria) y una civilización de tipo III que habría desatado todo el potencial de la galaxia (civilización espacial). También se han propuesto métricas distintas del consumo de energía pura. [4]

Reflexiona sobre la posibilidad de una civilización de tipo IV, que dominaría el universo, y señala que existen límites a la forma en que las mentes pueden conectarse e interactuar en una base galáctica o intergaláctica. Como ejemplo, menciona que la comunicación desde el centro de nuestra galaxia hasta su borde tardaría unos 50.000 años (ya que nada puede viajar más rápido que la luz , según nuestra comprensión de la física). [35] [4]

La maestría microdimensional de Barrow

El astrónomo John D. Barrow, de la Universidad de Sussex, ha planteado la hipótesis de que existen otras etapas más allá del Tipo III. Estas civilizaciones de Tipo IV, V o incluso VI serían capaces de manipular las estructuras cósmicas (galaxias, cúmulos galácticos, supercúmulos) e incluso escapar del Big Crunch a través de agujeros en el espacio. [3]

Barrow propone también una "escala anti-Kardashev": observa que a los seres humanos les ha resultado más rentable ampliar su capacidad de manipular su entorno a escalas cada vez más pequeñas en lugar de a escalas cada vez mayores. Por ello, propone una clasificación inversa, desde el tipo I-menos hasta el tipo Omega-menos:

En Imposibilidad: los límites de la ciencia y la ciencia de los límites (1998), Barrow propone una escala que va desde "BI" a "BVI", con una etapa final que él llama "BΩ", la primera caracterizada por la posibilidad de manipular el propio entorno, mientras que la segunda permite la modificación del espacio-tiempo . [37]

La miniaturización de Galántai y su resiliencia ante las catástrofes

Ilustración en color. Un objeto en llamas perfora la superficie de un objeto mucho más grande.
Para Zoltan Galántai, una escala de clasificación de las civilizaciones debería basarse en su capacidad para sobrevivir a las catástrofes, particularmente aquellas de origen cósmico, como el impacto de un asteroide .

Zoltan Galántai reconoce el importante papel que ha jugado la clasificación de Kardashev en el programa SETI, pero cree que es posible otra escala, sin utilizar el consumo de energía, recurriendo a la miniaturización. La hipótesis de Donald Tarter, investigador de SETI, es que una civilización basada en la nanotecnología no necesitaría una cantidad cada vez mayor de energía. Una civilización de Tipo I que domine los viajes espaciales locales podría colonizar su sistema planetario e incluso la nube de Oort sin necesitar una cantidad de energía que la convertiría en Tipo II. [24] Esta escala pierde su sentido más allá del Tipo II, ya que es imposible predecir la evolución de las civilizaciones a grandes distancias en un proceso de colonización galáctica. Finalmente, la escala de Kardashev es producto de una era de conocimiento científico insuficiente, que consideraba la posibilidad del objeto estelar CTA-102 como una fuente artificial de Tipo III, mientras que hoy sabemos que se trata de un núcleo galáctico . [24]

En otro artículo, Zoltan Galántai sugiere considerar otra escala, ya no basada en el consumo de energía, sino en la capacidad de una civilización para sobrevivir a desastres naturales y cósmicos. El Tipo I describiría una civilización capaz de sobrevivir a un desastre natural local, como los Anasazi . Una civilización de Tipo II tendría los medios para resistir un desastre regional o continental, y finalmente el Tipo III podría enfrentar un desastre global como el impacto de un asteroide , la erupción de un supervolcán o una edad de hielo . Más allá de los tres primeros tipos están las civilizaciones que se han dispersado por toda la galaxia. La civilización de Tipo IV aún sería vulnerable a algunas amenazas cósmicas, mientras que la civilización de Tipo V sería técnicamente inmortal, ya que ninguna catástrofe cósmica podría alcanzarla. [24] La escala de Kardashev puede ser una herramienta relevante para prevenir catástrofes, ya sean humanas o naturales, según Richard Wilson, quien relaciona esta escala con el poder de destrucción, en TNT . Una civilización de Tipo I utilizaría 25 megatones de TNT equivalente por segundo, una civilización de Tipo II 4 × 10 9 veces más (4 mil millones de bombas de hidrógeno por segundo), mientras que una civilización de Tipo III utilizaría 10 11 veces más. [28]

Progresión a través de los tipos

Hacia el tipo I

Según Carl Sagan, el Tipo I debería alcanzarse alrededor del año 2100. [33]

El físico y futurista Michio Kaku ha sugerido que, si los humanos aumentan su consumo de energía a una tasa promedio de 3 por ciento por año, podrían alcanzar el estado Tipo I en 100 a 200 años, el estado Tipo II en unos pocos miles de años y el estado Tipo III en 100.000 a un millón de años. [38]

El físico Freeman Dyson ha calculado que el Tipo I debería alcanzarse en unos 200 años [39] , mientras que Richard Carrigan ha estimado que la Tierra está a sólo cuatro décimas partes del camino hacia el Tipo I en la escala de Sagan. Si el Tipo I se alcanza pronto (en el año 3000 para Richard Wilson ), [40] vendría acompañado de profundas convulsiones sociales, pero también de un riesgo significativo de autodestrucción. [40]

Según Per Calissendorff, el consumo de energía no puede ser el parámetro principal para explicar la transición de un tipo a otro. Las civilizaciones deben tener los medios para mantener su tasa de crecimiento a pesar de las condiciones climáticas y los grandes desastres naturales, incluso a escala cósmica. Una civilización que avanza hacia el Tipo II debe haber dominado los viajes espaciales , la comunicación interplanetaria , la ingeniería estelar y el clima . También debe haber desarrollado un sistema de comunicación planetaria, como Internet . [19] Para Michio Kaku, la única amenaza seria para una civilización de Tipo II sería la explosión de una supernova cercana , mientras que ninguna catástrofe cósmica conocida sería capaz de acabar con una civilización de Tipo III. [3]

Según Philip T. Metzger , la humanidad ha alcanzado el Tipo I, pero se enfrenta a un desafío energético. En su artículo de 2011 Nature's Way of Making Audacious Space Projects Viable , afirma que las fuentes de energía no renovables de la Tierra están casi agotadas; el gas natural se agotará en 2020-2030, el carbón en 2035, el uranio en 2056, mientras que la producción de petróleo alcanzó su punto máximo en 2006-2008. [41] La energía nuclear no puede satisfacer plenamente las necesidades energéticas del mundo (representaba sólo el 6% en 2011). Además, la energía renovable no puede satisfacer la creciente demanda de energía. La mayoría de los minerales utilizados por los seres humanos corren el riesgo de volverse escasos; 11 minerales ya están clasificados como que han superado su pico de producción. Para Metzger, la humanidad debe, por tanto, emprender un "proyecto de 100 años" destinado a construir una nave espacial ("100 Year Starship") capaz de acceder a los vastos recursos energéticos del Sistema Solar . [41] Para Metzger, es incluso probable que si los extraterrestres codiciaran los recursos energéticos de nuestro Sistema Solar, no los buscarían en la Tierra, sino en los diversos asteroides y planetoides . La robótica es la única manera de acceder a tantos recursos dispersos, y la humanidad debería embarcarse en un segundo proyecto a largo plazo, que Metzger llama la "robotosfera", que comenzaría con la explotación energética de la Luna (estimada en 2,3 × 10 13 J /año). Este primer paso permitiría alcanzar el Tipo II en 53 años. Luego, la robotosfera ( sondas automatizadas autorreplicantes y de autoaprendizaje ) se extendería al resto del Sistema Solar. Los avances actuales en inteligencia artificial sugieren que las bases de una robotosfera podrían alcanzarse a principios del próximo siglo, a partir de 2100. Metzger ve ocho beneficios para la humanidad en la construcción de la nave espacial de los 100 años, incluidos los costos de lanzamiento cero porque la nave espacial será construida en el espacio por robots que pueden hacerlo con poca asistencia humana (reduciendo drásticamente los costos de fabricación), la creación de una economía a nivel del Sistema Solar y el uso de recursos de los objetos celestes y posiblemente su terraformación . [41]

Hacia el tipo II

Viorel Badescu y Richard B. Cathcart han estudiado la posibilidad de que una civilización de Tipo II pudiera utilizar un dispositivo de 450 millones de kilómetros para dirigir la radiación solar y así poder impartir un movimiento cinético a su estrella que la desvíe de su trayectoria habitual en unos 35 a 40 parsecs , [42] permitiéndole, entre otras cosas, capturar su energía y navegar por la galaxia. [43] [42]

Para Claude Semay, "una civilización de Tipo II podría ser detectada a grandes distancias (por lo que se llama "fuga astro-técnica"), [ se necesita verificación ] siempre que no esté ubicada en una región de la galaxia que esté demasiado distante de nosotros, o que no ocupe una ubicación que esté oculta para nosotros por nubes de gas o polvo". [44]

Hacia el tipo III

Ilustración en color. En el centro hay un disco de color amarillo anaranjado atravesado verticalmente por una espiral de filamentos.
Vista artística del cuásar GB1508. Según el astrónomo ruso Kardashev, una civilización altamente evolucionada, conocida como "Tipo III" en su clasificación teórica, sería capaz de extraer su energía de una fuente de este tipo.

Una civilización de tipo III debería ser detectable debido a la gran cantidad de radiación captada a escala galáctica. Calissendorff sugiere utilizar el 75% de la luz total emitida por una galaxia para determinar que una civilización de tipo III utiliza muchas esferas de Dyson . Si solo tres o cuatro de estas esferas ocupan la galaxia, no significa necesariamente que la civilización haya alcanzado el tipo III; puede que aún esté en transición. [19]

Sin embargo, es posible que estas civilizaciones queden fuera del alcance de nuestra comprensión y de nuestros instrumentos. Sagan cree que la civilización de tipo III más cercana se encuentra a una distancia media de 10.000 años luz de nosotros, pero que no está interesada en las transmisiones de radio clásicas, ya que es de un nivel tecnológico diferente. Sólo civilizaciones pequeñas y de bajo nivel podrían comunicarse con nosotros. [27]

Sin embargo, "una civilización de Tipo III no debe confundirse con lo que los escritores de ciencia ficción llaman un ' imperio galáctico '", señala Semay, sabiendo que solo puede existir si se logra el viaje interestelar . Semay sostiene que no hay evidencia de que esto sea posible alguna vez. [44] Basándose en los cálculos de Dyson, Semay cree que un viaje de este tipo tardaría tres siglos, con una distancia media entre estrellas de unos 7 años luz. En general, la velocidad del frente de colonización, que oscila entre 4 × 10 −4 y 5 × 10 −3 años luz por año, daría como resultado que la humanidad se extendiera por toda la galaxia en un período de 16 a 200 millones de años. [44] "Una civilización de Tipo III, habiendo "domesticado" así su galaxia mediante la construcción de una gran cantidad de esferas de Dyson, sería detectable a distancias intergalácticas de varios millones de años luz". [44]

Una civilización de Tipo III podría teóricamente vivir dentro de un agujero negro supermasivo , en una órbita periódica estable, lo que la haría completamente indetectable, según VI Dokuchaev. [45]

Hacia el tipo IV

Zoltan Galántai señala que ni Kardashev ni Sagan pensaron en ampliar la escala y definir un Tipo IV (que utilizaría la energía de un Universo entero). Simplemente no imaginaron una civilización capaz de manipular su entorno en la mayor escala posible (unos 14 mil millones de parsecs ). [11] El concepto de una supercivilización de Tipo IV se acerca a las posibilidades divinas, permitiendo la creación de, y el viaje a través de, Universos alternativos de diseño propio de dicha civilización, [11] aunque Carrigan reserva esta última posibilidad para una civilización de Tipo V. [25] La fracción de energía capturada por una civilización capaz de alimentarse a sí misma con un agujero negro también podría utilizarse para clasificar civilizaciones. [46]

Posibles escenarios

Según Kardashev, los parámetros más importantes para definir la existencia de una civilización son tres: la presencia de fuentes de energía muy potentes, el uso de tecnologías no estándar y la transmisión de cantidades significativas de información de diversa índole a través del espacio. [47]

Fuentes de energía

La clasificación de Kardashev se basa en la hipótesis de que una civilización avanzada utiliza una energía significativa, lo que implica que debe ser de facto detectable a largas distancias, como lo resume Zoltan Galántai. [24] Para Kardashev, el límite del consumo de energía de una civilización se ubica originalmente en la región del espectro electromagnético de 10 6 a 10 8 Hz, lo que permite dos observaciones relacionadas con la termodinámica . En primer lugar, toda la energía consumida se convierte inevitablemente en calor. En segundo lugar, esta energía solo puede disiparse en forma de radiación dispersa en el espacio. Estos dos hallazgos son los pilares de la teoría de Kardashev de que los objetos cósmicos con fuerte radiación podrían ser fuentes artificiales. [47] También consideró la posibilidad de detectar una fuente artificial enfatizando la línea espectral del hidrógeno en su uso para la fusión nuclear . [48]

Dutil y Dumas consideran varios límites físicos a la producción continua de energía, como la fotosíntesis (unos 10 TW ), el clima (unos 127 TW) y el flujo solar (174.000 TW). La única fuente inagotable de energía que puede sostener una civilización durante varios miles de millones de años es el deuterio (utilizado en la fusión nuclear ). [49] Por lo tanto, la sostenibilidad de una civilización debe implicar un "estricto control de la explotación de los recursos disponibles"; esta dificultad para superar los límites energéticos puede explicar el hecho de que la gran mayoría de las civilizaciones no se embarquen en un proyecto de colonización espacial. [49]

El astrofísico Makoto Inoue y el economista Hiromitsu Yokoo han explorado la posibilidad de que una civilización de Tipo III pudiera extraer energía de un agujero negro supermasivo (SMBH). La energía capturada podría satisfacer las necesidades extraordinarias de una civilización que requiere alrededor de 4 × 10 44 erg/s. [46] La energía sería capturada en forma de radiación emitida por la materia que se precipita hacia la estrella, por medio de colectores ubicados dentro del disco de acreción . Estos colectores son similares a las esferas de Dyson. El desbordamiento, así como los desechos de la civilización, se redirigirían hacia el agujero negro. Una fracción de esta energía, dirigida como un haz de alta potencia , podría ser útil para los viajes espaciales. Un club galáctico de civilizaciones podría transmitir la energía a través de redes dentro de la galaxia. Dentro de las diversas centrales eléctricas que componen la red, la transmisión de energía se conmuta periódicamente entre transmisor y receptor, de acuerdo con la rotación galáctica. Para ser eficiente, esta red debería estar ubicada en el centro de la galaxia. [46]

La tecnología

Este parámetro es uno de los más indetectables del Universo debido a que las estructuras de materia sólida se encuentran a bajas temperaturas y emiten radiaciones débiles. Su luminosidad, que es difícil de observar, también hace imposible su observación con telescopios. Asimismo, no podemos detectarlas por sus efectos gravitatorios . [47] Por otro lado, su existencia puede detectarse analizando las longitudes de onda entre 8 y 13 micras, correspondientes a temperaturas superficiales de 300 K. De este modo, se podría detectar una hipotética esfera de Dyson , [25] siempre que la observación se realice desde el espacio. A nivel local, la importante caída de luminosidad que resultaría de una esfera gigante de Dyson (o "burbuja de Fermi") permitiría detectar una civilización de Tipo III. [25]

Una megaestructura como una esfera de Dyson podría ser el resultado de una tecnología basada en sondas autorreplicantes , como las imaginadas por von Neumann . Una civilización de tipo III tendría en efecto los medios para dispersar un número significativo de estas esferas por toda la galaxia, lo que tendría el efecto de atenuar la luz emitida por la galaxia. [19] Kaku también considera que este es el método más eficiente para colonizar el espacio. Por ejemplo, una galaxia de 100.000 años luz de diámetro sería explorada en medio millón de años. [3] Paul Davies ha sugerido que una civilización podría colonizar la galaxia dispersando sondas en miniatura, no más grandes que la palma de una mano, utilizando nanotecnología . Esta tesis es realista, explica, porque es obvio que la tecnología se está volviendo cada vez más miniaturizada y proporcionalmente menos costosa. [3]

Las megaestructuras de tipo II serían más fáciles de detectar. Este sería el caso de una esfera de Dyson utilizada como " motor estelar ", [50] así como la contribución de elementos pesados. [25] De manera similar, los "propulsores Shkadov", que producirían un empuje lateral de 4,4 parsecs sobre su estrella al reflejar la radiación solar a través de una estructura hecha de espejos, serían objetos observables. Este dispositivo rompería la simetría de la radiación solar y contrarrestaría las fuerzas gravitacionales , permitiendo a una civilización de tipo II mover su sistema solar de origen a través del espacio. [51] [50] Drake y Shklovski también han considerado la posibilidad de "sembrar" una estrella (Stellar salting) añadiendo artificialmente elementos extremadamente raros como el tecnecio o el prometio . Tal intervención en la composición de una estrella sería detectable. [25]

Todavía es posible que la humanidad pueda descubrir rastros de civilizaciones perdidas de Tipo I, II o III. La búsqueda de rastros materiales de tales civilizaciones (por ejemplo, esferas de Dyson o motores estelares), una "alternativa interesante" al programa SETI convencional, sienta las bases para una " arqueología cósmica " según Richard A. Carrigan. Los esfuerzos para detectar marcadores de inteligencia en las atmósferas de exoplanetas (como freón , oxígeno o incluso ozono , residuos de actividad biótica según la investigación de James Lovelock ) [25] son ​​una de las vías más prometedoras. Una civilización que viera morir a su estrella (como una gigante roja , por ejemplo) podría haber intentado prolongar su existencia a través de megaestructuras que deberían ser detectables. [25] Los posibles rastros podrían ser restos nucleares, que se buscarían dentro de los tipos espectrales que van de A5 a F2 según Whitmire y Wright. [52] También podría ser un cambio en la relación isotópica , debido a un motor estelar, o una modulación espectral inusual en la composición de la estrella. [25]

La transmisión interestelar de información

Ilustración en color. Se dibujan formas geométricas en varios colores sobre un fondo negro.
Captura de pantalla del programa informático SETI@home

Según Kardashev, las transmisiones de una civilización extraterrestre (lo que busca SERENDIP ) se pueden dividir en dos tipos. Por un lado, puede haber un intercambio de información entre civilizaciones muy desarrolladas o civilizaciones en estadios similares de evolución. Por otro lado, la transmisión de información puede tener como objetivo elevar el nivel de otras civilizaciones menos desarrolladas. Si existen supercivilizaciones, las transmisiones del primer tipo deben permanecer inaccesibles a nuestra observación porque deben ser unidireccionales y no estar dirigidas hacia el Sistema Solar . Por el contrario, las del segundo tipo deben ser fácilmente detectables por nuestros dispositivos de escucha. [47] Una señal de origen artificial debería contener más de 10 y menos de 100 bits . Estos últimos serían de dos tipos: transitorios y estables. Varios criterios permiten distinguir una señal de origen artificial de otras. En primer lugar, la región óptima del espectro para albergar señales artificiales es aquella donde la temperatura del fondo cósmico de microondas es más baja. [47] En segundo lugar, las fuentes artificiales deben tener un tamaño angular mínimo. Finalmente, la presencia de datos sospechosos en otras regiones del espectro (como la polarización circular , frecuencias de radio y ópticas, [53] o emisiones de rayos X ) pueden confirmar que se trata de una transmisión inteligente. Dos fuentes entre las estudiadas tienen parámetros cercanos a los esperados: 1934-63 y 3C 273B . [47]

Para LM Gindilis, existen dos criterios para que una señal sea llamada artificial: uno relacionado con la naturaleza artificial de la fuente y otro relacionado con una radiación particular, diseñada intencionalmente para asegurar la comunicación y facilitar la detección. [54] Solo las civilizaciones de Tipo II o III pueden comunicarse utilizando transmisiones isotrópicas que permiten la recepción omnidireccional. En una banda de 1 MHz (que requiere unos 10 24 vatios), la detección de señales de una civilización de Tipo II es posible hasta a 1.000 años luz de distancia, mientras que las señales de una civilización de Tipo III son detectables virtualmente en todo el Universo observable . [54] Sin embargo, construir un transmisor omnidireccional lo suficientemente potente como para transmitir en un rango de 1.000 años luz llevaría varios millones de años. Según V. S. Troitsky, la energía requerida y las limitaciones en su producción serían dos obstáculos para completar este proyecto en un tiempo razonable. [55]

Para Zoltan Galántai, no seríamos capaces de distinguir entre una señal extraterrestre inteligente y una señal de origen natural. Por ello, no cree que se puedan detectar civilizaciones de Tipo II, III o incluso IV. Incluso si la humanidad alcanzase el Tipo IV, no sería capaz de detectar otra supercivilización de nivel similar, y consideraríamos que sus cambios en el universo son resultado de causas naturales. Así pues, puede que haya muchas civilizaciones de Tipo IV en el universo, pero ninguna de ellas será capaz de detectar a las demás. Además, las dimensiones del universo hacen que estas supercivilizaciones sean como islas alejadas unas de otras, lo que Dyson define como un “ Universo de Carroll ”. [11]

Para Alexander L. Zaitsev, la transmisión por radio de mensajes interestelares (IRM) es el método más probable utilizado por las civilizaciones. Los radiotelescopios planetarios y los instalados en asteroides permitirían escuchar los numerosos mensajes que podrían enviarnos. [56] En 2007, el programa SETI analizó las únicas frecuencias de televisión enviadas por una civilización de Tipo 0, señala Michio Kaku . Por lo tanto, nuestra galaxia puede tener comunicaciones de civilizaciones de Tipo II y III, pero nuestros dispositivos de escucha solo pueden detectar mensajes de Tipo 0. [3]

Búsqueda y detección de civilizaciones

La conferencia de Byurakan (1964)

Desde 1962, Kardashev fue miembro de un grupo de investigación SETI en el Instituto Astronómico Sternberg de Moscú. En 1964, organizó la primera conferencia soviética sobre la posibilidad de civilizaciones extraterrestres, que se celebró en el observatorio astrofísico Byurakan en Armenia . [1] Esta conferencia nacional se celebró en respuesta al seminario estadounidense conocido como la conferencia Green Bank de 1961, que se celebró en el observatorio Green Bank en los Estados Unidos. [57] Reunió a radioastrónomos con el objetivo de "encontrar soluciones técnicas y lingüísticas racionales al problema de la comunicación con una civilización extraterrestre que es más avanzada que la civilización de la Tierra". Kardashev presentó su clasificación, mientras que Troitskii anunció que era posible detectar señales de otras galaxias. [58]

Para Kardashev, "en los próximos 5 a 10 años, se habrán descubierto y estudiado todas las fuentes de radiación con el mayor flujo observable, en todas las regiones del espectro electromagnético ", y la sensibilidad de los aparatos de escucha habrá alcanzado sus límites técnicos. Según él, se conocerá todo el espectro electromagnético y, en consecuencia, se podrá ampliar la lista de objetos que podrían ser fuentes artificiales. La búsqueda de señales artificiales deberá concentrarse entonces en objetos de máxima luminosidad o radiación pertenecientes a una determinada región del espectro, pero también en objetos de masa significativa y en aquellos que representan la esencia de la materia en el Universo. Ya en 1971, Kardashev consideró que esta observación requiere la elaboración de un plan de escucha y análisis, que permita el éxito de la búsqueda de civilizaciones extraterrestres. La humanidad podrá entonces resolver el " dilema principal ", como lo afirmó Enrico Fermi . [47] Este dilema, según el astrónomo soviético, está ciertamente relacionado con nuestra falta de información y de conocimientos. [47] [59]

Kardashev cree que un proyecto de investigación como Ozma es incapaz de detectar una civilización de Tipo I (una idea también promovida por Kaplan en 1971), [60] y que SETI debería centrarse en cambio en la búsqueda de señales de radio intensas que pudieran emanar de civilizaciones activas de Tipo II o III. [24] Para demostrar la eficacia de este enfoque, Kardashev centró su atención en dos fuentes de radio descubiertas por el Instituto Tecnológico de California , apodadas CTA-21 y CTA-102 . Posteriormente, Gennadii Borisovich Sholomitskii utilizó la estación de investigación astronómica rusa para estudiar los datos de CTA-102. [57] Encontró que esta fuente de radio se caracteriza por su variabilidad. Kardashev consideró entonces que esto podría ser un indicio de una fuente de emisión artificial, aunque de vida útil bastante corta. [1]

Hacia una “escatología física”

El conocimiento de estas hipotéticas supercivilizaciones debe encajar en un amplio abanico de leyes físicas que contienen la totalidad de nuestros conocimientos actuales, ya que los desarrollos técnicos y científicos de la humanidad pueden considerarse como una etapa inevitable y necesaria en el proceso de la evolución de una civilización . Basándose en este principio, Kardashev propone definir varios conceptos aplicables a las civilizaciones extraterrestres. [47] Las leyes físicas, que son universales, pueden utilizarse como base común para comprender otras civilizaciones y, en particular, permiten desarrollar un programa de investigación objetivo. [47] Michio Kaku también cree que la evolución de las civilizaciones obedece a las "leyes de hierro de la física" y en particular a las leyes de la termodinámica , las de la materia estable ( materia bariónica ) y las de la evolución planetaria (probabilidad de ocurrencia de catástrofes naturales o cósmicas). [3] El principio antrópico también permite predecir las características sociológicas en la base de cualquier civilización. [61]

Sin embargo, estas leyes universales no son los únicos parámetros a tener en cuenta. Zoltan Galántai explica que «es imposible calcular el futuro del Universo en largos periodos de tiempo sin incluir los efectos de la vida y la inteligencia», una postura cercana a la de Freeman Dyson . [20] Tener en cuenta estos dos fenómenos, las leyes físicas universales y la inteligencia resultante de la vida, define una « escatología física », como dice Galántai. Este enfoque comenzó en la década de 1970 con los trabajos de Kardashev, y luego la escatología física interesó gradualmente a una serie de científicos y pensadores, señala Dyson. [20]

Una definición funcional de civilización

Sobre un fondo negro, un resplandor luminoso redondo.
La galaxia M87 tiene un núcleo galáctico activo , lo que proporciona una potente fuente de radiación en todas las longitudes de onda . Kardashev consideró que este tipo de radiación era una de las posibles señales de una civilización avanzada.

La observación del desarrollo de los organismos vivos muestra que éstos se caracterizan por la tendencia a almacenar una cantidad máxima de información , tanto sobre el medio como sobre ellos mismos. Esta información conduce luego a un análisis abstracto, que desempeña un papel importante en el desarrollo de las formas de vida. Así, Kardashev define la civilización desde una perspectiva funcional como "un estado de materia muy estable capaz de adquirir, analizar de forma abstracta y aplicar información con el fin de extraer datos sobre el medio y sobre sí mismo, con el fin de desarrollar reacciones de supervivencia". [47] Sin embargo, esta definición funcional de la civilización implica que no puede tener una meta o fin, ya que se basa en el principio de acumular cada vez más información. Retomando las categorías de von Hoerner, Kardashev ve cuatro posibles escenarios para el desarrollo de las civilizaciones:

  1. Destrucción total de la vida.
  2. Destrucción únicamente de vida inteligente.
  3. Degeneración.
  4. Pérdida de interés.

Sin embargo, se niega a ver estos como fines inevitables. Pero la suposición de que el único límite al desarrollo de una civilización puede ser la existencia de una cantidad finita de información, en todos los ámbitos, también es falsa, ya que es altamente improbable que la información en el Universo sea infinita. [47] Dadas estas dos hipótesis , Kardashev sostiene que no existe una civilización universal (supercivilización) porque las civilizaciones altamente desarrolladas pierden interés en la exploración espacial. En cualquier caso, y a pesar del problema del fin de las civilizaciones, concluye, a la luz de su definición funcional de la civilización avanzada, que esta última debe utilizar masa y energía a escalas fantásticas. Según él, no hay razón para denunciar la hipótesis de que la expansión del Universo no sería un efecto de la actividad inteligente de una supercivilización. [47]

La civilización humana: un modelo de extrapolación

Kardashev plantea la siguiente pregunta: "¿Es posible describir el desarrollo de una civilización en términos generales a lo largo de grandes períodos cosmológicos?" Ahora muchos de los parámetros fundamentales que caracterizan el desarrollo de la civilización en la Tierra están creciendo exponencialmente . En el campo de la energía, el astrónomo Don Goldsmith estimó que la Tierra recibe alrededor de una milmillonésima parte de la energía del Sol, y que los humanos utilizan alrededor de una millonésima parte de ella. [3] Así que consumimos alrededor de una millonésima parte de una milmillonésima parte de la energía total del Sol. Dado que la expansión humana es exponencial, podemos determinar cuánto tiempo tardará la humanidad en pasar del Tipo II al Tipo III según Michio Kaku . [3] Así, la tasa de desarrollo de nuestro propio mundo sigue siendo el único criterio para extrapolar el estado de las civilizaciones más antiguas que la humanidad. [47] Lo mismo ocurre con los valores sociales y las necesidades básicas según Ashkenazi. [62] Por lo tanto, el tiempo para duplicar el conocimiento técnico es de unos diez años, y para duplicar la producción de energía, las reservas disponibles y la población es de unos 25 años. Son entonces posibles dos escenarios: expansión espacial o estancamiento energético, siendo este último posible sólo durante 125 años, según Kardashev, utilizando la siguiente relación :

donde es el número de años, es un parámetro que aumenta anualmente en función de y de según y , una tasa de crecimiento.

Si , entonces el consumo de energía de la humanidad superará la potencia solar incidente (1.742 × 10 17 W ) después de 240 años, la potencia total del Sol (3.826 × 10 26 W ) después de 800 años, y la de la Galaxia (7,29 × 10 36 W ) después de 1.500 años. [nota 1] [47] Basándose en este cálculo, Zuckerman estima en 10.000 el número de civilizaciones que podrían existir en nuestra galaxia . [63] Kardashev concluye que el crecimiento exponencial actual es una fase de transición en el desarrollo de una civilización, y que está inevitablemente limitado por factores naturales. De hecho, cree que la masa y la energía necesarias seguirán creciendo exponencialmente durante otros 1.000 años. [47] La ​​civilización se define así por una tasa exponencial de aumento. La humanidad como modelo para pensar el desarrollo de civilizaciones extraterrestres tiene sus limitaciones, que pueden ser verdaderamente superadas mediante un enfoque multidisciplinario según el trabajo de Kathryn Denning. [64]

Investigación realizada

En 1963, Nikolai Kardashev y Gennady Borissovich Sholomitskii estudiaron la fuente de radio CTA 102 en la banda de 920 MHz desde la Estación Espacial Profundo de Crimea , buscando señales de una civilización de Tipo III. [65] CTA 102 había sido descubierto por Sholomitskii un año antes, y Kardashev rápidamente lo vio como una posible fuente artificial a estudiar para validar su clasificación. La observación duró hasta febrero de 1965, y el 12 de abril, Sholomitskii anunció a la prensa (a través de la ITAR-TASS rusa ) que astrónomos soviéticos habían descubierto una señal que podría ser de origen extraterrestre. El 14 de abril, dio una conferencia en Moscú donde repitió su anuncio; pero en noviembre de 1964, dos astrónomos estadounidenses habían identificado a CTA 102 como un cuásar , y su publicación cerró definitivamente el "caso CTA 102". [66] Fue el estudio de esta fuente lo que condujo a la conferencia de Byurakan en 1964. [67]

En 1975 y 1976, los astrónomos estadounidenses Frank Drake y Carl Sagan buscaron en Arecibo señales de civilizaciones de Tipo II en cuatro galaxias del Grupo Local : M33 , M49 , Leo I y Leo II . [68] [69] El año anterior, los dos hombres habían enviado el primer mensaje de la humanidad a M13 . [70] Los resultados fueron publicados como "La búsqueda de inteligencia extraterrestre" en Scientific American en mayo de 1975. [71]

En 1976, Kardashev, Troitskii y Gindilis utilizaron el radiotelescopio RATAN-600 en el Cáucaso Norte para buscar señales de civilizaciones de tipo II o III en la Vía Láctea y otras galaxias cercanas. [69] El radiotelescopio fue construido en 1966 bajo la supervisión de Gindilis para escuchar en longitudes de onda de centímetros. [67]

En 1987, Tarter , Kardashev y Slysh utilizaron el VLA para detectar posibles fuentes infrarrojas cerca del centro galáctico a partir del catálogo del telescopio IRAS . Los tres buscaban evidencia de hipotéticas esferas de Dyson . Los objetos resultaron ser estrellas de tipo OH / IR . [69] [72]

En 1999, James Annis realizó una búsqueda a pequeña escala de posibles fuentes de Tipo III y la publicó en el Journal of the British Interplanetary Society bajo el título «Placing a limit on star-fed Kardashev type III civilizations». [73] Annis , astrofísico del Fermilab (EE. UU.), estudió una muestra de 31 galaxias, tanto espirales como elípticas , utilizando el diagrama de Tully-Fisher , en el que la magnitud absoluta es una función de la velocidad de rotación de las galaxias. Annis sugirió que el 75% de los objetos menos luminosos (es decir, aquellos con una disminución de la magnitud absoluta de 1,5 en comparación con el diagrama) podrían considerarse como posibles candidatos. Sin embargo, no se observa ningún objeto con esta característica en su estudio. [19] [44] Por otro lado, Annis utiliza los datos astronómicos disponibles para estimar la probabilidad de que pueda existir una civilización de Tipo III. Demuestra que el tiempo promedio que podría permitir el surgimiento de tal civilización es de 300 mil millones de años, por lo que ninguna puede existir en nuestro Universo actual. [74]

Per Calissendorff realizó un estudio sobre una muestra de galaxias espirales a partir de dos bases de datos: 4.861 de la banda I del campo espiral (catálogo SFI++ compilado por Springob et al. en 2005) y 95 de la de Reyes et al. en 2011. [19] Se siguió el mismo procedimiento que en Annis, pero la muestra de galaxias utilizada es 80 veces mayor que la utilizada en el estudio de Annis. [19] Algunas fuentes fueron clasificadas como "desequilibradas": aparecen con forma asimétrica , lo que significa que un lado del disco galáctico es más masivo y menos luminoso que el otro. Esta característica, según Calissendorff, podría ser un indicio de que la galaxia alberga una civilización que ha colocado esferas de Dyson en su parte principal. Esto se puede explicar por el hecho de que la colonización comienza desde un lado del disco galáctico, lo que hace que parezca más oscuro y lleve a un observador distante a creer que el núcleo se ha movido hacia ese mismo lado. [19] Por otro lado, una galaxia que albergue esferas de Dyson debería caracterizarse por una fuente significativa de radiación infrarroja lejana. [19] El hecho es que una civilización de Tipo III puede consumir energía a través de una esfera de Dyson sin rodear una estrella. De hecho, tales megaestructuras también podrían extraer energía de un agujero negro , según el estudio de Inoue y Yokoo (2011). Sin embargo, una estructura de este tipo no reduciría la luminosidad de una galaxia observada. [19] El estudio de Calissendorff concluye que 11 de las fuentes analizadas (de un catálogo de 2.411 galaxias, o el 0,46%) muestran posible evidencia de una civilización de Tipo III. La búsqueda de objetos que oscurezcan el 90% de la luz deja solo una fuente restante que cumple los criterios. [19] Estas fuentes positivas muestran un bajo corrimiento al rojo (por lo que son antiguas, alrededor de 100 millones de años), lo que es consistente con posibles civilizaciones de Tipo III, que podrían haber florecido solo en el pasado temprano. [19] Para tener más posibilidades de detectar fuentes artificiales de tipo III, Calissendorff sugiere tomar varias fotografías seguidas, lo suficientemente rápido como para fijar el movimiento de la turbulencia en la atmósfera, aplicar diferentes filtros fotométricos y buscar zonas oscuras (el caso de una esfera de Dyson ensamblada por una civilización de tipo II), o analizar el espectro infrarrojo de las galaxias. Se debería estudiar una muestra mucho más grande de objetos. [19]

Evidencia observacional

En 2015, un estudio de las emisiones galácticas del infrarrojo medio concluyó que "las civilizaciones Kardashev Tipo III son muy raras o no existen en el Universo local ". [75]

En 2016, Paul Gilster, autor del sitio web Centauri Dreams, describió una señal que aparentemente provenía de la estrella HD 164595 y que requeriría la energía de una civilización de Tipo I o Tipo II, si fuera producida por formas de vida extraterrestres. [76] Sin embargo, en agosto de 2016, se descubrió que el origen de la señal probablemente era un satélite militar que orbitaba la Tierra. [77]

Posibles criterios de escucha

El punto de vista de Kardashev

Según Kardashev, nuestra ignorancia de las posibilidades físicas de comunicación a través del espacio es grande. [47] Conocemos sólo una fracción insignificante del espectro electromagnético y, por tanto, de las fuentes de información existentes en el Universo. [47] Así, del 89% de la información de la que carecemos, el 42% se refiere al rango de 10 9 a 10 14 Hz (ondas centimétricas, milimétricas, submilimétricas e infrarrojas) y el 25% se refiere al rango de 10 15 a 10 18 Hz (radiación ultravioleta y rayos X). [47] Kardashev distingue dos categorías de zonas de escucha: los objetos que emiten en un amplio espectro de frecuencias y los objetos que emiten por el contrario en una estrecha línea espectral , planteando la segunda categoría muchos más problemas teóricos que la primera, aunque es central, tanto para la astrofísica como para la búsqueda de civilizaciones extraterrestres. [47] A pesar de los avances en astrofísica, la información disponible es aún insuficiente para demostrar la ausencia de supercivilizaciones, basándose en la incapacidad de observar señales de actividad. Sin embargo, debido a la posibilidad de que los sistemas planetarios sean mucho más antiguos que el nuestro, y considerando que objetos cósmicos como los cuásares podrían ser productos de la actividad de las supercivilizaciones, sigue siendo válido un programa detallado de escucha y búsqueda de señales inteligentes. Este programa incluye: [47]

Según Kardashev, sólo un interferómetro de radio con una base, ya sea del orden de o mayor que el diámetro de la Tierra , colocado en el espacio orbital, permitiría escuchar frecuencias centimétricas y decimétricas. [47] Una vez que se ha seleccionado un conjunto de fuentes inusuales, el siguiente paso es buscar contenido significativo en las radiaciones de estos objetos. [47] En 1998, Nikolai Kardashev, SF Likhachev y VI Zhuravlev propusieron dos proyectos espaciales SETI para detectar fuentes artificiales: el proyecto Millimetron (un observatorio en órbita con un espejo de 10 metros de diámetro) y el telescopio óptico VLBI (para síntesis interferométrica de imágenes ultravioleta, ópticas e infrarrojas). [78]

Otras pistas

Para Samuil Aronovich Kaplan , "el criterio más fiable" sigue siendo el pequeño diámetro angular de la fuente de radio. La longitud de onda de 21 cm, privilegiada desde 1959, según el estudio de Cocconi y Morrison, no es la única región de escucha. Kaplan, en 1971, también mencionó la región de radio del espectro, caracterizada por el radical hidroxilo (OH). Para Livio, los medios de detección deberían centrarse en los cúmulos globulares , las regiones con más probabilidades de albergar planetas similares a la Tierra. [25]

Para Guillermo A. Lemarchand, las civilizaciones extraterrestres no deberían utilizar un transmisor omnidireccional, sino que deberían buscar señales de información débil, intermitente y unidireccional. Seguramente necesitarán utilizar la interferometría para inspeccionar los sistemas solares donde pudiera aparecer vida. Desde la Tierra, sería posible captar tales señales a distancias de hasta 35 + (t_f - 2000) / 2 , donde t_f es la fecha de observación en años, sabiendo que t_f ≥ 2000 . [21] Sin embargo, existen muchas técnicas para transmitir un mensaje interestelar, que van desde bosones hasta partículas e incluso antipartículas . [23]

Una fuente artificial situada en el disco de acreción de un agujero negro supermasivo sería indetectable por los rayos utilizados para transmitir la energía recogida. De hecho, la probabilidad de detectar un rayo de un micrón de arcosegundo es inferior a 10 −23 . Además, la energía emitida por el agujero negro no permitiría detectar la energía utilizada por la civilización de Tipo III. Por otra parte, el sistema de reflexión especular de la radiación podría detectarse por la sombra que proyecta sobre el disco de acreción. [46]

Una civilización de tipo III que utiliza una « burbuja de Fermi » sería detectable por el hecho de que ésta disminuye la luminosidad de una región de la galaxia. Una observación infrarroja permitiría ponerla de relieve, sobre todo en las galaxias elípticas , sugiere Annis. [25]

Objetos inusuales

Fotografía en color. Un objeto celeste luminoso aparece sobre un fondo negro.
Quasar 3C 273 , el más brillante jamás observado

El cuásar 3C 9 es citado por Kardashev ya en 1971. [47] El estudio del cuásar 3C 273 muestra que tiene una estructura sólida. Otros cuásares ( 3C 279 , 3C 345 , 3C 84) tienen propiedades cercanas a las esperadas de una fuente artificial, especialmente porque las emisiones son potentes en la región intermedia del espectro (entre las frecuencias de radio y ópticas). [47] Los cuásares son fuentes artificiales potenciales, especialmente porque su edad corresponde a las posibilidades técnicas de las supercivilizaciones. Las fuentes de radio en el centro de las galaxias también pueden ser fuentes artificiales, según Kardashev, incluso si en 2013 se demostró que eran agujeros negros supermasivos. En 1971, Kardashev creía que los objetos con más probabilidades de ser fuentes artificiales podrían descubrirse en los [entonces] próximos años. [47]

La extraordinaria periodicidad de las emisiones de los púlsares ya fue considerada como una fuente artificial en 1968 por Antony Hewish , el descubridor del primer púlsar ( CP 19019 ). La prensa de la época apodó a este objeto "LGM-1" (por "hombrecitos verdes"), a raíz de la torpeza de Hewish, que no esperó a las verificaciones necesarias. Kaplan, en 1971, eliminó al púlsar de la lista de objetos que podían ser una fuente de origen artificial. [60]

En 2011, James y Dominic Benford examinaron las posibilidades que existen para distinguir los púlsares de posibles fuentes artificiales que emitan señales inteligentes, como: ancho de banda (señales de unos 100 MHz podrían ser artificiales), longitud de pulso (para reducir costes, el pulso debería ser corto) y frecuencia (unos 10 GHz, también por razones económicas). La fuente de radio PSR J1928+15 (observada en 2005 cerca del disco galáctico, a una frecuencia de 1,44 GHz, en Arecibo ) podría ser de origen extraterrestre. James y Dominic Benford consideran tres escenarios en los que se tiene en cuenta el factor coste. Si la fuente está optimizada en costes, pertenece a una civilización de Tipo 0,35 (siendo la Tierra de Tipo 0,73). [nota 2] Si no está optimizada en costes y funciona con una antena pequeña, el Tipo es 0,86. Con una antena grande, sería de un Tipo 0,66. Utilizando este método de costo/eficiencia, se puede estimar que las fuentes de baja intensidad pueden ser las más frecuentes, pero también las más difíciles de observar. [79]

Críticas a la clasificación

Supuestos irrelevantes

William I. Newman y Carl Sagan creen que el crecimiento del consumo energético por sí solo no puede describir la evolución de las civilizaciones; también es necesario considerar el crecimiento de la población , y en particular el hecho de que puede estar limitado por la capacidad de transporte de los medios de viaje interplanetarios. Concluyen que no puede haber civilizaciones antiguas de dimensiones galácticas, ni imperios galácticos, aunque la posibilidad de redes de mundos colonizados (de unos 5 a 10 planetas) es fuerte. [80]

La escala teorizada por Kardashev nació en el contexto geopolítico de la Guerra Fría , en el que la energía tenía un valor supremo. [28] Según Guillermo A. Lemarchand, físico de la Universidad de Buenos Aires, hay cuatro argumentos en contra de la clasificación de Kardashev: [21]

  1. Los transmisores omnidireccionales de largo alcance consumirían mucha energía. El uso de dispositivos direccionales o intermitentes, cada uno apuntando en una dirección diferente, requeriría mucha menos energía. Por lo tanto, las civilizaciones de tipo II o III podrían definirse por algo más que el consumo exponencial de energía.
  2. El supuesto de un consumo energético exponencial es ciertamente erróneo, porque si analizamos el consumo energético per cápita a lo largo de la historia de la humanidad, éste forma una serie de curvas logísticas con un punto de saturación para cada innovación tecnológica, por lo que es más probable que se dé un estado estacionario o un crecimiento limitado.
  3. Según el principio de mediocridad , aplicado a la búsqueda de civilizaciones extraterrestres por Sagan y Shklovskii en 1966 a partir de los cálculos de John Richard Gott , [81] las civilizaciones más importantes que la nuestra deben ser tan raras que no tengan la posibilidad de dominar y ser visibles.
  4. Finalmente, los programas de investigación y escucha de la Universidad de Harvard y de Buenos Aires (Horowitz y Sagan en 1993 o Lemarchand et al. en 1997) no han aportado ninguna prueba científica de la existencia de fuentes artificiales, ni en la Vía Láctea ni en las galaxias cercanas ( M33 , M81 , la Galaxia del Remolino o Centaurus A ), o incluso en el cúmulo de Virgo .

Para el meteorólogo británico Lewis Fry Richardson , autor de un estudio estadístico sobre la mortalidad (publicado en Statistics of Deadly Quarrels , 1960), la agresividad del hombre no permite predecir una duración de vida que permita a la humanidad alcanzar estadios más evolucionados. Estima que los impulsos violentos del hombre destruirán el orden social en un período de 1000 años. Además, la humanidad probablemente será destruida con armas de destrucción masiva en el plazo de unos pocos siglos como máximo. [21]

Los transhumanistas Paul Hughes y John Smart explican la ausencia de señales de una civilización de tipo III con dos hipótesis: o bien se ha autodestruido o bien no ha seguido la trayectoria descrita por Kardashev. [24] El crecimiento del consumo de energía debería conducir a una crisis climática, que Yvan Dutil y Stéphane Dumas cifran en 1 W /m2 de la Tierra o 127 TW para todo el planeta. Con una tasa de crecimiento del 2% anual, una civilización industrial debería dejar de crecer bastante pronto en su historia (después de unos siglos). [49] En resumen, la imposibilidad de asegurar de forma sostenible los recursos energéticos puede explicar la ausencia de civilizaciones de tipo II y III. [49]

Para Zoltan Galántai no es posible imaginar un proyecto de civilización que se extienda durante siglos (como una esfera de Dyson ) o incluso millones de años, a menos que se imagine un pensamiento y una ética diferentes a los nuestros, al alcance de una civilización ancestral. Por ello propone clasificar las civilizaciones según su capacidad para llevar a cabo proyectos de civilización a gran escala y en el largo plazo. [24]

Finalmente, para Freeman Dyson , la comunicación y la vida pueden continuar eternamente en un Universo abierto con una cantidad finita de energía; la inteligencia es por tanto el único parámetro fundamental para que una civilización sobreviva a muy largo plazo, y la energía ya no es entonces lo que la define, tesis que desarrolla en su artículo “Tiempo sin fin: Física y biología en un universo abierto”. [82]

Desarrollo energético

Métodos de civilización de tipo I

Métodos de civilización de tipo II

Figura de un enjambre de Dyson rodeando una estrella

Métodos de civilización de tipo III

Implicaciones para la civilización

Existen muchos ejemplos históricos de civilizaciones humanas que han atravesado transiciones a gran escala, como la Revolución Industrial . Las transiciones entre los niveles de la escala de Kardashev podrían representar períodos igualmente dramáticos de agitación social, ya que implican superar los límites estrictos de los recursos disponibles dentro del territorio existente de una civilización. Una especulación común [94] es que la transición del Tipo 0 al Tipo I podría conllevar un fuerte riesgo de autodestrucción, ya que en algunos escenarios no habría espacio para una mayor expansión en el planeta de origen de la civilización, como en una catástrofe maltusiana .

Por ejemplo, un consumo excesivo de energía sin una adecuada eliminación del calor podría hacer que el planeta de una civilización de Tipo I que se aproxima sea inadecuado para la biología de las formas de vida dominantes y sus fuentes de alimento. Si tomamos como ejemplo la Tierra, las temperaturas del océano superiores a los 35 °C pondrían en peligro la vida marina y dificultarían, si no imposibilitarían, que los mamíferos se enfriaran a temperaturas adecuadas para su metabolismo . Por supuesto, estas especulaciones teóricas pueden no convertirse en problemas, posiblemente mediante la aplicación de la ingeniería y la tecnología futuras . Además, para cuando una civilización alcance el Tipo I, puede haber colonizado otros planetas o establecido colonias de tipo O'Neill , de modo que el calor residual podría distribuirse por todo el sistema estelar.

Las limitaciones de las formas de vida biológica y la evolución de la tecnología informática pueden conducir a la transformación de la civilización a través de la carga mental y la inteligencia artificial general en general durante la transición del Tipo I al Tipo II, conduciendo a una civilización digitalizada .

Véase también

Notas

  1. ^ "Si la tasa de crecimiento a = 1,04 se mantiene después del período crítico, la producción de energía humana superará la cantidad de radiación solar incidente después de 240 años, después de 800 años se superará la energía total irradiada por el Sol, y después de 1500 años superaremos la producción total de radiación de toda la Galaxia".
  2. ^ Según la escala Kardashev interpolada de Sagan, a partir de 2021

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Lectura adicional

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