1950 년대에 유명한 물리학자인 엔리코 페르미 (Enrico Fermi)는 '지구 외계 정보 검색 (SETI)에서 가장 어려운 질문 중 하나를 캡슐화 한 질문을 제기했습니다. 우주의 나이 (13.8 억 년), 은하수 (1 조에서 2 조 사이), 그리고 전체 행성의 수를 고려할 때, 왜 인류는 여전히 외계 지능의 증거를 찾지 못 했는가?
“Fermi Paradox”로 알려진이 질문은 과학자들이 계속 고민하고있는 것입니다. 새로운 연구에서 로체스터 대학교 (University of Rochester)의 한 팀은 아마도 기후 변화가 이유라고 생각했습니다. Anthropocene을 기반으로 한 수학적 모델을 사용하여 문명과 행성 시스템이 어떻게 발전하고 지능 종이 환경과 지속 가능성을 유지할 수 있는지 여부를 고려했습니다.
“인류 포센 일반화 : 엑소 문명의 진화와 그들의 행성 피드백”이라는 제목의 연구는 최근 과학 저널에 실렸다. 천문학. 이 연구는 로체스터 대학교 (University of Rochester)의 물리 및 천문학 아담 프랭크 (Adam Frank)가 이끌 었으며, 워싱턴 대학교 (University of Washington)의 마리나 알베르티 (Marina Alberti)와 조나단 캐롤-넬 런백 (Rochester의 선임 계산 과학자)과 맥스 (Max. 플랑크 생지 화학 연구소.
오늘날 기후 변화는 인류가 직면 한 가장 시급한 문제 중 하나입니다. 지난 몇 세기 동안 이루어진 산업 혁명, 인구 증가, 도시 중심의 성장 및 화석 연료에 대한 의존으로 인해 인류는 지구에 큰 영향을 미쳤습니다. 사실, 많은 지질 학자들은 인류가 행성의 진화에 영향을 미치는 가장 큰 요소가 되었기 때문에 현재 시대를 "인위적"으로 언급합니다.
앞으로 인구는 100 년대 중반에는 100 억 명, 2100 년에는 110 억 명 이상으로 더 늘어날 것으로 예상됩니다. 그 당시 도심에 사는 사람들의 수는 54 %에서 세기 중 66 % 이와 같이, 수십억의 사람들이 지속적으로 살 수있는 방법에 대한 질문이 점점 더 중요 해지고 있습니다.
새 책의 저자 인 프랭크 교수 별의 빛 : 외계 세계와 지구의 운명 (이 연구를 바탕으로), 천문학적 맥락에서 기후 변화 문제를 해결하기 위해 동료들과이 연구를 수행했다. 로체스터 대학의 보도 자료에서 설명했듯이 :
“천문학은 행성의 맥락에서 삶과 그 가능성에 대한 연구입니다. 여기에는 '외교 문명'또는 일반적으로 우리가 외계인이라고 부르는 것들이 포함됩니다. 우리가 우주 최초의 문명이 아니라면, 우리와 같은 젊은 문명의 운명이 어떻게 진행되는지에 대한 규칙이있을 수 있습니다.”
Anthropocene을 예로 사용하면 문명-행성 시스템이 어떻게 발전하고 문명이 "진보 함정"으로 알려진 성장과 확장을 통해 어떻게 위험에 처할 수 있는지 알 수 있습니다. 기본적으로 문명이 자라면서 지구의 자원을 더 많이 소비하여 지구의 상태를 변화시킵니다. 이런 의미에서, 문명의 운명은 그들이 행성의 자원을 어떻게 사용하는지에 달려 있습니다.
이 과정을 설명하기 위해 Frank와 그의 협력자들은 문명과 행성 전체를 고려한 수학적 모델을 개발했습니다. 프랭크 교수는 다음과 같이 설명했습니다.
“기후는 기후 변화를 주도하는 것이 일반적 일 수 있음을 인식하는 것입니다. 물리 법칙은 우리와 같이 에너지 집약적 인 문명을 구축하는 모든 젊은이들이 지구에 대한 피드백을 가질 것을 요구합니다. 이 우주적 맥락에서 기후 변화를 관찰하면 현재 우리에게 무슨 일이 일어나고 있으며 어떻게 대처해야하는지에 대한 더 나은 통찰력을 얻을 수 있습니다.”
이 모델은 또한 멸종 된 문명의 사례 연구를 기반으로했으며, 여기에는 Rapa Nui (이스터 섬) 주민이 된 유명한 사례가 포함되어 있습니다. 고고학 연구에 따르면 남태평양 사람들은이 섬을 기원전 400 년에서 700 년 사이에 식민지화하기 시작했으며 인구는 1200 년에서 1500 년 사이에 10,000 명에 달했습니다.
그러나 18 세기에는 주민들이 자원을 고갈시키고 인구가 2000 명으로 줄었습니다.이 예는 환경을 지원할 수있는 최대 종인“운반 능력”으로 알려진 중요한 개념을 제기합니다. Frank가 설명했듯이 기후 변화는 본질적으로 지구가 우리 문명의 확장에 반응하는 방식입니다.
“실제로 강력한 기후 변화를 겪으면 대규모 농업이 크게 중단 될 수 있기 때문에 운반 능력이 떨어질 수 있습니다. 기후 변화로 인해 중서부 지역에서 비가 더 이상 떨어지지 않는다고 상상해보십시오. 우리는 식량을 재배 할 수 없었고 인구도 줄어들 것입니다.”
이 팀은 수학적 모델을 사용하여 지구상에서 발생할 수있는 네 가지 잠재적 시나리오를 식별했습니다. 여기에는 다이 오프 시나리오, 지속 가능성 시나리오, 자원 변경없이 축소 시나리오 및 자원 변경으로 축소 시나리오가 포함됩니다. 에서 다이 오프 시나리오에서 인구와 지구 상태 (예 : 평균 온도)가 매우 빠르게 상승합니다.
이로 인해 결국 인구가 최고조에 이르렀으며, 행성 상태의 변화로 인해 대다수의 인구가 생존하기 어려워 짐에 따라 급격히 감소했습니다. 결국, 꾸준한 인구 수준이 달성 될 것이지만 그것은 최고 인구의 일부에 지나지 않을 것입니다. 이 시나리오는 문명이 영향력이 큰 자원 (예 : 석유, 석탄, 청정 자원)에서 지속 가능한 자원 (재생 가능 에너지)으로 변경하지 않을 때 발생합니다.
에서 지속 가능성 시나리오에서, 인구와 행성 상태는 모두 상승하지만 결국에는 꾸준한 가치와 함께 나타나 치명적인 영향을 피합니다. 이 시나리오는 환경 변화가 자신의 존재를 위협하고 영향력이 큰 자원에서 지속 가능한 자원으로 성공적으로 전환한다는 것을 문명이 인식 할 때 발생합니다.
마지막 두 시나리오 – 자원 변경없이 축소 과 자원 변경으로 축소 – 하나의 핵심 측면에서 다릅니다. 전자의 경우, 개체수와 온도는 개체수가 최고점에 도달하고 급격히 떨어지기 시작할 때까지 빠르게 상승하지만 종 자체가 생존하는지는 확실하지 않습니다. 후자의 경우 인구와 온도가 급격히 상승하지만 인구는 위험을 인식하고 전환합니다. 불행히도 변화가 너무 늦어지고 인구는 어쨌든 무너집니다.
현재 과학자들은 이러한 운명 중 어느 것이 인류가 직면하게 될 것인지 확신 할 수 없다. 아마도 너무 늦기 전에 전환하지 않을 수도 있습니다. 그러나 프랭크와 그의 동료들은 행성이 문명에 어떻게 반응 할 것인지, 그리고 성장하기 위해 에너지와 자원을 소비하는 다양한 방법을 예측하기 위해 더 자세한 모델을 사용하기를 희망합니다.
이로부터 과학자들은 금세기와 다음 세기에 우리를 기다리고있는 것에 대한 그들의 예측을 구체화 할 수있을 것입니다. 이 기간 동안 앞서 언급 한 인구 증가와 꾸준한 기온 상승을 포함한 중대한 변화가 일어나고 있습니다. 예를 들어, 2100 년까지 CO2 증가를 측정 한 두 가지 시나리오를 기반으로 NASA는 지구 온도가 2.5 ° C (4.5 ° F) 또는 4.4 ° C (8 ° F) 상승 할 수 있음을 나타 냈습니다.
CO2 수준이 2100 년까지 550ppm에 도달 한 이전 시나리오에서는 변화가 지속될 것입니다. 그러나 CO2 수준이 800ppm에 도달 한 후자의 시나리오에서 이러한 변화는 수십억의 사람들이 생계와 생존에 의존하는 시스템에 광범위한 혼란을 야기 할 것입니다. 그보다 더 나쁜 것은, 세계의 특정 지역에서 생명을 구할 수 없게되어 엄청난 이재민과 인도 주의적 위기를 초래 한 것입니다.
이 연구는 Fermi Paradox에 대한 가능한 해결책을 제공 할뿐만 아니라 인간에게 유용한 조언을 제공합니다. 지구와 외계 행성이든 문명과 행성 전체를 생각함으로써 연구자들은 인류 문명이 생존하기 위해 어떤 변화가 필요한지 더 잘 예측할 수있을 것입니다. 프랭크가 경고했듯이, 지구상에서 최악의 시나리오가 발생하지 않도록 인류가 지금 동원하는 것이 절대적으로 중요합니다.
“지구의 기후를 충분히 바꾸면 다시 바꾸지 못할 수도 있습니다. 당신이 물러서서 태양이나 다른 영향력이 적은 자원을 사용하기 시작하더라도 지구가 이미 변화하고 있기 때문에 너무 늦을 수 있습니다. 이 모델은 우리가 인구 자체를 진화시키는 것에 대해서만 생각할 수 없음을 보여줍니다. 우리는 진화하는 행성과 문명에 대해 생각해야합니다.”
로체스터 대학에서 제공 한 프랭크 교수와 그의 팀의 연구를 다루는이 비디오를 즐기십시오.
