في الخمسينيات من القرن الماضي ، طرح الفيزيائي الشهير إنريكو فيرمي السؤال الذي غلف أحد أصعب الأسئلة في البحث عن الذكاء خارج الأرض (SETI): "أين هو كل شخص؟" ما كان يقصده ، بالنظر إلى عمر الكون (13.8 مليار سنة) ، والعدد الهائل من المجرات (بين 1 و 2 تريليون) ، والعدد الإجمالي للكواكب ، لماذا لم تجد البشرية حتى الآن دليلاً على الذكاء خارج الأرض؟
هذا السؤال ، الذي أصبح يعرف باسم "مفارقة فيرمي" ، هو شيء يواصل العلماء التفكير فيه. في دراسة جديدة ، اعتبر فريق من جامعة روتشستر أنه ربما كان السبب هو تغير المناخ. باستخدام نموذج رياضي يعتمد على الأنثروبوسين ، نظروا في كيفية تطور الحضارات وأنظمة كوكب الأرض وما إذا كانت الأنواع الذكية قادرة على العيش مع بيئتها أم لا.
ظهرت الدراسة التي تحمل عنوان "الأنثروبوسين المعمم: تطور الحضارات الخارجية وردود فعلها الكوكبية" مؤخرًا في المجلة العلمية. علم الأحياء الفلكية. قاد الدراسة آدم فرانك ، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة روتشستر ، بمساعدة جوناثان كارول-نيلنباك (عالم حاسوب كبير في روتشستر) مارينا ألبيرتي من جامعة واشنطن ، وأكسل كلايدون من جامعة ماكس معهد بلانك للكيمياء الحيوية.
اليوم ، يعد تغير المناخ من أكثر القضايا إلحاحا التي تواجه البشرية. بفضل التغيرات التي حدثت في القرون القليلة الماضية - أي الثورة الصناعية والنمو السكاني ونمو المراكز الحضرية والاعتماد على الوقود الأحفوري - كان للإنسان تأثير كبير على كوكب الأرض. في الواقع ، يشير العديد من الجيولوجيين إلى العصر الحالي باسم "الأنثروبوسين" لأن البشرية أصبحت أكبر عامل منفرد يؤثر على تطور الكواكب.
في المستقبل ، من المتوقع أن يزداد عدد السكان بشكل أكبر ، ليصل إلى حوالي 10 مليار بحلول منتصف القرن وأكثر من 11 مليار بحلول عام 2100. وفي ذلك الوقت ، سيزداد عدد الأشخاص الذين يعيشون داخل المراكز الحضرية بشكل كبير ، حيث ارتفع من 54 ٪ إلى 66٪ بحلول منتصف القرن. على هذا النحو ، أصبح السؤال عن كيفية عيش بلايين الناس بشكل مستدام مسألة مهمة بشكل متزايد.
البروفيسور فرانك ، وهو مؤلف الكتاب الجديد ضوء النجوم: عوالم غريبة ومصير الأرض (الذي يعتمد على هذه الدراسة) ، أجرى هذه الدراسة مع زملائه من أجل معالجة قضية تغير المناخ في سياق بيولوجي. كما أوضح في بيان صحفي لجامعة روتشستر:
علم الأحياء الفلكي هو دراسة الحياة وإمكانياتها في سياق كوكبي. وهذا يشمل "الحضارات الخارجية" أو ما نسميه عادة الأجانب. إذا لم نكن أول حضارة للكون ، فهذا يعني أنه من المحتمل أن تكون هناك قواعد لكيفية مصير الحضارة الشابة مثل تقدمنا ".
باستخدام الأنثروبوسين كمثال ، يمكن للمرء أن يرى كيف تتطور أنظمة كوكب الحضارة ، وكيف يمكن للحضارة أن تعرض نفسها للخطر من خلال النمو والتوسع - في ما يعرف باسم "فخ التقدم". بشكل أساسي ، مع نمو الحضارات ، تستهلك المزيد من موارد الكوكب ، مما يسبب تغيرات في ظروف الكوكب. وبهذا المعنى ، فإن مصير الحضارة يرجع إلى كيفية استخدامهم لموارد كوكبهم.
لتوضيح هذه العملية ، طور فرانك والمتعاونون معه نموذجًا رياضيًا يأخذ في الاعتبار الحضارات والكواكب ككل. وأوضح البروفيسور فرانك:
"النقطة هي إدراك أن قيادة تغير المناخ قد تكون شيئًا عامًا. تتطلب قوانين الفيزياء أن يحصل أي من الشباب ، الذين يبنون حضارة كثيفة الطاقة مثل حضارتنا ، على تعليقات على كوكبهم. إن رؤية تغير المناخ في هذا السياق الكوني قد يمنحنا رؤية أفضل لما يحدث لنا الآن وكيفية التعامل معه ".
اعتمد النموذج أيضًا على دراسات حالة للحضارات المنقرضة ، والتي تضمنت المثال الشهير لما أصبح من سكان رابا نوي (المعروف أيضًا باسم جزيرة الفصح). وفقًا للدراسات الأثرية ، بدأ سكان جنوب المحيط الهادئ في استعمار هذه الجزيرة بين 400 و 700 م وبلغ عدد سكانها ذروتها عند 10000 في وقت ما بين 1200 و 1500 م.
ولكن بحلول القرن الثامن عشر ، كان السكان قد استنفدوا مواردهم وانخفض عدد السكان إلى 2000 فقط. يثير هذا المثال المفهوم الهام المعروف باسم "القدرة الاستيعابية" ، وهو أقصى عدد من الأنواع التي يمكن أن تدعمها البيئة. كما أوضح فرانك ، فإن تغير المناخ هو في الأساس كيفية استجابة الأرض لتوسع حضارتنا:
"إذا مررت بتغير مناخي قوي حقًا ، فقد تنخفض قدرتك على الحمل ، لأنه ، على سبيل المثال ، قد تتعطل الزراعة واسعة النطاق بشدة. تخيل لو أن تغير المناخ تسبب في توقف المطر عن السقوط في الغرب الأوسط. لن نتمكن من زراعة الطعام ، وسوف ينخفض عدد سكاننا ".
باستخدام النموذج الرياضي ، حدد الفريق أربعة سيناريوهات محتملة قد تحدث على كوكب. تتضمن سيناريوهات الإقلاع ، سيناريو الاستدامة ، سيناريو الانهيار بدون تغيير الموارد ، سيناريو الانهيار مع تغيير الموارد. في ال تنفق سيناريو ، يرتفع عدد السكان وحالة الكوكب (على سبيل المثال ، متوسط درجات الحرارة) بسرعة كبيرة.
سيؤدي هذا في نهاية المطاف إلى ذروة عدد السكان ثم انخفاض سريع لأن الظروف الكوكبية المتغيرة تجعل من الصعب على غالبية السكان البقاء على قيد الحياة. في نهاية المطاف ، سيتم تحقيق مستوى ثابت من السكان ، لكنه لن يكون سوى جزء بسيط من ذروة السكان. يحدث هذا السيناريو عندما تكون الحضارات غير راغبة أو غير قادرة على التغيير من الموارد عالية التأثير (أي النفط والفحم والقطع الواضح) إلى الموارد المستدامة (الطاقة المتجددة).
في ال الاستدامة سيناريو ، يرتفع كل من السكان والظروف الكوكبية ، ولكن في نهاية المطاف تتفق مع قيم ثابتة ، وبالتالي تجنب أي آثار كارثية. يحدث هذا السيناريو عندما تدرك الحضارات أن التغيرات البيئية تهدد وجودها وتنتقل بنجاح من الموارد عالية التأثير إلى الموارد المستدامة.
آخر سيناريوهين - انهيار بدون تغيير الموارد و انهيار مع تغيير الموارد - تختلف في مجال رئيسي واحد. في السابق ، يرتفع عدد السكان ودرجة الحرارة بسرعة حتى يصل السكان إلى الذروة ويبدأون في الانخفاض بسرعة - على الرغم من أنه ليس من الواضح ما إذا كانت الأنواع نفسها على قيد الحياة. في الأخير ، يرتفع عدد السكان ودرجة الحرارة بسرعة ، لكن السكان يدركون الخطر ويجرون الانتقال. لسوء الحظ ، يأتي التغيير بعد فوات الأوان وينهار السكان على أي حال.
في الوقت الحاضر ، لا يمكن للعلماء أن يثقوا بأي مصير سيكون من بين هذه المصائر البشرية. ربما سنقوم بالانتقال قبل فوات الأوان ، وربما لا. لكن في هذه الأثناء ، يأمل فرانك وزملاؤه في استخدام نماذج أكثر تفصيلاً للتنبؤ بكيفية استجابة الكواكب للحضارات والطرق المختلفة لاستهلاكها للطاقة والموارد من أجل النمو.
من هذا ، قد يتمكن العلماء من صقل توقعاتهم لما ينتظرنا في هذا القرن والقرن التالي. خلال هذا الوقت ستحدث تغييرات حاسمة ، والتي تشمل النمو السكاني المذكور أعلاه ، والارتفاع المطرد في درجات الحرارة. على سبيل المثال ، استنادًا إلى سيناريوهين قاما بقياس زيادات ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2100 ، أشارت وكالة ناسا إلى أن درجات الحرارة العالمية يمكن أن ترتفع إما 2.5 درجة مئوية (4.5 درجة فهرنهايت) أو 4.4 درجة مئوية (8 درجات فهرنهايت).
في السيناريو السابق ، حيث وصلت مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى 550 جزءًا في المليون بحلول عام 2100 ، ستكون التغييرات مستدامة. ولكن في السيناريو الأخير ، حيث وصلت مستويات ثاني أكسيد الكربون إلى 800 جزء في المليون ، ستؤدي التغييرات إلى تعطيل واسع النطاق للأنظمة التي يعتمد عليها مليارات البشر في معيشتهم وبقائهم. والأسوأ من ذلك ، أن الحياة لا يمكن الدفاع عنها في مناطق معينة من العالم ، مما يؤدي إلى نزوح جماعي وأزمات إنسانية.
بالإضافة إلى تقديم حل محتمل لمفارقة فيرمي ، تقدم هذه الدراسة بعض النصائح المفيدة للبشر. من خلال التفكير في الحضارات والكواكب ككل - سواء كانت الأرض أو الكواكب الخارجية - سيتمكن الباحثون من التنبؤ بشكل أفضل بالتغيرات التي ستكون ضرورية لبقاء الحضارة البشرية. كما حذر فرانك ، من الضروري للغاية أن تحشد البشرية الآن لضمان عدم حدوث السيناريو الأسوأ هنا على الأرض:
"إذا غيرت مناخ الأرض بما فيه الكفاية ، فقد لا تتمكن من تغييره مرة أخرى. حتى لو تراجعت وبدأت في استخدام الطاقة الشمسية أو غيرها من الموارد الأقل تأثيرًا ، فقد يكون الأوان قد فات ، لأن الكوكب قد تغير بالفعل. تظهر هذه النماذج أنه لا يمكننا التفكير فقط في تطور السكان بمفرده. علينا أن نفكر في تطور الكواكب والحضارات ".
واحرص على الاستمتاع بهذا الفيديو الذي يتناول البروفيسور فرانك وأبحاث فريقه ، مقدمة من جامعة روتشستر:
