Kokia saulės sistemos dalis turėtų būti priskirta dykuma?

Iliustracija, kurioje pavaizduotos Saulės sistemos planetos Ponia Tech

Žmonėms puikiai sekasi numatyti eksponentinio augimo poveikį. Problemą parodo toks klausimas, dažnai užduodamas nieko neįtariantiems studentams.

Bakterijų kolonija auga Petri lėkštelėje ir kasdien padvigubėja. Jis užpildo patiekalą 100 dieną, sukeldamas gyventojų katastrofą. Kurią dieną Petri lėkštelė būna pusiau pilna?

Atsakymas yra 99-oji diena, rezultatas, kuris matematiškai yra nereikšmingas ir vis dar gali nustebinti. Tiesa ta, kad žmonės tiesiog neišsivystė taip, kad intuityviai galvotų apie eksponentinius pokyčius.

Šis sunkumas turi svarbių pasekmių mūsų aplinkai ir tai, kaip turėtume naudoti jos siūlomus išteklius. Pasaulio gyventojų skaičius per pastaruosius šimtą metų padvigubėjo. Pasaulio ekonomika kas 20 metų padvigubėja.

Vis daugiau žmonių perspėja, kad turime vengti 99-osios dienos scenarijaus, nors toli gražu nėra aišku, ar galėtume jį atpažinti, jei būtume jo viduryje.

Vienas iš galimų sprendimų – žmonijai plėstis į Saulės sistemą. Uoliniai kūnai, tokie kaip Mėnulis ir Marsas, yra akivaizdūs kolonizacijos tikslai. O asteroidai kosmoso kalnakasiams atrodo kaip viliojantys vertingų mineralų šaltiniai. Iš tiesų, nemokamo visiems erdvės perspektyva jau skatina naują kosmoso amžių.

Tačiau saulės sistema taip pat yra ribotas išteklius, nors ir didelis. Ir tai kelia svarbų klausimą, kaip turėtume kontroliuoti jo išnaudojimą. Visų pirma, kiek saulės sistemos turėtų būti laikoma dykuma?

Šiandien mes gauname atsakymą dėl Martino Elviso iš Harvardo Smitsono astrofizikos centro ir Tony Milligano darbo Londono Kings koledže. Jie ištyrė eksponentinio augimo pobūdį ir teigia, kad mūsų ribotas gebėjimas numatyti jo poveikį reiškia, kad turėtume į tai atsižvelgti, kai ribojame, kaip galima išnaudoti saulės sistemą.

Jie apskaičiavo, kad žmonėms turėtų būti leista išnaudoti aštuntadalį Saulės sistemos, o likusią dalį vadinti laukine gamta. Ir jie perspėja, kad esant dabartiniams augimo tempams, ši riba gali būti pasiekta per 400 metų.

Tyrėjų samprotavimai yra aiškūs. Kai sistema patiria eksponentinį augimą ir išnaudojo aštuntadalį savo išteklių, jai lieka trys padvigubėjimo periodai, kol bus išnaudoti visi ištekliai – tai taškas, kurį Elvis ir Milliganas vadina super-eksploatavimu. Jie sako, kad mūsų ribotas gebėjimas matyti į priekį, kol tokie procesai bus toli pažengę, rodo, kad turėtume sukurti „sujungimo laidą“, suteikiantį mums laisvę bent 3 kartus padvigubinti.

Kodėl tris kartus padvigubinti? Tokiose sistemose mažos matavimo paklaidos gali sukelti didelių prognozių klaidų. Štai kodėl tyrėjai nepropaguoja griežtesnės ribos. Labiau ribojantis 1/16 arba 1/32 principas turi problemą, kad nedidelė klaida įvertinant augimo tempą gali sukelti didelę klaidą numatant, kada bus pasiektas superišnaudojimas, sako jie.

Jie taip pat neprieštarauja augimui ar išnaudojimui, kurį laiko svarbia žmonijos ateities dalimi. Jie sako, kad [vienos aštuntosios principas] neįtraukia tik nevaržomo ar bėgančio augimo.

Taigi kiek laiko turime? Norėdami įvertinti realų augimo lygį, Elvis ir Milliganas naudoja geležies išnaudojimą nuo pramonės revoliucijos. Kasmet šis rodiklis išaugo vidutiniškai 3,5 %, todėl kas 20 metų padvigubėja.

Tada jie apskaičiuoja, kaip panašus augimo tempas būtų tarpplanetiniu mastu. Jų skaičiavimai rodo, kad aštuntadalis būtų pasiektas per 400 metų. Šiame etape kiti padvigubėjimo laikotarpiai būtų labai svarbūs. Pasak jų, tuo metu būtų likę tik 60 metų, per kuriuos ekonominę sistemą perkeltų į naujas „nuolatinės būsenos“ sąlygas.

Norint to išvengti, reikia apsaugoti didžiąją saulės sistemos dalį, tačiau būtent tai yra sudėtinga tema. Elvis ir Milliganas teigia, kad planetas turėtų apsaugoti paviršiaus plotas, o asteroidai – pagal tūrį. Saulė turėtų būti visiškai neįtraukta į skaičiavimus, o Elvis ir Milliganas teigia, kad Jupiteris, kurio masė didesnė nei visų kitų planetų kartu paėmus, taip pat gali būti neįtrauktas.

Tada yra Kuiperio juosta – ledinių objektų, skriejančių už Neptūno, juosta ir daug mažiau gerai suprantamas kometų debesis, esantis dar toliau. Elvis ir Milliganas teigia, kad šių regionų įtraukimas į skaičiavimus išvadų reikšmingai nekeičia. Medžiagos masė Kuiperio juostoje prie skaičiavimų prideda dar tris padvigubėjimus arba 60 metų, o Oorto debesis – dar 80 metų.

Bet kuriuo atveju laikas yra brangus, nes mažai galimybių kasti kitas žvaigždžių sistemas, nes atstumai yra per dideli. Jie teigia, kad kelionės laikas, kuris jau matuojamas dešimtmečiais Oorto debesyje, pailgėja iki šimtmečių, išskyrus mikroskopines mases šiais tarpžvaigždiniais atstumais. Kalbant apie išteklius, mūsų saulės sistema yra uždara sistema.

Tačiau jo turėtų būti daug, net jei yra viena aštuntoji riba. Elvis ir Milliganas apskaičiavo, kad naudojant šiuos išteklius turėtų būti įmanoma pastatyti milijonus saulės spindulių žiedų. To turėtų pakakti, nors Disono sfera gali būti nepasiekiama, sako jie, remdamiesi garsiąja Freemano Dysono idėja, kad pakankamai pažengusi, energijos ištroškusi civilizacija galėtų visiškai apjuosti savo žvaigždę priimančiąja sfera, kuri užfiksuotų. visos jos skleidžiamos energijos.

Tam reikalingos technologijos šiuo metu yra už žmonijos ribų. Taigi nesunku įsivaizduoti, kad idėja apsaugoti Saulės sistemą dabar yra kiek per anksti.

Tačiau dabartinis susidomėjimas asteroidų kasyba gali greitai tai pakeisti. Anot jų, aštuntosios dalies principo priėmimo pagrindas yra tas, kad gali būti daug lengviau įgyvendinti principinius apribojimus ankstyvoje stadijoje, o ne vėliau, kai atsiranda pagrįsti ir konkuruojantys interesai.

Žinoma, žmonija kai kurias Saulės sistemos dalis jau saugo nuo išnaudojimo. Tačiau pastangos Žemėje buvo ribotos. 1964 m. JAV laukinės gamtos aktas puikiai saugo didžiulius Jungtinių Valstijų plotus; buvusi Sovietų Sąjunga taip pat saugojo Belovežo pusča , viena iš paskutinių išlikusių pirmykščių miškų plotų Europoje, nors šiam Baltarusijos regionui dabar gresia pavojus.

Vis dėlto saugoma tik 12% Žemės sausumos ploto ir tik 6% vandenynų. Pasiekus šias ribas, liks labai mažai laiko pakeisti kursą.

Elvio ir Milligano argumentas yra toks, kad jei norime užkirsti kelią panašiam gedimui kosmose, turime veikti dabar.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1905.13681 : Kiek saulės sistemos turėtume palikti dykumą?

paslėpti