تحقیقات جدید سوال بزرگی را مطرح میکند: آیا چیزی به نام تمدن پایدار وجود دارد، شاید تمدنی که بسیار فراتر از کهکشان ما باشد؟ یا اینکه همه تمدنها محکوم به نابودی خود هستند؟
«اگر ما اولین تمدن کیهان نباشیم، این بدان معناست که احتمالاً قوانینی برای چگونگی پیشرفت سرنوشت تمدن جوانی مانند تمدن ما وجود خواهد داشت.»
در مواجهه با تغییرات اقلیمی، جنگلزدایی و از دست رفتن تنوع زیستی، ایجاد یک نسخه پایدار از تمدن یکی از فوریترین وظایف بشریت است. اما هنگام مواجهه با این چالش عظیم، به ندرت از مهمترین سوال ممکن میپرسیم: از کجا بدانیم که پایداری اصلاً امکانپذیر است؟
ستارهشناسان سهم قابل توجهی از ستارهها، کهکشانها، دنبالهدارها و سیاهچالههای جهان را فهرست کردهاند. اما آیا سیارات با تمدنهای پایدار نیز چیزی هستند که جهان در خود جای داده است؟ یا هر تمدنی که ممکن است در کیهان پدید آمده باشد، تنها چند قرن دوام میآورد و سپس به دلیل تغییرات اقلیمی که ایجاد میکند، از بین میرود؟
آدام فرانک، اخترفیزیکدان و استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه روچستر، عضوی از گروهی از محققان است که اولین گامها را برای پاسخ به این سؤالات برداشتهاند. در یک مطالعه جدید در مجله Astrobiologyاین گروه به این پرسشها از دیدگاه «اخترزیستشناسی» میپردازد.
فرانک، که نویسندهی این کتاب جدید نیز هست، میگوید: «اخترزیستشناسی مطالعهی حیات و احتمالات آن در یک بستر سیارهای است.» نور ستارگان: جهانهای بیگانه و سرنوشت زمین (دبلیو دبلیو نورتون، ۲۰۱۸), که از این مطالعه بهره میبرد. «این شامل «تمدنهای فراخورشیدی» یا آنچه معمولاً بیگانگان مینامیم، میشود.»
فرانک و همکارانش خاطرنشان میکنند که بحث در مورد تغییرات اقلیمی به ندرت در این زمینه گستردهتر صورت میگیرد - زمینهای که این احتمال را در نظر میگیرد که این اولین بار در تاریخ کیهانی نیست که یک سیاره و زیستکره آن به چیزی شبیه آنچه ما روی زمین ایجاد کردهایم، تکامل یافتهاند.
فرانک میگوید: «اگر ما اولین تمدن کیهان نباشیم، این یعنی احتمالاً قوانینی برای چگونگی سرنوشت تمدن جوانی مانند تمدن ما وجود خواهد داشت.»
چهار سناریو
با افزایش جمعیت یک تمدن، آن تمدن بیشتر و بیشتر از منابع سیاره خود استفاده میکند. با مصرف منابع سیاره، آن تمدن شرایط سیاره را تغییر میدهد. به طور خلاصه، تمدنها و سیارات جدا از یکدیگر تکامل نمییابند؛ آنها به طور متقابل تکامل مییابند و سرنوشت تمدن ما به نحوه استفاده ما از منابع زمین بستگی دارد.
فرانک و همکارانش برای نشان دادن چگونگی تکامل مشترک سیستمهای تمدن-سیاره، یک مدل ریاضی توسعه دادند تا راههایی را نشان دهند که یک جمعیت پیشرفته از نظر فناوری و سیارهاش میتوانند با هم توسعه یابند. با در نظر گرفتن تمدنها و سیارات - حتی سیارات بیگانه - به عنوان یک کل، محققان میتوانند بهتر پیشبینی کنند که برای بقای پروژه تمدن انسانی چه چیزی ممکن است مورد نیاز باشد.
فرانک میگوید: «نکته این است که تشخیص دهیم که ایجاد تغییرات اقلیمی میتواند امری کلی باشد. قوانین فیزیک ایجاب میکند که هر جمعیت جوانی که تمدنی پرانرژی مانند تمدن ما را میسازد، بازخوردی از سیاره خود داشته باشد. دیدن تغییرات اقلیمی در این بستر کیهانی میتواند بینش بهتری از آنچه اکنون برای ما اتفاق میافتد و نحوه برخورد با آن به ما بدهد.»
محققان با استفاده از مدل ریاضی خود، چهار سناریوی بالقوه را که ممکن است در یک منظومهی سیاره-تمدن رخ دهد، یافتند:
1. مرگ خاموش: جمعیت و وضعیت سیاره (که با چیزی شبیه به میانگین دمای آن نشان داده میشود) خیلی سریع افزایش مییابد. در نهایت، جمعیت به اوج خود میرسد و سپس به سرعت کاهش مییابد، زیرا افزایش دمای سیاره، شرایط را برای بقا دشوارتر میکند. سطح جمعیتی ثابتی حاصل میشود، اما این تنها کسری از جمعیت اوج است. فرانک میگوید: «تصور کنید که از هر 10 نفری که میشناسید، 7 نفر به سرعت بمیرند. مشخص نیست که یک تمدن پیچیده فناوری بتواند از چنین تغییری جان سالم به در ببرد.»
2. پایداری: جمعیت و دما افزایش مییابند، اما در نهایت هر دو بدون هیچ گونه اثر فاجعهباری به مقادیر ثابت میرسند. این سناریو در مدلها زمانی اتفاق میافتد که جمعیت متوجه میشود که تأثیر منفی بر سیاره دارد و از استفاده از منابع با تأثیر بالا مانند نفت به منابع کمتأثیر مانند انرژی خورشیدی روی میآورد.
3. فروپاشی بدون تغییر منابع: جمعیت و دما هر دو به سرعت افزایش مییابند تا اینکه جمعیت به اوج خود میرسد و سپس به شدت کاهش مییابد. در این مدلها، تمدن فرو میپاشد، اگرچه مشخص نیست که آیا خود گونه کاملاً از بین میرود یا خیر.
4. فروپاشی با تغییر منبع: جمعیت و دما افزایش مییابد، اما جمعیت متوجه میشود که این موضوع باعث ایجاد مشکل میشود و از منابع با تأثیر بالا به منابع با تأثیر کم تغییر رویه میدهد. به نظر میرسد اوضاع برای مدتی آرام میشود، اما مشخص میشود که واکنش خیلی دیر صورت گرفته است و جمعیت به هر حال سقوط میکند.
فرانک میگوید: «سناریوی آخر ترسناکترین است. حتی اگر کار درست را انجام داده باشید، اگر خیلی صبر کنید، باز هم ممکن است جمعیتتان از بین برود.»
نگاهی به جزیره ایستر
محققان مدلهای خود را تا حدودی بر اساس مطالعات موردی تمدنهای منقرضشده، مانند ساکنان جزیره ایستر، ایجاد کردند. مردم بین سالهای ۴۰۰ تا ۷۰۰ میلادی شروع به استعمار این جزیره کردند و در حدود سالهای ۱۲۰۰ تا ۱۵۰۰ میلادی به اوج جمعیت ۱۰ هزار نفری رسیدند. با این حال، تا قرن ۱۸، ساکنان منابع خود را به پایان رساندند و جمعیت به شدت به حدود ۲۰۰۰ نفر کاهش یافت.
مرگ و میر جمعیت جزیره ایستر به مفهومی به نام ظرفیت تحمل یا حداکثر تعداد گونههایی که یک محیط میتواند از آنها پشتیبانی کند، مربوط میشود. فرانک میگوید که واکنش زمین به ایجاد تمدن، همان چیزی است که تغییرات اقلیمی در واقع به آن مربوط میشود.
«اگر تغییرات اقلیمی واقعاً شدیدی را تجربه کنید، ظرفیت تحمل شما ممکن است کاهش یابد، زیرا، برای مثال، کشاورزی در مقیاس بزرگ ممکن است به شدت مختل شود. تصور کنید اگر تغییرات اقلیمی باعث شود باران در غرب میانه متوقف شود. ما قادر به کشت مواد غذایی نخواهیم بود و جمعیت ما کاهش مییابد.»
در حال حاضر محققان نمیتوانند به طور قطعی سرنوشت زمین را پیشبینی کنند. گامهای بعدی استفاده از مدلهای دقیقتر از نحوه رفتار احتمالی سیارات در زمانی است که یک تمدن برای رشد خود از هر نوع انرژی استفاده میکند. در این میان، فرانک هشداری جدی میدهد.
او میگوید: «اگر آب و هوای زمین را به اندازه کافی تغییر دهید، ممکن است نتوانید آن را به حالت قبل برگردانید. حتی اگر عقبنشینی کنید و شروع به استفاده از انرژی خورشیدی یا سایر منابع کماثرتر کنید، ممکن است خیلی دیر شده باشد، زیرا سیاره زمین از قبل در حال تغییر بوده است. این مدلها نشان میدهند که ما نمیتوانیم فقط به تکامل جمعیت به تنهایی فکر کنیم. ما باید به تکامل همزمان سیارات و تمدنهایمان فکر کنیم.»
منبع: دانشگاه روچستر
کتابهای آدام فرانک
{amazonWS:searchindex=کتابها؛کلمات کلیدی=آدام فرانک؛maxresults=3}
