¿Estamos solos en el espacio?¿Hay tantas criaturas inteligentes esperando a ser descubiertas?¿Seremos capaces de reunirnos con ellos e intercambiar conocimientos?Si nos encontramos con ellos y con nosotros, ¿podremos reconocerlos como seres inteligentes?Cuando se trata de astrobiología, la búsqueda de vida en el espacio, no sabemos qué esperar.Entonces, ¿por qué toda la especulación y la investigación teórica sobre estas cuestiones son tan ricas y variadas?
Uno de esos estudios fue realizado por el famoso astrofísico y radioastrónomo soviético y ruso.Nikolái Kardashev(1932 – 2019).Kardashev propuso en 1964 una taxonomía para clasificar el desarrollo de las civilizaciones considerando cuestiones importantes relacionadas con la búsqueda de inteligencia extraterrestre (SETI).Esto se conocerá comoescala Kardashov, que sigue siendo uno de los conceptos más influyentes de SETI hasta el día de hoy.
En 1960, los primeros intentos modernos de detectar comunicaciones extraterrestres (“proyecto ozma“) se hizo en los Estados Unidos.Plomofranco drake, productorEcuación de DrakeEste experimento, llamado el padre de SETI, se llevó a cabo utilizando un radiotelescopio.Observatorio Nacional de Radioastronomíaen Greenbank, Virginia Occidental
El experimento monitoreó dos estrellas similares al Sol cercanas, Tau Ceti y Epsilon Eridani, en busca de señales de radio en el rango de 1420 MHz, que corresponden a las frecuencias del gas de hidrógeno frío en el espacio interestelar.Aunque el proyecto no detectó nada más que electricidad estática inalámbrica, Ozma allanó el camino para un esfuerzo SETI (y METI) mucho más ambicioso.También ha inspirado a los astrofísicos de todo el mundo a considerar qué tener en cuenta en futuras investigaciones.
En un momento en que la búsqueda de inteligencia extraterrestre era más un experimento mental que una ciencia real, los físicos soviéticos formularon muchas ideas innovadoras que persisten hasta el día de hoy.De estos, Nikolai Kardashev fue uno de los primeros y más importantes pensadores, y sus ideas siguen siendo la base del campo de SETI.
Nikolái Kardashev
Como adulto en la era de la posguerra, Kardashev estudió a continuación.jose shklovsky(1916-1985), destacado autor de la vida inteligente en el universo.Este libro fue el primer tratado general sobre cómo los humanos podían encontrar seres tecnológicamente competentes en el universo.El libro de Shklovskii fue traducido (y agregado) por Carl Sagan y ha inspirado a muchos científicos desde su publicación en Occidente en 1966.
Durante la mayor parte de su formación, Kardashev estuvo solo.Su madre y su padre fueron víctimas de las Grandes Purgas de 1937 y 38 (respectivamente) y fue enviado a un orfanato.Finalmente fue liberado bajo el cuidado de su tía (madre), quien murió en 1948 cuando Kardashev tenía 16 años. Su padre finalmente recibió un disparo mientras su madre trabajaba en un campo de trabajo hasta que fue liberada en 1956.
Hace un año, Kadashev se graduó de la Universidad Estatal de Moscú, donde su investigación se centró en el entonces emergente campo de la radioastronomía.el trabajo enInstituto Astronómico SternbergObtuve mi doctorado en Moscú.1962. La exposición temprana de Kardashev a las premisas básicas de SETI lo llevó a pensar ingeniosamente sobre cómo se podría usar la radioastronomía para detectar transmisiones no terrestres.
Una de sus primeras contribuciones a SETI fue en 1963, mientras Kardashev estudiaba CTA-102, una fuente de radio a 8 mil millones de años luz de la Tierra.Estudios previos han demostrado que estos objetos tienen intensidades variables y se sabe que tienen emisiones erráticas.Kardashev sugirió que esto podría ser un intento deliberado por parte de extraterrestres de enviar mensajes encriptados.
Esta teoría eventualmente será abandonada cuando los astrónomos aprendan que CTA-102 es un núcleo galáctico activo (AGN), también conocido como.Los cuásares que los astrónomos conocen son naturalmente variables.Sin embargo, Kardashev compartió esta teoría y otras ideas imaginativas en un tratado que lo establecería en la comunidad astronómica.
Nacimiento de la escala
Este trabajo, titulado “Transmisión de información por civilizaciones extraterrestres”, fue publicado en 1964. El propósito de este documento fue sugerir qué tipos de frecuencias de radio (ya qué energías) deberían buscar los investigadores de SETI.Basándonos en la idea de que podría haber civilizaciones miles de millones de años más antiguas que los humanos, razonamos que estas civilizaciones podrían utilizar niveles de energía que los humanos no son capaces de hacer.
Para caracterizar el nivel potencial de desarrollo de una civilización, Kardashev propuso una escala de tres niveles según la cantidad de energía disponible para ella.Esta escala incluía:
- Tipo I – Civilización Planetaria:Estas son las personas que han desarrollado un medio para aprovechar y almacenar toda la energía de su planeta de origen.Según Kardashev, esto corresponde a un consumo de 4×10.19erg/seg es más probable en forma de poder de fusión, antimateria y energía renovable.
- Tipo II – Civilización Astral: Estas son civilizaciones que han evolucionado lo suficiente como para recolectar toda la energía emitida por las estrellas. Kardashev especuló que esto incluiría estructuras como Dyson Sphere.En este caso, se calcula como un consumo de 4×10³³ erg/seg.
- Tipo III – Civilizaciones Galácticas:Se trata de civilizaciones capaces de aprovechar la energía de toda la galaxia, lo que se puede solucionar consumiendo alrededor de 4×10 de energía.44 ergios/seg.
Kardashev también describió la probabilidad de detectar una civilización tipo I, II o III y la cantidad de información que pueden transmitir.Refiriéndose a las estimaciones del Proyecto Ozma y los experimentos SETI estadounidenses relacionados, argumentó que las posibilidades de detectar una civilización Tipo I eran muy bajas.Por el contrario, el Tipo II o el Tipo III pueden transmitir cantidades significativas de información a grandes distancias.
Basado en el nivel estimado de transmisión de energía de las civilizaciones de tipo II, Kardashev estimó que las civilizaciones estelares podrían transmitir cantidades significativas de información dentro de nuestra galaxia (que mide 200.000 años luz de diámetro).Esto está en la proporción de 3 × 109latidos por segundo, 3 × 10 dentro de un radio de 100,000 años luz de su sistema estelar5Es el número de bits por segundo dentro de un radio de un millón de años luz, más allá del cual no se pueden transmitir grandes cantidades de información.
Mientras tanto, las civilizaciones de Tipo III son capaces de transmitir y transmitir intergalácticamente a una velocidad de 2,4×10.15y 2,4×1013Bits/seg y 3×10 sobre radios de 100.000 y 10 millones de años luz10Bits por segundo en un radio de 10 mil millones de años luz.
significado de escala
Para los investigadores de SETI, la Escala Kardashev ha establecido algunas restricciones generales sobre los tipos de firmas técnicas (y los niveles de potencia asociados) que deben buscar.Por ejemplo, basándose en estimaciones de potencia establecidas por escala, los científicos han formulado teorías sobre los tipos de tecnologías disponibles para las civilizaciones de Tipo I, II y III y cuáles podrían ser las firmas tecnológicas resultantes.
Habilidad 4×10 para civilizaciones tipo I19La energía en erg/s se refiere a la energía de fusión y al enfoque de la aniquilación de materia y antimateria.Sin embargo, es probable que las firmas técnicas identificables tomen la forma de infraestructura de energía renovable.Por ejemplo, constelaciones de satélites solares basados en el espacio (también conocidos como “cinturon clarkSegún “), se puede detectar utilizando equipos actuales.Informe de firma técnica de la NASA(lanzado en 2018).
Las civilizaciones de tipo II utilizan la misma tecnología utilizada en el tipo I, pero a mayor escala.1960 físico Freeman Dysonfamosamente sugeridoLas civilizaciones avanzadas podrían aprovechar la energía estelar mediante la construcción de enormes sistemas de satélites que rodean las estrellas.Estas estructuras muy grandes (generalmenteLanza DysonoEstructura Dyson), dijo Dyson, puede encontrar y buscar señales infrarrojas grandes.
Además, las civilizaciones Tipo IIlevantamiento de estrellas,” Puedes reorganizar las estrellas.Una forma posible de hacer esto es una variante de la estructura de Dyson conocida como:propulsor schkadoff(o motor estelar) rodea parcialmente a la estrella y utiliza la radiación y la gravedad para lograr un impulso y una velocidad relativista (que puede ser la explicación de algunas estrellas de supervelocidad).
Las civilizaciones de tipo III pueden realizar estas actividades de manera similar, pero a escala galáctica.Además, la civilización galácticaElevación de galaxias”, se puede hacer para contrarrestar la expansión del universo y mantener ciertos cúmulos juntos.Otra idea es monitorear los cuásares, los núcleos galácticos activos (AGN) de las grandes galaxias, en busca de indicaciones de estructuras que podrían aprovechar el poder de los agujeros negros supermasivos (SMBH).
Esto podría incluir alimentar al SMBH con una sustancia y utilizar la radiación resultante emitida por el SMBH, o simplemente aprovechar la energía que ya ha liberado.Dos posibilidades para este último escenario son explotar el momento angular del disco de acreción (“Proceso de Penrose“) o captura el calor y la energía generados por el chorro de velocidad.
El propio Kardashev propuso criterios sobre cómo se podría distinguir la potencia estimada de una transmisión de fenómenos naturales como la radiación de sincrotrón en nebulosas formadas por explosiones de supernovas, radiogalaxias o fuentes de radio sigilosas.Como él mismo señaló:
“Obviamente, las fuentes artificiales deben 1) tener dimensiones angulares muy pequeñas (al menos para las civilizaciones Tipo II)… 2) Debe tener polarización circular para que se produzca el efecto de rotación de Faraday en el plano. La polarización en el medio interestelar no distorsionará la información recibida.3) Debe mostrar variabilidad en el tiempo sin causar fluctuaciones estadísticas… 4) Finalmente, se espera que existan ciertos detalles en el espectro de fuentes sospechosas de artefactos diseñados con el propósito explícito de: Destaca su origen artificial.”
Sin embargo, al igual que la Ecuación de Drake similar, el valor científico de Scale es cualitativo más que cuantitativo, ya que resume los desafíos que enfrentan los investigadores de SETI.Al mismo tiempo, esta medida es alentadora porque demuestra que la existencia de una única civilización de tipo II en nuestra galaxia no será ignorada para siempre.Como mencionó Kardashev en la última sección de su tesis, se ocupó del significado de su escala.
“Se ha planteado la hipótesis de que si solo hay una civilización de tipo 2 dentro de los límites de la galaxia local, existe una posibilidad realista de obtener una gran cantidad de información.Incluso si solo hay una civilización Tipo III en cualquier parte del universo observable…
“Finalmente, es completamente razonable asumir que las civilizaciones Tipo II y Tipo III poseerán mucha más información de la que tenemos actualmente disponible.Es por eso que tiene que transmitirse continuamente, y también se trata de aumentar la aceptabilidad de la civilización Tipo 1”.
En resumen, Kardashev estimó que las civilizaciones avanzadas podrían transmitir señales que las civilizaciones Tipo I (en comparación con nuestro propio nivel de desarrollo) podrían recibir.Además, estas transmisiones se transmiten de forma continua para garantizar la recepción, y también se pueden reproducir en bucle para que el receptor no pierda el ritmo.
cambio de escala
Se han propuesto muchas adiciones y extensiones a la escala desde la época de Kardashev.Algunos recomendaron agregar clasificaciones entre los tres tipos, mientras que otros recomendaron agregar tipos adicionales.Estos incluyen los rangos Tipo 0 (que describen civilizaciones preindustriales) y los Tipos IV y V, que representan civilizaciones capaces de aprovechar la energía de todo el universo o cúmulo cósmico, respectivamente.
Otros han sugerido que la escala debería rediseñarse usando una métrica diferente.en su libro,Conexión cósmica: una perspectiva extraterrestre, Carl Sagan sugirió que las civilizaciones se pueden clasificar según su nivel de “dominio de la información”.En otras palabras, cuanto más avanzado sea el documento, más información estará disponible.La Escala de Sagan utilizó el alfabeto como sistema de clasificación, y cada letra contiene 10 millones (106) un bit único de información.
El renombrado comunicador científico y fundador de la Mars Society, Robert Zubrin, sugirió que las civilizaciones podrían medirse por el “dominio planetario”.En su libro Entering Space: Creationing Spacefaring Civilization, Zubrin describió cómo vincular el nivel de desarrollo de una civilización al número de planetas (o sistemas estelares) que han colonizado con éxito.
“Una versión ligeramente modificada del plan de Kardashev define al Tipo I como una civilización que ha dominado por completo todos los recursos del planeta.Una civilización Tipo II es una civilización que ha tomado el control total del Sistema Solar, y una civilización Tipo III es una civilización que puede aprovechar todo el potencial de la galaxia”.
Pero quizás la reinterpretación más radical fue introducida por el cosmólogo británico, físico teórico, matemático y miembro de la Royal Society (FRS) John D. Barrow.En su libro de 1998,Imposible: los límites de la ciencia y la ciencia de los límites, Barrow mostró cómo los avances tecnológicos humanos pueden extender el control sobre el medio ambiente a escalas cada vez más pequeñas.
En lugar de caracterizar a las civilizaciones por la cantidad de espacio que dominan, Barrow argumentó audazmente que las especies más avanzadas crecerían para aprovechar todo el poder del espacio interior.A partir de esto, creó lo que se conoció como la Escala de Barrow, una clasificación inversa compuesta por siete tipos.
- téEjemplo I-menos:Puede manipular objetos de tamaño similar al suyo (estructuras de edificios, extracción de minerales, monumentos, etc.).
- Tipo II – menos:La capacidad de manipular y alterar el desarrollo de los seres vivos (trasplantes de órganos, investigación de ADN, ingeniería genética, etc.)
- Tipo III – menos:Se pueden crear nuevas sustancias manipulando moléculas y enlaces moleculares.
- Restar Tipo IV:Podemos manipular átomos individuales y crear vida artificial con nanotecnología y formas complejas.
- Tipo V menos:Puede manipular el núcleo de un átomo y puede manipular los nucleones que lo componen.
- Tipo VI-menos:Habilidad para manipular partículas elementales (quarks y leptones)
- Tipo Omega Menos:La capacidad de manipular las estructuras básicas de tiempo y espacio.
Según la Escala de Barrow, las civilizaciones avanzadas optimizan el espacio que ya ocupan, en lugar de centrarse en demandar más espacio y recursos.En lugar de explorar la galaxia y más allá, preferirían permanecer dentro del sistema solar y aprovechar el poder del sol.Un escenario consiste en transformar toda la materia del sistema en computeronium y disponerla en capas alrededor de una estrella para “cerebro matriosica.”
Crítica
Varios estudios posteriores han cuestionado muchas de las suposiciones utilizadas en la escala de Kardashev.El principal de ellos es la creencia de que la inteligencia extraterrestre debe colonizar su tierra natal y mucho más allá de su tierra natal.Esto fue desafiado en base a las ideas planteadas por Barrow Scale y otros investigadores que enfatizaron la “optimización espacial” sobre la escala.
Otro argumento en contra de la Escala de Kardashev se basa en la falta de evidencia observable de civilizaciones avanzadas, particularmente Tipo III.Dado que el universo ha existido durante 13.800 millones de años y nuestro sistema solar solo ha existido durante los últimos 4.600 millones de años, es probable que algunas civilizaciones ya hayan alcanzado niveles de desarrollo de Tipo III.
Sería muy difícil para los humanos, incluso por nuestros humildes medios, dejar de detectar los signos de tal civilización.El hecho de que aún no lo hayamos encontrado indica que somos:
- No buscar el lugar adecuado.
- No encuentra el adecuado.
- No he estado buscando por mucho tiempo.
- Sobre todo,
La única otra posibilidad es que nadie haya aparecido todavía o que no haya nadie allí.La primera idea fue planteada en un estudio de 1981 por Carl Sagan y William I. Newman.Civilización Galáctica: Dinámica de Población y Difusión Interestelar”, quien audazmente argumentó que esto podría indicar que la vida avanzada en nuestra galaxia pudo haber aparecido en un pasado más reciente.
Otra crítica se refiere a la idea de que las civilizaciones se extenderán más allá de las distancias de la galaxia.Esta posibilidad fue descrita por Geoffrey A. Landis en 1993 comoLa paradoja de Fermi: un enfoque basado en la teoría de la penetración.
Como dijo Landis, las civilizaciones “penetrarán” hacia el exterior en lugar de colonizar hacia el exterior de manera constante y rápida.También se atrevió a decir que no todos los periódicos elegirán este camino.
“Si hubiera suficientes civilizaciones extraterrestres porque es posible, una o más seguramente lo habrían hecho. Quizás por un motivo que no conocemos.La colonización llevará mucho tiempo y será muy costosa.
“Es muy razonable suponer que no todas las civilizaciones estarán interesadas en hacer gastos tan grandes para obtener recompensas en un futuro lejano.La sociedad humana consiste en una mezcla de culturas que a veces exploran y colonizan distancias muy largas con culturas que no están interesadas en hacerlo”.
Dado el tiempo y la energía necesarios para llegar a la estrella más cercana y el retraso en el envío de mensajes, ¡es razonable suponer que algunas especies renunciarán a la expansión interestelar!En 2019, el profesor Adam Frank y un equipo de investigadores de exoplanetas de la NASA presentaron un argumento similar sobre los riesgos de los viajes espaciales y el asentamiento de exoplanetas.Nexus para la ciencia de los sistemas de exoplanetas(Siguiente).
En un estudio titulado “La paradoja de Fermi y el efecto Aurora: liquidación del exorcismo, dilatación y estado estacionario” – Inspirado en un libro.AuroraPor Kim Stanley Robinson (publicado en 2015): Frank y sus colegas argumentaron que el asentamiento galáctico ocurrirá en cúmulos porque no todos los planetas potencialmente habitables son habitables para humanos u otra vida extraterrestre.
Otra crítica es otra suposición importante hecha en el trabajo original de Kardashev.Esta es la creencia de que las civilizaciones avanzadas motivarán a otros a dar a conocer su existencia en beneficio de otras especies.Kardashev dijo:
La posibilidad de que la inteligencia avanzada sea coaccionada por motivos opuestos (eliminar la competencia potencial, el miedo, la xenofobia, etc.) ha sido explorada durante mucho tiempo por investigadores y científicos de SETI.Ejemplos incluyen:Hipótesis del berserkers,hipótesis del bosque oscuro, y varias interpretaciones de “gran filtro”, cuando el deseo de autopreservación o dominación impulsa la comunicación o expansión interestelar.
Esta preocupación se planteó en el contexto demensajería inteligencia extraterrestre(METI) surgió como un campo separado y distinto de SETI.Dada la posibilidad de que exista alguna civilización hostil, ¿sería prudente que la humanidad diera a conocer su existencia al universo?Además, ¿podrían otras formas de vida inteligente haber llegado a la misma conclusión hace mucho tiempo? ¿Entonces persiste el ‘gran silencio’?
Los investigadores que sugieren que la transmisión extraterrestre podría ser una amenaza han planteado preocupaciones similares.Aquí en la Tierra, los gobiernos realizan regularmente ataques cibernéticos a otros gobiernos para obtener inteligencia o destruir infraestructura crítica.De manera similar, los piratas informáticos utilizan estafas de phishing de virus informáticos para alentar a los usuarios a compartir información personal.
¿Es posible que una civilización extraterrestre (o grupos y seres sintientes individuales) envíe mensajes llenos de virus diseñados para dañar nuestra infraestructura o de alguna manera estafarnos?
En las décadas posteriores a la publicación de los primeros artículos innovadores de Kardashev, académicos, científicos y personas comunes han tratado de hacer referencia, citar o ampliar su famosa escala.Algunas de las suposiciones y estimaciones que propuso han sido criticadas a lo largo de los años, pero esto se puede esperar de algo tan básico como la Escala de Kardashev.Como dice Zubrin, esta teoría se propuso en la “era Sputnik”, cuando la exploración humana del espacio solo podía salir de su cuna.
Como muchas otras cosas que subyacen en el campo de SETI, como la Paradoja de Fermi y la Ecuación de Drake, la escala de Kardashev está con nosotros debido a los nuevos conocimientos que proporciona.En pocas palabras, Kardashev fue uno de los primeros en pensar seriamente en cómo los humanos podrían encontrar evidencia de ETI en el espacio.Su impacto también se puede ver en cómo ha ayudado a enmarcar todas las discusiones posteriores sobre ETI y puede que algún día logre el “Primer Contacto”.
A medida que avanza el legado, Nikolia Kardashev y las escalas que llevan su nombre son prácticamente inigualables en las crónicas de SETI y la astrofísica.
fuente:
- “Nikolai Kardashev” Física del día (2019)
- “Nikolai Kardashev 1932 – 2019” (obituario) Instituto SETI (2019)
- “Escala de Kardashev – Tipos I, II, III, IV V Civilizaciones”.Futurismo (2014)
- Kardashev, NS “Transmisión de información por civilizaciones extraterrestres”.Astronomía soviética, vol.8, núm.2 (1964)