Шкала Кардашова

Екстраполяція шкали Кардашова на часовий інтервал з 1900 по 2030 рр.

Шкала Кардашова — класифікація типів цивілізацій за рівнем енергоспоживання. Запропонована 1964 року Миколою Кардашовим у статті «Передача інформації позаземними цивілізаціями»[1].

Оригінальна шкала

Тип 1

Цивілізація, енергоспоживання якої порівнюване з енергією, яку планета отримує від центральної зірки та енергетичних джерел самої планети. Щосекундне споживання енергії нею складає близько 4x10^19 ерг або 4x10^12 ват. За сучасними оцінками, це в 700 разів більше, ніж споживалося у 2007 році. Досягнення цього рівня людством можливе впродовж 200 років[2].

Тип 2

Цивілізація, енергоспоживання якої порівнюване з енергією, яку випромінює центральна зірка. Оцінка енергоспоживання — 4x10^33 ерг за секунду або 4x10^26 ват. Один з гіпотетичних способів отримання такої енергії — сфера Дайсона.

Така цивілізація, за розрахунками Кардашова, здатна створювати досить потужні сигнали, щоб бути виявленою нинішнім людством в радіусі 10 млн світлових років. У разі, якщо вона створила сферу Дайсона, цивілізація може бути зафіксована як точкове джерело інфрачервоного випромінювання[3]. Перехід від типу 1 до типу 2 має тривати біля тисячі років[4].

Тип 3

Цивілізація, енергоспоживання якої порівнюване з енергією, яку випромінює галактика. Оцінка енергоспоживання — 4x10^44 ерг за секунду або 4x10^37 ват. Отримання такої енергії можливе астроінженерними спорудами навколо ядер галактик[5][6]. Автор класифікації оцінював оптимальну конструкцію такої споруди як диск із зовнішнім радіусом до 40 світлових років та масою 10^12 сонячних мас.

Цивілізація 2-го і 3-го типів вважається надцивілізацією. Якщо цивілізація другого типу може бути виявлена в межах місцевого скупчення галактик, то третього — в радіусі 10 млрд світлових років, тобто в межах відомих об'єктів всієї метагалактики. Радіогалактики Кардашов розглядав як можливі прояви діяльності таких цивілізацій. Проте якщо така цивілізація існує, вона, за оцінками вченого, є досить компактною, інакше обмін інформацією між її частинами буде утрудненим[3]. Перехід від типу 2 до типу 3 має тривати від 100000 років до кількох мільйонів[4].

Розширена шкала

Тип 0

Нульовий тип виділяється для цивілізацій, які не досягли рівня типу 1. Типом 0 є сучасне людство[2]. Карл Саган 1973 року обчислив позицію людства на шкалі (з іншими значеннями енергоспоживання, відмінними від Кардашова; 10^16, 10^26, 10^36 ват відповідно) як 0,7[7][8]. Для обрахування місця цивілізації на шкалі він винайшов формулу ${\displaystyle K={\frac {\log _{10}P-6}{10}}}$, де K показує тип, а P є енергоспоживанням у ваттах[9]. У 2012 році позиція людства, за цією формулою, піднялася до 0,724[10].

Тип 4

До цього типу належать цивілізації, енергоспоживання яких порівнянне з енергією, яку випромінюють всі галактики всесвіту[11].

Інформаційна цивілізація

Американський астроном Карл Саган запропонував додатково враховувати для оцінки рівня розвитку цивілізації обсяг інформації, створений нею. Кожен біт інформації Саган розглядав як відповідь «так» або «ні» на питання, за допомогою яких можна описати світ. Він поділив цивілізації за рівнями, названими буквами англійського алфавіту, від A до Z, де A відповідає 10^6 унікальних бітів інформації, а Z — 10^36. Людство 1973 року, за його оцінками, мало 10^14 унікальних бітів, відповідаючи рівню H[12][13].

Шкала Джона Барроу

Фізик Джон Барроу запропонував іншу шкалу, засновану на розмірах об'єктів мікросвіту, якими може маніпулювати цивілізація. Цивілізація типу 1-мінус може маніпулювати об'єктами розміру своїх представників (близько 1 м). Типу 2-мінус здатна маніпулювати об'єктами на рівні генів (10^−7м). Типу 3-мінус — молекулами (10^−9м), створювати штучні матеріали. Типу 4-мінус — окремими атомами (10^−11м), створювати штучне життя. Типу 5-мінус — атомними ядрами (10^−15м). Типу 6-мінус — елементарними частинками (10^−18м). Цивілізації останнього типу, Омега-мінус, підсилу маніпулювати базовими частками простору й часу (10^−35м). Людство перебуває між рівнями 3-мінус і 4-мінус[14][15].

Джерела енергії

Для цивілізації типу 1 можливим є отримання енергії від термоядерного синтезу, витрачаючи щосекунди 280 кг водню. Іншим джерелом є анігіляція антиматерії та використання сонячних панелей.

Цивілізація типу 2 могла б отримувати необхідну кількість енергії завдяки діяльності сфери Дайсона чи вловлюванню фотонів від акреаційних дисків чорних дір, а також анігіляція антиматерії в більших масштабах.

Отримання енергії цивілізацією типу 3 можливе від сфер Дайсона, побудованих навколо всіх зірок галактики, або від надмасивних чорних дір чи квазарів.

Цивілізації типу 4 знадобляться позагалактичні джерела енергії, серед яких гіпотетичним є використання темної енергії[16].

Див. також

• Майбутнє
• Технологічна сингулярність

Примітки

1. Кардашев, Н. (1964). Передача информации внеземным цивилизациям. Астрономический журнал (рос.). Т. 41, № 2. с. 282—287.
2. The Physics of Extraterrestrial Civilizations  : Explorations in Science :: Official Website of Dr. Michio Kaku. mkaku.org. Архів оригіналу за 5 березня 2016. Процитовано 5 березня 2016.
3. Шкловский, И. С. (1987). Вселенная, жизнь, разум / Под ред. Н. С. Кардашева и В. И. Мороза. Москва: Наука. с. 218—224.
4. P.P.Pillai (1 березня 2015). Extraterrestrial Guide (англ.). AnVi OpenSource Knowledge Trust. с. 126. Архів оригіналу за 17 червня 2016. Процитовано 6 березня 2016.
5. Кардашев, Н.С. (1986). О неизбежности и возможных формах сверхцивилизаций / Проблема поиска жизни во Вселенной. Москва: Наука. с. 25—30.
6. Kardashev, N. S. (1985). The Search for Extraterrestrial Life: Recent Developments. Dorderch etc. с. 497—504.
7. Vakoch, Douglas A. (14 вересня 2013). Extraterrestrial Altruism: Evolution and Ethics in the Cosmos (англ.). Springer Science & Business Media. с. 28. ISBN 9783642377501.
8. Sagan, Carl (1 січня 1973). Carl Sagan's Cosmic Connection: An Extraterrestrial Perspective (англ.). Cambridge University Press. с. 181. ISBN 9780521783033. Архів оригіналу за 30 березня 2019. Процитовано 6 березня 2016.
9. Adler, Charles L. (2 лютого 2014). Wizards, Aliens, and Starships: Physics and Math in Fantasy and Science Fiction (англ.). Princeton University Press. с. 328. ISBN 9781400848362.
10. International Energy Statistics - EIA. www.eia.gov. Архів оригіналу за 15 березня 2016. Процитовано 5 березня 2016.
11. Erickson, Megan. Michio Kaku: The Energy of the Future. Big Think. Архів оригіналу за 6 березня 2016. Процитовано 5 березня 2016.
12. Sagan, Carl (1 січня 1973). Carl Sagan's Cosmic Connection: An Extraterrestrial Perspective (англ.). Cambridge University Press. с. 182—183. ISBN 9780521783033. Архів оригіналу за 30 березня 2019. Процитовано 6 березня 2016.
13. Chiao, Raymond Y.; Cohen, Marvin L.; Leggett, Anthony J. (1 січня 2011). Visions of Discovery: New Light on Physics, Cosmology, and Consciousness (англ.). Cambridge University Press. с. 69. ISBN 9780521882392.
14. Barrow, John D. (12 березня 1998). Impossibility : The Limits of Science and the Science of Limits: The Limits of Science and the Science of Limits (англ.). Oxford University Press, UK. с. 133. ISBN 9780195351385.
15. Vidal, Clement (2011). Black Holes: Attractors for Intelligence?.
16. P.P.Pillai (1 березня 2015). Extraterrestrial Guide (англ.). AnVi OpenSource Knowledge Trust. с. 129—130. Архів оригіналу за 17 червня 2016. Процитовано 6 березня 2016.

Посилання

• Kardashev civilizations [Архівовано 10 червня 2016 у Wayback Machine.]
• Detectability of Extraterrestrial Technological Activities [Архівовано 18 березня 2019 у Wayback Machine.]
• Flash Animation on Civilizations [Архівовано 4 квітня 2016 у Wayback Machine.]
• After Kardashev: Farewell to Super Civilizations

Джерела

• Sagan, Carl (1973-01-01). Carl Sagan's Cosmic Connection: An Extraterrestrial Perspective [Архівовано 30 березня 2019 у Wayback Machine.] (en). Cambridge University Press. ISBN 9780521783033.