ในปี 1950 นักวิทยาศาสตร์ชื่อดัง Enrico Fermi ได้ตั้งคำถามที่สรุปคำถามที่ยากที่สุดข้อหนึ่งในการค้นหาหน่วยสืบราชการลับภาคพื้นดินพิเศษ (SETI):“ ห่าทุกคนอยู่ที่ไหน” สิ่งที่เขาหมายถึงคือเมื่ออายุของจักรวาล (13.8 พันล้านปี) จำนวนกาแลคซีที่แท้จริง (ระหว่าง 1 ถึง 2 ล้านล้าน) และจำนวนดาวเคราะห์โดยรวมทำไมมนุษย์ยังไม่พบหลักฐานของหน่วยสืบราชการลับนอกโลก?
คำถามนี้ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักในนาม“ Fermi Paradox” เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ยังคงไตร่ตรองต่อไป ในการศึกษาใหม่ทีมจากมหาวิทยาลัย Rochester พิจารณาว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจเป็นเหตุผล การใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์บนพื้นฐานของ Anthropocene พวกเขาพิจารณาว่าอารยธรรมและระบบดาวเคราะห์มีวิวัฒนาการร่วมกันหรือไม่และเผ่าพันธุ์อัจฉริยะมีความสามารถในการดำรงชีวิตอย่างยั่งยืนกับสภาพแวดล้อมของพวกเขาหรือไม่
การศึกษาในหัวข้อ“ The Anthropocene Generalized: วิวัฒนาการของอารยธรรมนอกโลกและข้อเสนอแนะของดาวเคราะห์” เมื่อเร็ว ๆ นี้ปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ Astrobiology การศึกษานำโดย Adam Frank ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Rochester ด้วยความช่วยเหลือของ Jonathan Carroll-Nellenback (นักวิทยาศาสตร์การคำนวณอาวุโสที่ Rochester) Marina Alberti จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันและ Axel Kleidon of Max สถาบันพลังค์เคมีชีวภาพ
วันนี้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นหนึ่งในปัญหาเร่งด่วนที่สุดที่มนุษย์ต้องเผชิญ ขอบคุณการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในไม่กี่ศตวรรษที่ผ่านมา - เช่นการปฏิวัติอุตสาหกรรมการเติบโตของประชากรการเติบโตของศูนย์กลางเมืองและการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิล - มนุษย์มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อโลก ในความเป็นจริงนักธรณีวิทยาหลายคนอ้างถึงยุคปัจจุบันว่า "Anthropocene" เพราะมนุษย์กลายเป็นปัจจัยที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่มีผลต่อวิวัฒนาการของดาวเคราะห์
ในอนาคตประชากรที่คาดว่าจะเติบโตต่อไปถึงประมาณ 10 พันล้านโดยในช่วงกลางศตวรรษที่และมากกว่า 11 พันล้านโดย 2100 ในเวลานั้นจำนวนผู้คนที่อาศัยอยู่ในใจกลางเมืองจะเพิ่มขึ้นอย่างมากจาก 54% เป็น 66% กลางศตวรรษ ด้วยเหตุนี้ผลสรุปของการที่คนหลายพันล้านคนสามารถดำรงชีวิตอย่างยั่งยืนได้กลายเป็นสิ่งที่สำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ
ศาสตราจารย์แฟรงค์ซึ่งเป็นผู้แต่งหนังสือเล่มใหม่ แสงสว่างแห่งดวงดาว: โลกมนุษย์ต่างดาวและชะตากรรมของโลก (ซึ่งใช้ในการศึกษานี้) ได้ทำการศึกษากับเพื่อนร่วมงานของเขาเพื่อแก้ไขปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในบริบททางโหราศาสตร์ ตามที่เขาอธิบายในการแถลงข่าวของมหาวิทยาลัย Rochester:
“ วิชาชีววิทยาคือการศึกษาชีวิตและความเป็นไปได้ในบริบทของดาวเคราะห์ นั่นรวมถึง 'อารยธรรมนอกโลก' หรือสิ่งที่เรามักเรียกว่าเอเลี่ยน หากเราไม่ใช่อารยธรรมแรกของจักรวาลนั่นหมายความว่ามีแนวโน้มว่าจะมีกฎเกณฑ์สำหรับชะตากรรมของอารยธรรมที่ยังเยาว์วัยเช่นเดียวกับที่เราก้าวหน้าไป”
ตัวอย่างของการใช้ Anthropocene นั้นสามารถเห็นได้ว่าระบบอารยธรรม - ดาวเคราะห์มีวิวัฒนาการร่วมกันอย่างไรและอารยธรรมสามารถคุกคามตัวเองผ่านการเจริญเติบโตและการขยายตัวได้อย่างไรในสิ่งที่เรียกว่า“ กับดักความก้าวหน้า” โดยทั่วไปเมื่ออารยธรรมเติบโตขึ้นพวกเขาใช้ทรัพยากรของโลกมากขึ้นซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเงื่อนไขของโลก ในแง่นี้ชะตากรรมของอารยธรรมนั้นลงมาถึงวิธีที่พวกเขาใช้ทรัพยากรของโลก
เพื่อแสดงให้เห็นถึงกระบวนการนี้ Frank และผู้ทำงานร่วมกันของเขาได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่พิจารณาถึงอารยธรรมและดาวเคราะห์โดยรวม ดังที่ศาสตราจารย์แฟรงค์อธิบาย:
“ ประเด็นสำคัญคือต้องตระหนักว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในการขับขี่อาจเป็นเรื่องทั่วไป กฎแห่งฟิสิกส์เรียกร้องให้ประชากรวัยหนุ่มสาวสร้างอารยธรรมที่ใช้พลังงานอย่างเรา ๆ จะได้รับผลตอบรับจากโลกใบนี้ การเห็นการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในบริบทจักรวาลนี้อาจทำให้เราเข้าใจได้ดียิ่งขึ้นว่าเกิดอะไรขึ้นกับเราตอนนี้และวิธีจัดการกับมัน”
แบบจำลองนี้ยังใช้กรณีศึกษาของอารยธรรมสูญพันธุ์ซึ่งรวมถึงตัวอย่างที่โด่งดังของสิ่งที่กลายเป็นของชาว Rapa Nui (aka. เกาะอีสเตอร์) จากการศึกษาทางโบราณคดีพบว่าผู้คนในมหาสมุทรแปซิฟิกใต้เริ่มตั้งรกรากที่เกาะนี้ระหว่าง 400 และ 700 CE และมีประชากรสูงสุด 10,000 คนในบางช่วงระหว่าง 1200 และ 1500 CE
อย่างไรก็ตามในศตวรรษที่ 18 ผู้อยู่อาศัยได้หมดทรัพยากรลงและจำนวนประชากรลดลงเหลือเพียง 2,000 ตัวอย่างนี้ยกแนวความคิดที่สำคัญที่รู้จักกันในชื่อ "ขีดความสามารถในการถือครอง" ซึ่งเป็นจำนวนสูงสุดของสปีชีส์สิ่งแวดล้อมที่สามารถรองรับได้ ดังที่แฟรงก์อธิบายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นหลักว่าโลกตอบสนองต่อการขยายตัวของอารยธรรมของเราได้อย่างไร:
“ หากคุณผ่านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่รุนแรงจริงๆแล้วความสามารถในการแบกของคุณอาจลดลงเพราะตัวอย่างเช่นการเกษตรขนาดใหญ่อาจถูกรบกวนอย่างรุนแรง ลองจินตนาการว่าการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศทำให้ฝนหยุดตกในมิดเวสต์หรือไม่ เราไม่สามารถปลูกอาหารได้และประชากรของเราจะลดน้อยลง”
โดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของพวกเขาทีมระบุสถานการณ์ที่อาจเกิดขึ้นสี่ที่อาจเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ สิ่งเหล่านี้รวมถึงภาพจำลอง Die-Off, สถานการณ์ความยั่งยืน, สถานการณ์ยุบโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงทรัพยากรและสถานการณ์ยุบด้วยการเปลี่ยนแปลงทรัพยากร ใน Die-Off สถานการณ์ประชากรและสถานะของดาวเคราะห์ (ตัวอย่างเช่นอุณหภูมิเฉลี่ย) เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
ในที่สุดสิ่งนี้จะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากรและจากนั้นการลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพของดาวเคราะห์ทำให้ยากขึ้นสำหรับประชากรส่วนใหญ่ที่จะอยู่รอด ในที่สุดระดับประชากรคงที่จะประสบความสำเร็จ แต่มันจะเป็นเพียงเศษเสี้ยวของสิ่งที่ประชากรสูงสุดคือ สถานการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่ออารยธรรมไม่เต็มใจหรือไม่สามารถเปลี่ยนจากทรัพยากรที่มีผลกระทบสูง (เช่นน้ำมันถ่านหินการตัดอย่างชัดเจน) ไปสู่สิ่งที่ยั่งยืน (พลังงานหมุนเวียน)
ใน การพัฒนาอย่างยั่งยืน สถานการณ์ประชากรและเงื่อนไขดาวเคราะห์ทั้งสองเพิ่มขึ้น แต่ในที่สุดก็มาพร้อมกับค่าคงที่จึงหลีกเลี่ยงผลกระทบร้ายแรงใด ๆ สถานการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่ออารยธรรมตระหนักว่าการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมคุกคามการมีอยู่ของพวกเขาและประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนจากทรัพยากรที่มีผลกระทบสูงไปสู่สิ่งที่ยั่งยืน
สองสถานการณ์สุดท้าย - ยุบโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงทรัพยากร และ ยุบด้วยการเปลี่ยนทรัพยากร - แตกต่างกันในการเคารพที่สำคัญอย่างหนึ่ง ในอดีตประชากรและอุณหภูมิทั้งสองเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนกระทั่งประชากรถึงจุดสูงสุดและเริ่มลดลงอย่างรวดเร็ว - แม้ว่าจะยังไม่ชัดเจนว่าสัตว์มีชีวิตรอดหรือไม่ ในระยะหลังประชากรและอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ประชากรตระหนักถึงอันตรายและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง น่าเสียดายที่การเปลี่ยนแปลงมาสายเกินไปและประชากรก็ทรุดตัวลง
ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถพูดด้วยความมั่นใจใด ๆ ซึ่งชะตากรรมเหล่านี้จะเป็นหนึ่งในใบหน้าของมนุษย์ บางทีเราจะทำการเปลี่ยนแปลงก่อนที่มันจะสายเกินไปบางทีอาจจะไม่ แต่ในขณะเดียวกัน Frank และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าจะใช้แบบจำลองที่มีรายละเอียดมากขึ้นเพื่อทำนายว่าดาวเคราะห์จะตอบสนองต่ออารยธรรมอย่างไรและวิธีต่างๆที่พวกเขาใช้พลังงานและทรัพยากรเพื่อการเติบโต
จากนี้นักวิทยาศาสตร์อาจสามารถปรับแต่งการทำนายของพวกเขาในสิ่งที่รอเราในศตวรรษนี้และในอนาคต ในช่วงเวลานี้จะมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้นซึ่งรวมถึงการเติบโตของประชากรที่กล่าวมาข้างต้นและอุณหภูมิที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ยกตัวอย่างเช่นตามสถานการณ์สมมติที่สองที่วัดการเพิ่มขึ้นของ CO2 ภายในปี 2100 นาซ่าระบุว่าอุณหภูมิโลกอาจเพิ่มขึ้น 2.5 ° C (4.5 ° F) หรือ 4.4 ° C (8 ° F)
ในสถานการณ์เดิมที่ระดับ CO2 ถึง 550 ppm โดย 2100 การเปลี่ยนแปลงจะยั่งยืน แต่ในสถานการณ์หลังที่ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 800 ppm การเปลี่ยนแปลงจะทำให้เกิดการหยุดชะงักอย่างกว้างขวางต่อระบบที่มนุษย์หลายพันล้านคนต้องพึ่งพาเพื่อความเป็นอยู่และความอยู่รอด ยิ่งไปกว่านั้นชีวิตจะไม่สามารถแก้ไขได้ในบางพื้นที่ของโลกซึ่งนำไปสู่การกระจัดกระจายและวิกฤตการณ์ด้านมนุษยธรรม
นอกเหนือจากการเสนอวิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้สำหรับ Fermi Paradox การศึกษานี้ยังให้คำแนะนำที่เป็นประโยชน์สำหรับมนุษย์ ด้วยการคิดถึงอารยธรรมและดาวเคราะห์โดยรวมไม่ว่าจะเป็นโลกหรือดาวเคราะห์นอกระบบนักวิจัยจะสามารถคาดการณ์ได้ว่าการเปลี่ยนแปลงใดที่จำเป็นสำหรับอารยธรรมของมนุษย์เพื่อความอยู่รอด ดังที่แฟรงค์เตือนไว้มันเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่มนุษยชาติจะต้องระดมกำลังเพื่อให้แน่ใจว่าสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุดจะไม่เกิดขึ้นที่นี่ในโลก:
“ หากคุณเปลี่ยนสภาพอากาศของโลกให้เพียงพอคุณอาจไม่สามารถเปลี่ยนกลับคืนมาได้ แม้ว่าคุณจะสำรองข้อมูลและเริ่มใช้พลังงานแสงอาทิตย์หรือทรัพยากรที่มีผลกระทบน้อยอื่น ๆ มันอาจจะสายเกินไปเพราะโลกกำลังเปลี่ยนแปลงไป แบบจำลองเหล่านี้แสดงว่าเราไม่สามารถนึกถึงประชากรที่พัฒนาด้วยตนเอง เราต้องคิดถึงดาวเคราะห์และอารยธรรมของเราที่พัฒนาร่วมกัน”
และอย่าลืมเพลิดเพลินกับวิดีโอนี้ที่กล่าวถึงศาสตราจารย์ Frank และทีมวิจัยของเขาซึ่งได้รับความอนุเคราะห์จาก University of Rochester:
