自工業(yè)革命以來，地球的全球平均氣溫一直在穩(wěn)步上升。根據(jù)國家海洋和大氣局（美國國家海洋和大氣管理局 （NOAA） 以來，地球一直以每十年 0.06 °C （0.11 °F） 的速度升溫，或總計約 1.11 °C （2 °F）。

自 1982 年以來，年平均上升速度為每十年 0.20 °C （0.36 °F），是其三倍多。更重要的是，預計到本世紀中葉，這一趨勢將增加 1.5 至 2 °C（2.7 至 3.6 °F），甚至可能更高！

這是燃燒化石燃料的直接后果，自 19 世紀中葉以來，化石燃料呈指數(shù)級增長。

根據(jù)溫度升高的程度，對地球宜居性的影響可能是災難性的。在最近的研究，一個科學家團隊研究了溫度升高如何成為先進文明面臨的一個長期問題，而不僅僅是化石燃料消耗的問題。

正如他們所說，地球氣溫上升可能是能源消耗呈指數(shù)級增長的必然結(jié)果。他們的發(fā)現(xiàn)可能對天體生物學和搜索 Extraterrestrial Intelligence（SETI）。

該研究由阿梅迪奧·巴爾比，天文學和天體物理學副教授Universita di Roma Tor Vergata和馬納斯維林加姆，助理教授擁有航空航天、物理和空間科學系和化學化工系在佛羅里達理工學院（佛羅里達理工學院）。

詳細介紹他們調(diào)查結(jié)果的論文，”余熱與宜居性：技術(shù)能源消耗的限制“最近發(fā)表在網(wǎng)上，正在審查以在該雜志上發(fā)表太空生物學.

文明最終會讓他們的星球過熱的想法可以追溯到蘇聯(lián)科學家 Mikhail I. Budyko 的工作。

1969 年，他發(fā)表了一項開創(chuàng)性的研究，題為”太陽輻射變化對地球氣候的影響“，他認為：

“人類使用的所有能量都轉(zhuǎn)化為熱量，與目前的輻射增益相比，這種能量的主要部分是額外的熱源。簡單的計算表明，按照目前使用能源的增長速度，人類在不到 200 年的時間里產(chǎn)生的熱量將與來自太陽的能量相當。

這是所有能源生產(chǎn)和消費總是產(chǎn)生余熱的簡單結(jié)果。雖然與碳排放相比，這種余熱對全球變暖的貢獻微乎其微，但長期預測表明這種情況可能會改變。

正如 Lingam 通過電子郵件與 Universe Today 所說的那樣：

“目前余熱對全球氣溫上升的貢獻很小。然而，如果余熱產(chǎn)生在下個世紀以指數(shù)級軌跡進行，那么余熱可能會再升高 1 攝氏度（1.8 華氏度），這與化石燃料造成的溫室效應增強無關。

“如果余熱的產(chǎn)生在幾個世紀內(nèi)保持指數(shù)級增長，我們就會證明它最終會導致宜居性的完全喪失和地球上所有生命的滅絕。”

戴森球是先進文明指數(shù)級增長產(chǎn)生的廢熱的一個恰當例子。弗里曼·戴森 （Freeman Dyson） 在他最初的提案論文《尋找紅外輻射的人工恒星源》（Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation） 中論證了對更宜居空間和能源的需求如何最終推動一個文明創(chuàng)造一個“完全圍繞其母星的人造生物圈”。

正如他所描述的，由于“星光大規(guī)模轉(zhuǎn)化為遠紅外輻射”，這些巨型結(jié)構(gòu)將被紅外儀器檢測到，這意味著它們會將廢熱輻射到太空。

“我們在論文中探討的加熱是任何形式的能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果，是熱力學“該研究的主要作者 Balbi 補充道。

“對于今天的地球來說，這種加熱只代表了人為溫室效應引起的變暖的一小部分。然而，如果全球能源消耗繼續(xù)以目前的速度增長，這種影響可能會在幾個世紀內(nèi)變得顯著，從而可能影響地球的宜居性。

為了確定先進文明需要多長時間才能達到使其母星無法居住的程度，Balbi 和 Lingam 根據(jù)熱力學第二定律（適用于能源生產(chǎn)）制作了理論模型。

然后，他們通過考慮CircumSolar 宜居帶（CHZ） – 即行星將接收到足夠太陽輻射以維持其表面液態(tài)水的軌道。

“我們調(diào)整了宜居帶的計算，這是系外行星研究的標準工具。從本質(zhì)上講，除了恒星輻射之外，我們還加入了來自技術(shù)活動的額外熱源，“Balbi 說。

他們考慮的另一個關鍵因素是文明的指數(shù)級增長率及其能源消耗，正如Kardashev 量表.以人性為模板，我們看到全球能源消耗率在 1800 年至 2023 年期間，從 5,653 太瓦時 （TWh） 增加到 183,230 TWh。

這種趨勢不僅呈指數(shù)級增長，而且隨著時間的推移而加速，類似于同期的人口增長 （1800 年 10 億到 2023 年的 80 億).Balbi 和 Lingam 推斷了這一趨勢，以衡量對宜居性的影響，并確定先進文明進入指數(shù)增長期后的最長壽命。

最終，他們得出結(jié)論，技術(shù)圈的最長壽命約為 1,000 年，前提是它們在整個感興趣期間的年增長率約為 1%。

Balbi 說，這些發(fā)現(xiàn)對人類和尋找外星智能 （SETI） 具有影響：

“我們的結(jié)果表明，余熱的影響不僅可能對地球的未來產(chǎn)生重大影響，而且對居住在其他恒星周圍行星上的任何假設技術(shù)物種的發(fā)展也可能產(chǎn)生重大影響。

“因此，考慮這種限制可能會影響我們?nèi)绾卧谟钪嬷袑ふ壹夹g(shù)先進的生命，以及我們?nèi)绾谓忉屵@種搜索的結(jié)果。例如，它可能為費米悖論."

Balbi 和 Lingam 還強調(diào)了這些結(jié)果如何為我們?nèi)绾伪苊馐刮覀兊男乔蜃兊貌贿m合居住提供一些可能的建議。再一次，這對 SETI 有影響，因為我們能設想的任何解決方案都可能已經(jīng)被另一個先進的物種實施。巴爾比說：

“盡管我們的論文側(cè)重于物理學而不是社會挑戰(zhàn)的解決方案，但我們設想了一些可以幫助技術(shù)物種減輕廢熱限制并延遲其發(fā)生的情景。一個足夠先進的文明可能會使用技術(shù)來抵消熱量，例如采用恒星屏蔽。

“或者，他們可以將大部分技術(shù)基礎設施搬遷到地球之外，進入太空。這種大型工程項目將對我們尋找技術(shù)簽名產(chǎn)生重大影響。一個不那么雄心勃勃但也許更可行的方法是通過減緩增長來減少能源消耗。當然，我們無法預測這些選項中哪一個是最合理的。

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

寶寶起名 起名