工业革命后地球平均气温持续上升,1850 年后气温每十年上升约 0.06°C,并预测 21 世纪中叶,气温可能上升 1.5°C~2°C,对地球适居性产生危机。
最近研究,科学家研究温度升高如何威胁先进文明。行星温度上升可能是能源消耗指数增长的“必然结果”,与燃烧化石燃料增加的碳排放无关。此发现可能对天文生物学和寻找外星智慧生命(SETI)有重大影响。
30年全球平均气温变化图。(Source:NOAA / NCEI)
文明最终会使行星过热的想法可追溯到1969年苏联科学家米哈伊尔的研究,他认为“人类所有能源都会转化为热量。按照当前的能源使用增长速度,200年内人类产生的热量将与太阳能量相当。”
这是所有能源生产和消耗不可避免地产生废热的简单结果。团队指出:“目前废热对全球气温上升的贡献微不足道。然而如果废热生产在一世纪内呈指数增长,温度可能再上升1°C,与化石燃料引发的温室效应无关。如果废热生产的指数增长持续几世纪,最终会导致完全失去适居性,并使地球所有生命消失。”
为了确定先进文明需要多长时间才能到达家园不宜居住的地步,团队基于热力学第二定律设定理论模型,用于行星适居性,考虑到环绕太阳的适居带(circumstellar habitable zone,CHZ),即一颗行星能接收到足够太阳辐射以保持表面液态水的轨道。“我们改编适居带的计算方法,本质上,我们将来自文明活动的额外热源加入恒星辐射。”
另一个关键因素是文明能源消耗的指数增长率,正如卡尔达肖夫指数(Kardashev Scale)预测。这趋势不仅呈指数增长,且随着时间加速,类似同时期人口增长(1800年10亿增长到2023年80亿)。团队根据这趋势推测先进文明进入指数增长期后的最大寿命,结论是先进文明的最长寿命约千年。
研究员表示,这发现对人类和寻找外星智慧生命(SETI)有重要意义:“我们的结果显示,废热未来不仅会对地球产生重大影响,也会影响到其他恒星周围假设的先进技术物种发展。考虑到这限制,可能会影响我们寻找宇宙先进生命的方式,并影响我们如何解释搜寻结果。如可能部分解释费米悖论。”
研究已整理成论文发表于线上预印本资料库,并《天文生物学》期刊(Astrobiology)审核中。