La scala Kardashev, sfere di Dyson e il concetto non biologico di vita

Pensare di essere soli nell’universo non è solo estremamente triste, è anche dannatamente snob.

 

La scala Kardashev

Classifichiamo civiltà, since 1963.

In un articolo del 1963, intitolato “Transmission of Information by Extraterrestrial Civilizations” l’astronomo russo Nikolai S. Kardashev propose un sistema per classificare eventuali civiltà extraterrestri in base all’energia ad esse disponibile per poter effettuare trasmissioni radio al di là dei confini del proprio pianeta di origine. Tale sistema prese il nome di scala Kardashev.

Nel corso degli anni, questa scala abbandonò il riferimento alle trasmissioni radio, per andare a riferirsi, più in generale, al grado di energia che una data civiltà fosse in grado di utilizzare per qualsiasi scopo.

L’astronomo russo ideò questo sistema di classificazione in quanto notò che il livello del consumo energetico sulla Terra seguiva da secoli un aumento costante.

Questa scala comprendeva originariamente tre fasi – aventi il nome del proprio ideatore – ciascuna con un proprio livello energetico caratteristico, a seconda della fonte di provenienza dell’energia utilizzata.

 

Kardashev I

Il primo livello di questa scala viene raggiunto quando una data civiltà riesce a massimizzare tutto il potenziale energetico presente sul proprio pianeta di origine, riuscendo così a sfruttare completamente l’energia che tale pianeta ha a disposizione dalle proprie varie fonti.

Ad esempio, nel caso della Terra, il grado Kardashev I sarebbe raggiunto qualora fossimo in grado di sfruttare appieno, oltre all’energia solare, quella idrica, eolica, e così via. Quindi, secondo questo particolare metodo di classificazione, la Terra sarebbe ancora lontana dal raggiungimento completo del K1.

 

Kardashev II

Passando al secondo livello della scala Kardashev, si trovano quelle civiltà che sono in grado di catturare interamente l’energia prodotta dalla stella del proprio sistema solare. L’aspetto interessante sollevato da Kardashev è che, raggiunto questo secondo livello della scala, grande sarebbe la possibilità che una civiltà extraterrestre possa avere una natura postbiologica. Ma su questo punto torneremo più avanti.

 

Kardashev III

L’ultimo grado della scala Kardashev è ottenuto da quelle civiltà che sono in grado di sfruttare appieno il livello di energia fornito dalla propria galassia. Questo significherebbe, cioè, che tale civiltà sfrutterebbe l’energia prodotta dalle miliardi di stelle presenti nella galassia – implicando, di conseguenza, che ogni punto di questa galassia sia stato colonizzato da tale civiltà.

 

La scala Kardashev, così come originariamente concepita dal proprio autore, terminerebbe al terzo grado, ma ciò non ha impedito ad astronomi e fisici – oltre che ad autori di fantascienza – di concepire gradi ancora più elevati di questa scala, portando elle estreme conseguenze il principio di sfruttamento energetico.

Ad un ipotetico grado Kardashev IV, ad esempio, troveremmo una civiltà in grado di sfruttare l’energia prodotta da ammassi di galassie; al grado Kardashev V addirittura tutta l’energia dell’universo.

 

 

Sfere di Dyson

Un altro punto, sicuramente problematico, cui dà origine la scala di Kardashev, è il modo in cui si potrebbero concretamente catturare questi potenziali energetici che, nel caso del livello K2 e K3, sarebbero esorbitanti.

Una soluzione che ha riscosso un notevole successo anche in ambito fantascientifico è una particolare megastruttura – concepita inizialmente solo come esperimento mentale – proposta dal fisico Freeman Dyson nei primi anni ‘60. Si tratta – nella sua versione originaria – di una sfera, dalle dimensioni di un’orbita planetaria, composta da pannelli appositi, costruita attorno ad un corpo stellare, come una sorta di guscio.

Questa costruzione permetterebbe così, alla civiltà in grado di realizzarla, di raggiungere il grado K2.

Al di là del sapore fantascientifico, e degli enormi problemi empirici che porta con sé questa idea – per cui qualcuno la considera addirittura impossibile dal punto di vista fisico – è interessante notare come di questa sfera di Dyson siano state avanzate varie alternative, al fine di cercare di superare problemi come quello, per citarne soltanto uno, secondo il quale una sfera di tali dimensioni dovrebbe avere una resistenza alla trazione incredibilmente forte.

Sono state comunque avanzate ipotesi che studiano i passi con i quali portare a compimento la costruzione di una sfera di Dyson.

Il passo iniziale sarebbe ottenere l’energia per iniziare a compiere questa impresa titanica – si noti che, comunque, condizione necessaria dovrebbe essere un livello di energia iniziale sufficientemente elevato per poter dare avvio alla costruzione, e quindi, come minimo, un livello K1.

Questa energia iniziale sarebbe utilizzata per ottenere il materiale necessario per costruire concretamente la sfera, oltre che per rendere automatizzato ogni passo della costruzione.

Nello specifico, questo materiale sarebbe prelevato da Mercurio. Il primo pianeta del sistema solare è infatti composto, per oltre la metà della propria massa, di elementi che potrebbero essere utilizzati come materiale di costruzione per la sfera. Naturalmente, questo significherebbe la fine di Mercurio come lo conosciamo.

Un aspetto sicuramente interessante è che, una volta avviata la costruzione della sfera, il primo pezzo di sfera costruita potrebbe essere messa in orbita attorno a Mercurio, e già dopo poco – si parla di un decennio – questo pezzo iniziale potrebbe essere utilizzato per ricavare ulteriore energia per alimentare la propria costruzione.

In altre parole, già dal primo passo, lo sfruttamento di energia fornito da un primo pezzo di sfera servirebbe per alimentare l’opera di costruzione della sfera stessa, innescando una sorta di meccanismo di autosostentamento del progetto. Da questo punto si potrebbe poi continuare fino al raggiungimento dell’obbiettivo di ricoprire interamente il sole.

 

 

Zone buie dell’universo

Veniamo ora ad un punto (ancora più) controverso. Nel caso fosse possibile realizzare questa straordinaria opera di costruzione, il risultato sarebbe che l’intera energia emessa da questo corpo stellare sarebbe catturata e sfruttata da tale civiltà.

Naturalmente, questo significherebbe anche che, nella versione originaria della sfera di Dyson, l’intera stella sarebbe racchiusa in una sorta di guscio, e ciò che ne conseguirebbe sarebbe una stella la cui emissione luminosa sarebbe, dal punto di vista di un osservatore esterno, bloccata.

Il risultato sarebbe un sistema solare pressoché buio. Ma questo non sarebbe per il pianeta vicino alla stessa, il quale potrebbe sfruttare, così come l’energia, anche la luce, attraverso la sfera di Dyson, la cui superficie potrebbe essere – sostengono alcune ipotesi – addirittura abitabile.

Queste zone buie nell’universo – la più famosa delle quali è il cosiddetto “Boötes void:” una vasta zona dell’universo in cui sono osservabili soltanto un numero estremamente limitato di galassie – sarebbero quindi indizi di eventuali stelle “incapsulate” all’interno di sfere di Dyson.

Non è un caso, quindi, che i progetti della SETI – l’agenzia spaziale che si propone di comunicare con civiltà extraterrestri attraverso onde radio a varie frequenze – si stiano orientando verso la ricerca di sfere di Dyson, proprio come indizio della presenza di civiltà (di grado K2).

 

 

La fine della vita biologica?

Considerazioni di questo tipo, al di là delle forti difficoltà intrinsiche, partono dal presupposto – tutt’altro che scontato – che una civiltà sviluppi una sorta di “fame da energia” che non faccia altro che continuare ad aumentare, richiedendo così passaggi a livelli sempre superiori della scala Kardashev.

Una prima motivazione che spiegherebbe una richiesta costantemente maggiore di energia, potrebbe essere il fatto che civiltà che abbiano raggiunto tali livelli tecnologici, potrebbero trovarsi nella spiacevole situazione in cui la vita biologica avrebbe raggiunto, per motivi come, ad esempio, l’eccessivo surriscaldamento del pianeta, livelli tali per cui non sarebbe più possibile garantire il corretto mantenimento biologico degli esseri viventi presenti.

Una natura “postbiologica” potrebbe, secondo varie ipotesi, essere basata su un sostrato digitale, il quale richiederebbe, per il proprio mantenimento, grandi quantità di energia.

Tali forme di vita digitale implicherebbero, inoltre, la possibilità, da parte di queste civiltà, di effettuare simulazioni digitali di altre civilità – da ciò l’ipotesi secondo la quale potremmo stare vivendo all’interno di una enorme simulazione, generata da una civiltà sufficientemente avanzata.

Ma un conto è che una civiltà tecnologicamente avanzata si trovi nella situazione di non avere altre soluzioni, per fronteggiare problemi come il surriscaldamento del pianeta, che intraprendere – per così dire – la strada digitale/computazionale, necessitando così di un quantitativo molto maggiore di energia per supportare tale “passaggio” evoluzionistico. Tutt’altro conto è, invece, che una civiltà scelga consapevolmente la strada verso l’abbandono della vita biologica.

 

• Sfera di Dyson (wikipedia.it)
• Scala di Kardašëv (wikipedia.it)

 

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