“Nel 2371 useremo tutta l’energia della Terra”, la previsione in un recente studio

Un gruppo di ricerca composto da studiosi provenienti da università in tutto il mondo (tra cui California Institute of Technology, Beijing Normal University, Jagiellonian University) sotto la supervisione della NASA, nel marzo del 2022 ha pubblicato uno studio relativo al livello di sviluppo tecnologico della nostra società il cui titolo tradotto in italiano suona così: "Prevedere la tempistica con cui l'umanità raggiungerà la civiltà di Kardashev di tipo I".
L’analisi del nostro livello di sviluppo infatti si basa su un modello matematico derivato dalla cosiddetta Scala di Kardašëv – cioè una scala che permette di categorizzare le civiltà in base al loro livello di sviluppo e alle fonti energetiche che utilizza. La previsione a loro avviso più ottimista ci vede raggiungere il livello I (il primo "gradino" di questa scala") nel 2371. In questo articolo vediamo com’è strutturato questo sistema di classificazione e come mai si prevede che raggiungeremo un picco di sviluppo tecnologico tra 349 anni.

Cos’è la Scala di Kardasëv e i tre tipi di civiltà

La Scala di Kardašëv (o Kardashev) fu concepita nel 1964 dall’astronomo sovietico Nikola Kardašëv che l’aveva pensata come strumento per categorizzare le civiltà sulla base del loro sviluppo tecnologico. Nello specifico la scala si basa sul consumo complessivo di energia da parte di una civiltà.
Kardashev individuò tre tipologie differenti di civiltà, che possono suonare al limite della fantascienza:

Civiltà planetaria o civiltà di Tipo I

Questa civiltà sfrutta tutte le principali forme di energia disponibili sul proprio pianeta d’origine e ha un consumo energetico di 10¹⁶ Watt. Questa quantità racchiude in sé anche l’energia che il pianeta riceve e riesce a sfruttare dalla propria stella di riferimento – quindi nel caso della civiltà umana sulla Terra è da aggiungere l’energia ricevuta dal Sole. Il mix energetico sarà quindi così composto: energia attinta da combustibili fossili, energia nucleare, mareomotrice, eolica, solare e geotermica.

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Civiltà stellare o civiltà di Tipo II

Questa civiltà può ottenere e immagazzinare tutta l’energia rilasciata dalla sua stella di riferimento ed ha un consumo energetico di 10²⁶ Watt. Per ottenere questo risultato una civiltà di questo tipo può prendere energia dal pianeta ma poi deve aggiungere qualcos’altro: deve costruire enormi opere ingegneristiche per poter catturare tutta l’energia della stella. Nel nostro caso si tratterebbe di catturare più di un quarto dell’energia del Sole per raggiungere la soglia di sbarramento di 10²⁶ Watt. Esistono anche altre fonti di energia per la civiltà stellare come l’estrazione di energia dai buchi neri.

Civiltà galattica o civiltà di Tipo III

Questa società è capace di ottenere energia dall’intera galassia in cui vive e il suo consumo energetico è nell’ordine 10³⁶ Watt. Una civiltà di Tipo III che risiedesse nella nostra stessa galassia controllerebbe almeno il 2,5% del totale delle possibili fonti di energia, sarebbe una civiltà che spinge al limite la nostra capacità di immaginazione e che dovrebbe produrre opere ingegneristiche in grado di prendere energia da: buchi bianchi, buchi neri supermassicci o altre fonti che ancora non conosciamo. Una civiltà di questo tipo – che rasenta davvero la fantascienza – potrebbe essere in grado di manipolare addirittura lo spazio-tempo.

Cosa dice lo studio

Il gruppo di studiosi ha prodotto un modello matematico basandosi sugli studi di Carl Sagan, un astronomo che era riuscito a produrre una formula matematica per standardizzare la classificazione del suo collega sovietico Kardašëv.

La formula di Sagan traccia un collegamento, tramite una funzione logaritmica, tra l’intera potenza energetica in Watt e un valore "K" che corrisponde al livello di civiltà sulla base della Scala di Kardašëv.
Lo studio prende in considerazione i dati dell'Agenzia Internazionale per l'Energia del 2018: la fornitura totale di energia in tutto il mondo in quell'anno era di  1.4281.889 kTOE (un'unità energetica chiamata chilo-tonnellata equivalente di petrolio), corrispondente a circa 1.90 × 10¹³ Watt. Tenendo in considerazione questi valori e applicando la formula di Sagan, i ricercatori hanno dedotto che il valore K per la civiltà umana corrisponde a 0,728. Questo vuol dire che si avvicina al valore 1 che corrisponde alla civiltà di tipo I o civiltà planetaria.

Secondo il fisico Michio Kaku questo vuol dire che probabilmente l'umanità raggiungerà il Tipo I nei corso dei prossimi due secoli, la civiltà di Tipo II sarà raggiunta probabilmente tra migliaia di anni e la civiltà galattica o di Tipo III in un lasso di tempo compreso tra 100 mila e 1 milione di anni.
Nello studio si segnala anche che secondo altre stime, basate su un modello di crescita esponenziale per il calcolo della produzione e del consumo di energia nel tempo (senza tenere in conto eventuali limiti pratici delle tecnologie necessarie), diventeremo una civiltà planetaria nel 2347. Vista la premessa quindi, è necessario tenere in mente la vena ottimistica della previsione.

Per costruire il modello di crescita in questo studio del 2021 sono stati presi in considerazione:

• i dati sullo stoccaggio e l'uso di: combustibili fossili (petrolio convenzionale, carbone, torba, scisti bituminosi, gas naturale, petrolio greggio, GNL e materie prime), energia nucleare ed energie rinnovabili;
• le politiche e i suggerimenti della Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici (UNFCCC);
• le previsioni dell'AIE (Agenzia Internazionale dell'Energia) per il consumo di energia nei decenni a venire.

Il risultato da loro ottenuto è che raggiungeremo il livello civiltà di Tipo I nel 2371, aggiungendo 24 anni alle stime precedenti.

Le conclusioni del gruppo di ricerca

Gli autori sostengono inoltre che lo sviluppo tecnologico degli ultimi 5.000 anni di civiltà umana ci abbia portato a dominare la vita sulla Terra e ci abbia messo sulla strada giusta per raggiungere una civiltà di tipo I rendendo la tecnologia una delle chiavi della nostra sopravvivenza. Allo stesso tempo, però, sottolineano che il nostro progresso minaccia anche di porre fine o di far regredire gravemente la nostra civiltà.

La dichiarazione conclusiva del gruppo di ricerca è chiara:

Il progresso tecnologico ha messo nelle mani dell'umanità il futuro del nostro mondo e di ogni creatura vivente su di esso. È chiaro che non si può prescindere da un ulteriore progresso. Il modo in cui sceglieremo di procedere lungo questa strada è della massima importanza e urgenza.

Si sottolinea quindi l'importanza del pensiero sul futuro e sulla consapevolezza della direzione da prendere dal punto di vista dello sviluppo tecnologico, strettamente e "per natura" legato al tema dell'energia.