Шкала Кардашева (Kardashev scale): Класифікація інопланетних цивілізацій

Шкала Кардашева базується на тому, скільки енергії використовує цивілізація.

За шкалою Кардашева цивілізація, яка використовує сферу Дайсона для збирання сонячного світла, належить до типу II. (Копирайт изображения: Shutterstock)

Що ми можемо знайти: зелених чоловічків чи мікробів? Як ми їх знайдемо: радіохвилі чи дивні хімічні речовини в атмосфері планети? Щось таке, про що ніхто ще навіть не думав?

Протягом десятиліть вчені, які розглядають можливість існування життя за межами Землі, розмірковували над тим, як таке життя може виглядати, як люди могли б ідентифікувати його здалеку – і чи можливий зв’язок між двома світами.

Ці роздуми включали розробку класифікаційних систем, готових до заповнення інопланетянами. Одна з таких систем називається шкалою Кардашева, на честь радянського астронома, який запропонував її в 1964 році, і оцінює інопланетні цивілізації на основі енергії, яку вони можуть використати.

ЩО ТАКЕ ШКАЛА КАРДАШЕВА?

Шкала Кардашева – це система класифікації гіпотетичних позаземних цивілізацій. Шкала включає три категорії, засновані на кількості енергії, яку використовує цивілізація.

Кардашев описує тип I як “технологічний рівень, близький до рівня, досягнутого на Землі”, тип II як “цивілізацію, здатну використовувати енергію, випромінювану власною зіркою” і тип III як “цивілізацію, що володіє енергією в масштабах власної галактики”.

Кожен тип також включає в себе числове обмеження для відповідної енергії, але це не було довільним обмеженням. “Він використовував речі, які легко візуалізувати, – сказав Space.com Валентин Іванов, астроном з Європейської південної обсерваторії, який спирався на роботу Кардашева. “У мене майже з’явилася спокуса сказати, що це рекламний трюк, ці порівняння, які він використовує, щоб людям було легше зрозуміти”.

Шкала Кардашева включена в п’ятисторінкову статтю, опубліковану в 1964 році під назвою “Передача інформації позаземними цивілізаціями”. (Спочатку стаття була опублікована російською мовою, але того ж року вийшов її англійський переклад).

Хоча масштаби – це те, що вразило уяву людей, “Передача інформації позаземними цивілізаціями” зосереджується на обчисленні того, наскільки потужним повинен бути світловий сигнал з будь-якої точки Всесвіту, щоб радіофізики того часу змогли його виявити. Це значення також є числовим обмеженням для використання енергії цивілізацією типу II.

ХТО ТАКИЙ КАРДАШЕВ?

Микола Кардашев – радянський і російський астрофізик, який помер у 2019 році. Кардашев був приблизно сучасником таких лідерів раннього пошуку позаземного розуму (SETI), як Френк Дрейк, який опублікував своє знамените рівняння за три роки до роботи Кардашева; Джузеппе Кокконі та Філіп Моррісон, які передбачили, як може виглядати позаземний сигнал; і Фрімен Дайсон, який розмірковував над тим, як інопланетні цивілізації можуть вийти за межі планети.

На додаток до своєї шкали, Кардашев розробив техніку під назвою інтерферометрія з дуже довгою базовою лінією (VLBI), яка використовує глобальну мережу радіоантен як один радіотелескоп розміром із Землю. Мабуть, найвідомішим є те, що VLBI використовується телескопом “Горизонт подій” для спостереження за чорними дірами, зокрема для отримання першого в історії зображення чорної діри, опублікованого в 2019 році.

Кардашев також запропонував доповнити наземну мережу VLBI-обсерваторій космічними телескопами, щоб ще більше збільшити її спостережну потужність. Він виступав за те, щоб російська місія “РадіоАстрон”, яка була запущена в 2011 році, виконувала саме таку роботу, згідно з оглядом розробок у сфері VLBI.

ДЕ ЗНАХОДЯТЬСЯ ЛЮДИ ЗА ШКАЛОЮ КАРДАШЕВА?

Якщо оперувати лише базовими категоріями, то за шкалою Кардашева люди є цивілізацією першого типу (цивілізація з працюючою сфероподібною структурою Дайсона, яка збирає світло своєї зірки, буде кваліфікована як цивілізація другого типу). Буквально кажучи, оскільки люди не використали еквівалент всієї енергії Землі, інші вчені кажуть, що люди належать до типу 0,7.

ЯК ШКАЛА КАРДАШЕВА СПІВВІДНОСИТЬСЯ З СЕТІ?

Вчені та фантасти протягом десятиліть посилалися на шкалу Кардашева, і вони як хвалили, так і критикували цю систему.

Однією з переваг шкали Кардашева є те, що вона фокусується на можливості виявлення цивілізації людиною, а не на її технологічному прогресі в цілому, значна частина якого може відбуватися шляхами, які астрономи не можуть спостерігати.

Однак її також називають надмірно спрощеною, як через розгляд лише однієї характеристики, так і через її нечисленні широкі категорії. (Видатний астроном Карл Саган стверджував, що категорії Кардашева відображають занадто великі стрибки у споживанні енергії, і запропонував розділити кожну з них на менші категорії – тип 1.1, тип 1.2 і т.д.).

Зосередженість шкали Кардашева на нескінченному зростанні як мірилі прогресу також стала важкою для сприйняття. За словами Іванова, це було пов’язано з домінуванням SETI в той час серед радіоастрономів. “Для радіоастрономів чим більше, тим краще”, – сказав він. “Інтуїтивно для них більша потужність означала більш розвинену цивілізацію”. Проте протягом десятиліть, коли люди почали відчувати глобальний хаос, спричинений нашим використанням викопного палива, стали зрозумілими ризики ідеалізації постійного енергетичного голоду.

У статті Кардашева також йдеться про постійну основну напругу в пошуку життя за межами Землі: що важливіше – шукати біосигнатури, зміни на планеті, які може спричинити лише життя певного масштабу від мікробів до ламантинів, чи техносигнатури, сигнали на кшталт радіохвиль, які покладаються не просто на життя, а на розумне життя, що володіє помітними технологіями? “Існує постійна суперечка, що з цих двох є більш важливим”, – сказав Іванов.

Але хоча робота Кардашева зосереджена виключно на техносигнатурах, вона визнає також і біосигнатуру і припускає, що кожен пошук може інформувати інший. “Відкриття навіть найпростіших організмів, наприклад, на Марсі, значно підвищило б ймовірність існування в галактиці багатьох цивілізацій типу II”, – пише він. “Радіоастрономічні пошуки, звичайно, можуть відіграти вирішальну роль у вирішенні цієї проблеми”.

СПАДЩИНА ШКАЛИ КАРДАШЕВА

Тим не менш, справжнім серцем статті, яка включає шкалу Кардашева, було більш широке твердження про SETI. “Часто забувають, що він оцінював технічну можливість міжзоряного зв’язку, – каже Іванов. “Класифікація, яку він запропонував, є майже заднім числом тієї статті”.

А у висновку статті Кардашев стверджує, що навіть якщо розрахунки не виправдаються, потенційна реальність міжзоряних комунікацій повинна бути.

“Хотілося б відзначити, що отримані тут оцінки, безсумнівно, носять не більш ніж попередній характер, – пише Кардашев. “Але всі вони свідчать про те, що якщо земна цивілізація не є унікальним явищем у всьому Всесвіті, то можливість встановлення контактів з іншими цивілізаціями за допомогою сучасних можливостей радіофізики цілком реальна”.

Озираючись на статтю через 50 років після її публікації, один дослідник написав, що шкала Кардашева “була призначена для практичного керівництва тим, що можна очікувати в ході пошуків SETI, а не для глибокого теоретичного проникнення в природу позаземного розуму”.

І навіть коли вчені ставлять під сумнів ідеї Кардашева, масштаб залишається важливим аспектом роботи SETI, сказав Іванов. “Його ім’я залишиться”.