复活节岛居民的案例研究部分作为一种数学模型的基础，显示了技术先进人口及其地球的方式可能会发展或崩溃。罗切斯特天体物理学家亚当弗兰克和他的合作者创造了他们的模型，以说明文明 - 行星系统如何共同进化。（罗切斯特大学插图/迈克尔奥萨迪奇）
面对气候变化，砍伐森林和生物化的损失，创造了一个可持续的文明版本是人类最紧迫的任务之一。但是，当面对这种巨大的挑战时，我们很少问什么可能是最紧迫的问题：我们如何知道可持续性是否可能？天文学家已经为宇宙的星星，星系，彗星和黑洞提供了一席之地。但是宇宙含有可持续文明的行星？或者在宇宙中可能在宇宙中出现的每一个文明都只有几个世纪以来才陷入气候变化，它触发了它？
Astrophysicist Adam Frank是罗切斯特大学物理学和天文学教授，是一群研究人员的一部分，他们已经采取了第一个回答这些问题的研究人员。在Astrobiology杂志上发表的一项新研究中，包括弗兰克，罗切斯特大学的高级计算科学家Jonathan Carroll-Nellenback，以及华盛顿大学的Martina Alberti，以及Max Planck生物园艺研究所的Axel Kleidon - 解决了这些问题从“天体学”的角度来看。
“天星学中的天花虫学是生活中的生活和可能的可能性，”弗兰克说，他也是新书之光的星星：外星人世界和地球的命运，从而借鉴了这项研究。“那包括”exo-cunnization“或我们通常称之为外国人。”
弗兰克和他的同事指出了关于气候变化的讨论很少在这一更广泛的背景下进行，这一点认为这不是一个星球和其生物圈的宇宙历史上第一次进化到我们所创造的东西的概率在地球上。“如果我们不是宇宙的第一个文明，”弗兰克说：“这意味着，这意味着在自己的进步中，年轻文明的命运有可能是如何规则。”
随着文明的人口增长，它使用越来越多的星球的资源。通过消耗地球的资源，文明改变了地球的条件。简而言之，文明和行星不会彼此分开演变;他们相互发展地发展，我们自己的文明的命运取决于我们如何使用地球资源。
为了说明文明 - 行星系统如何共同发展，弗兰克和他的合作者开发了一种数学模型，以表明技术先进的人口和其行星可以一起发展。通过思考文明和行星 - 即使是外星人 - 整体而言，研究人员可以更好地预测人类文明才能生存所需的内容。
“这一点是认识到，驾驶气候变化可能是通用的，”弗兰克说。“物理学规律需要任何年轻人，建立像我们这样的能源密集型文明，将在其地球上有反馈。看到这种宇宙语境中的气候变化可能会让我们更好地了解现在发生在我们身上以及如何处理它的情况下。“
使用他们的数学模型，研究人员发现了四种可能发生在文明行星系统中的潜在情景：
Die-Off：人口和地球的国家（由平均温度的东西表示）非常迅速地上升。最终，随着行星温度上升使条件更难以存活，人口峰值然后迅速下降。实现了稳定的人口水平，但它只是峰值群体的一小部分。“想象一下，如果你认识的10个人中有7人迅速死亡，”弗兰克说。“这不清楚，复杂的技术文明可以生存这种变化。”可持续性：人口和温度升高，但最终都会达到稳定的价值，没有任何灾难性的影响。当人口识别出来时，这种情况发生在模型中，在行星上对行星具有负面影响，并从使用高冲击资源（如石油）到低影响资源（例如太阳能）。没有资源变化：人口而温度既迅速上升，直到人口达到峰值并急剧下降。在这些模型中文明折叠，虽然本身本身完全消失，但随着资源变化的渗透：人口和温度升高，但人口识别它导致问题并从高影响资源转换为低电平影响资源。事情似乎一直升级了一段时间，但回应结果已经太晚了，无论如何，人口崩溃了。
基于Adam Frank和他的合作者的数学模型，四个文明和行星命运的四种情景。黑线显示文明人口的轨迹，红线显示了行星状态的共同演化轨迹（温度代理）。（罗切斯特大学插图/迈克尔奥萨迪奇）
“最后一个情景是最可怕的，”弗兰克说。“即使你做了正确的东西，如果你等着太久，你仍然可以让你的人口崩溃。”
研究人员部分地基于对灭绝文明的案例研究，如复活节岛的居民的案例研究。人们开始在400到700公元广告之间殖民地殖民地，并在1200到1500广告之间增长10,000人。然而，到了18世纪，居民已经耗尽了他们的资源，人口急剧下降到大约2000人。
复活节岛人口顽固涉及一种叫做承载能力的概念，或者环境可以支持的最大物种数量。弗兰克说，地球对文明建设的反应是什么气候变化。“如果你经历了真正强烈的气候变化，那么你的承载能力可能会下降，因为例如，大规模农业可能会强烈扰乱。想象一下，如果气候变化导致雨水停止落在中西部。我们将无法种植食物，我们的人口将减少。“
现在研究人员无法明确地预测地球的命运。下一步将是使用行星在文明消耗任何形式的能量的方式使用行星的更详细的模型。与此同时，弗兰克发出清醒的警告。
“如果你足够改变地球的气候，你可能无法改变它，”他说。“即使你退缩并开始使用太阳能或其他不太有影响的资源，它可能为时已晚，因为这个星球已经改变了。这些模型表明我们不能思考自己不断发展的人口。我们必须考虑我们的行星和文明共同发展。“
出版物：Adam Frank等，“人为人：exo文明的演变及其行星反馈，“天体学，2018; DOI：10.1089 / AST.2017.1671
