L’evoluzione dell’energia e del suo utilizzo è un fattore fondamentale per capire il livello di evoluzione di un pianeta. Noi sulla terra per avere energia in casa sfruttiamo l’energia fossile e in minori percentuale energie rinnovabili come l’eolico e il solare. Vediamo insieme in che punto della scala ci troviamo e di cosa abbiamo bisogno per passare allo stadio sucessivo.

Secondo il famoso fisico teorico Michio Kaku, i prossimi 100 anni di scienza determineranno il nostro successo o eventuale fallimento.

Gli esperti affermano che, mentre la nostra civiltà progredisce, il suo fabbisogno energetico crescerà rapidamente a causa dell’aumento della popolazione e delle macchine utilizzate.

La scala di Kardashev fu sviluppata come un modo per misurare l’avanzamento tecnologico di una civiltà, basandosi sulla quantità di energia a sua disposizione.

La scala di Kardashev

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La scala fu concepita originariamente nel 1964 dall’astrofisico Russo Nikolai Kardashev, da sempre interessato a scoprire prove dell’esistenza di vita extraterrestre tramite segnali dallo spazio.

La scala è divisa in 3 classi base, ognuna relativa ad una diversa disponibilità energetica; altri astronomi aggiunsero in seguito le estensioni a classe IV e V.

E’ importante notare che il genere umano per ora non è ancora in questa scala; siccome i nostri bisogni energetici sono soddisfatti da antiche piante e animali morti (petrolio, carbone, gas naturale) siamo per ora una civiltà di Tipo 0, e abbiamo ancora molto da lavorare prima di raggiungere il Tipo I.

Rimarremo una civiltà di Tipo 0, o diventeremo capaci di viaggiare verso le stelle?

Kaku è convinto che, tutto considerato, raggiungeremo Tipo I in circa 100-200 anni.

Ma cosa indicano precisamente queste classi? Scopriamolo insieme.

Le varie classi 

Una società di Tipo I è una specie in grado di sfruttare tutta l’energia disponibile proveniente da una stella vicina (nel nostro caso, la luce solare che raggiunge la Terra). Ciò significa che avremmo bisogno di aumentare la produzione energetica di 100.000 volte per raggiungere questo stadio. La società di Tipo I è inoltre in grado di controllare tutte le forze naturali del suo pianeta: immaginate controllare vulcani, precipitazioni, e terremoti. Obiettivi del genere sembrano strabilianti, ma confronto agli altri avanzamenti tecnologici che potremmo aspettarci, sono in realtà basilari e primitivi.

La classe successiva – Tipo II – può sfruttare l’energia della stella più vicina, non soltanto trasformandone la luce, ma controllando l’intera stella. Sono stati proposti molti metodi per ottenere questo obiettivo; il più popolare è l’ipotetica “Sfera di Dyson“. Questa mega-struttura sarebbe in grado di circondare una stella (immaginate la sua grandezza) con l’intento di assorbire la maggior parte (se non tutta) l’energia che produce.

Oppure, se la civiltà di cui parliamo è capace di utilizzare la fusione nucleare (la reazione che alimenta le stelle), un reattore di dimensioni incredibili potrebbe essere utilizzato per soddisfare i suoi bisogni energetici. Pianeti gassosi giganti come Giove verrebbero utilizzati per produrre energia dai loro giacimenti di idrogeno, tramite un reattore orbitante gigante.

Cosa significherebbe poter disporre di tutta questa energia? Praticamente, nulla sarebbe in grado di spazzare via una civiltà di Tipo II. Immaginate che fosse minacciata dall’impatto con un corpo celeste grande come la Luna: potrebbe distruggerlo senza problemi, o in alternativa spostare il suo pianeta evitando l’impatto. O addirittura spostare un altro pianeta, per esempio Giove, sulla traiettoria dell’impatto, per proteggerci. Fantascienza, giusto? Già, è tutto teorico, ma questo è quel che si potrebbe ottenere con un simile quantitativo di energia.

Siamo finalmente giunti alla civiltà di Tipo III, ed è qui che veramente la nostra immaginazione viene messa alla prova. La civiltà di Tipo III è una civiltà intergalattica, che ha imparato a spostarsi da un sistema stellare all’altro, sviluppando quindi un sistema di propulsione per raggiungere velocità simili (o maggiori) a quella della luce. Oppure è in grado, come contemplano (teoricamente) le equazioni di Einstein della relatività generale, di curvare lo spazio tempo e sfruttarlo per viaggiare (es. wormholes). Considerando gli esseri umani, si tratterebbe di una civiltà con alle spalle centinaia di migliaia di anni di evoluzione, sia biologica, che meccanica. Potrebbero essere cyborgs, organismi sia biologici che robotici, assai più avanzati di quanto lo siamo noi ora.

A questo stadio, avremmo a disposizione robot in grado di autoreplicarsi e colonizzare l’intera galassia, creando un enorme network di sfere di Dyson capace di incanalare energia verso il pianeta d’origine: avremmo a disposizione non più l’energia di una sola stella, ma delle stelle di un’intera galassia.

Kardashev, nella sua classifica, pensò anche ad un livello successivo, ovvero la civiltà di Tipo IV; egli ritenne tuttavia che una società del genere fosse troppo avanzata per appartenere alla stessa scala da lui proposta.

Se vogliamo procedere il nostro volo con la fantasia (perché a questo punto è ovviamente di ciò che si parla), si può dire che la Tipo IV sarebbe in grado di sfruttare l’energia dell’intero universo. E se questo non fosse abbastanza, potrebbe opporsi alla sua espansione (che avviene dai tempi del big bang) e vivere all’interno di buchi neri super massicci (oggetti con massa da 1 miliardo di volte il Sole in poi).

La Tipo V (già, è contemplata pure lei) sarebbe una civiltà in grado di disporre dell’universo a suo piacere, e probabilmente colonizzare ALTRI universi (secondo la teoria del multiverso che prevede l’esistenza di universi molteplici).

Sfere di Dyson

Rinchiudere il sole in una sfera non è esattamente un punto da programma elettorale.

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.

Sfera di Dyson

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.

L’uomo in questa scala ricopre l’avanzamento più basso: tipo 0.

Questo accade ancora perché per l’uomo la competizione, la superbia e l’avidità lo portano ad ambire a vette sempre più alte, ignorando la condivisione e la convivenza pacifica tra persone e il nostro ambiente. Se vogliamo un salto in questa scala diamoci da fare e un giorno, temi come quello del riscaldamento globale o l’estinzione di specie viventi rimarranno solo un ricordo.

Fonte: http://www.quirkyita.com/index.php/2016/11/19/scala-di-kardashev-come-potremmo-sfruttare-lenergia-di-unintera-stella/

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