1950年代に、有名な物理学者エンリコフェルミは、地球外知能の検索（SETI）で最も困難な質問の1つをカプセル化した質問を提起しました。彼が意味したことは、宇宙の時代（138億年）、膨大な数の銀河（1から2兆の間）、および惑星の総数を考えると、なぜ人類はまだ地球外知能の証拠を見つけられなかったのでしょうか。
「フェルミパラドックス」として知られるようになったこの質問は、科学者が熟考し続けているものです。新しい研究で、ロチェスター大学のチームはおそらく気候変動が理由であると考えました。彼らは、人類新世に基づく数学モデルを使用して、文明と惑星システムがどのように共進化するか、そしてインテリジェントな種が環境とともに持続可能性を生きることができるかどうかを検討しました。
この研究は、「一般化された人類新生物：エキソ文明の進化とその惑星のフィードバック」と題され、最近科学ジャーナルに掲載されました 宇宙生物学。 この研究は、ロチェスター大学の物理学と天文学の教授であるアダムフランク、ワシントン大学のジョナサンキャロルネレンバック（ロチェスターの上級計算科学者）マリーナアルベルティ、およびマックスのアクセルクライドンの協力を得て行われました。プランク生物地球化学研究所。
今日、気候変動は人類が直面する最も差し迫った問題の1つです。過去数世紀に起こった変化、つまり産業革命、人口増加、都市中心部の成長、化石燃料への依存のおかげで、人間は地球に大きな影響を与えてきました。実際、人類は惑星の進化に影響を与える単一の最大の要因となっているため、多くの地質学者は現在の時代を「人類新世」と呼んでいます。
将来的には、人口はさらに増加し、世紀半ばまでに約100億人、2100年までに約110億人に達すると予想されます。その間に、都市中心部に住む人々の数も劇的に増加し、54％から世紀半ばまでに66％。そのため、何十億もの人々が持続可能な方法で生活できるかという疑問がますます重要になっています。
新しい本の著者でもあるフランク教授 星の光：エイリアンの世界と地球の運命 （これはこの研究を利用しています）は、天文学の文脈で気候変動問題に取り組むために同僚とこの研究を行いました。ロチェスター大学のプレスリリースで彼が説明したように：
「占星術は、惑星の文脈における生命とその可能性の研究です。これには、「エキソ文明」または私たちが通常エイリアンと呼ぶものも含まれます。私たちが宇宙の最初の文明ではない場合、それは私たちのような若い文明の運命がどのように進行するかについてのルールがある可能性が高いことを意味します。」
人類新世を例にとると、文明と惑星のシステムがどのように共進化し、文明が成長と拡大を通じて自分自身を危険にさらすかを、「進行の罠」と呼ばれるもので見ることができます。基本的に、文明が成長するにつれ、文明は惑星の資源をより多く消費し、それが惑星の状態の変化を引き起こします。この意味で、文明の運命は、彼らが惑星の資源をどのように使用するかにかかっています。
このプロセスを説明するために、フランクと彼の共同研究者は、文明と惑星を全体として考慮する数学モデルを開発しました。フランク教授が説明したように：
「重要なのは、気候変動の推進は一般的なものかもしれないことを認識することです。物理法則は、私たちのようにエネルギー集約型の文明を構築している若い人々がその惑星にフィードバックを持つことを要求しています。この宇宙の文脈で気候変動を見ると、私たちに今何が起こっているのか、そしてどう対処するのかについてより良い洞察が得られるでしょう。」
モデルは、ラパヌイ（イースター島）の住民の有名な例を含む、絶滅した文明のケーススタディにも基づいていました。考古学の研究によると、南太平洋の人々はこの島に西暦400年から700年の間に植民を始め、人口は西暦1200年から1500年の間に1万人にピークに達しました。
しかし18世紀までに、住民は資源を使い果たし、人口は2000人にまで減少しました。この例は、環境がサポートできる種の最大数である「運搬能力」と呼ばれる重要な概念を引き上げます。フランクが説明したように、気候変動は本質的に、地球が私たちの文明の拡大にどのように反応するかです。
「本当に激しい気候変動を経験すると、たとえば大規模農業が著しく混乱する可能性があるため、収容力が低下する可能性があります。気候変動によって中西部で雨が降らなくなったと想像してみてください。私たちは食料を育てることができず、私たちの人口は減少します。」
チームは数学的モデルを使用して、惑星で発生する可能性のある4つの潜在的なシナリオを特定しました。これらには、ダイオフシナリオ、持続可能性シナリオ、リソース変更なしの縮小シナリオ、およびリソース変更ありの縮小シナリオが含まれます。の中に ダイオフ シナリオでは、人口と惑星の状態（たとえば、平均気温）が急速に上昇します。
惑星の状態の変化により、人口の大多数が生き残ることが困難になるため、これは最終的に人口のピークにつながり、その後急激な減少につながります。最終的には、安定した人口レベルが達成されますが、それはピーク人口のほんの一部にすぎません。このシナリオは、文明が影響力の大きい資源（つまり、石油、石炭、皆伐）から持続可能な資源（再生可能エネルギー）に変更することを望まない、または変更できない場合に発生します。
の中に 持続可能性 シナリオでは、人口と惑星の状態の両方が上昇しますが、最終的には安定した値になるため、壊滅的な影響は回避されます。このシナリオは、文明が環境の変化が彼らの存在を脅かし、影響の大きい資源から持続可能な資源への移行を成功させることを認識したときに発生します。
最後の2つのシナリオ– リソースを変更せずに折りたたむ そして リソース変更で折りたたむ – 1つの重要な点が異なります。前者では、種とそれ自体が存続するかどうかは不明ですが、個体数と気温は両方とも、個体数がピークに達し、急速に低下し始めるまで、急速に上昇します。後者では、人口と気温は急速に上昇しますが、人口は危険を認識して移行します。残念ながら、変化は遅すぎ、人口はとにかく崩壊します。
現在、科学者はこれらの運命のうちどれが人類が直面する運命なのか、確信を持って言うことはできません。おそらく、手遅れになる前に移行を行うでしょう。しかし一方で、フランクと彼の同僚は、惑星が文明にどのように反応するか、そして成長するためにエネルギーと資源を消費するさまざまな方法を予測するために、より詳細なモデルを使用したいと考えています。
このことから、科学者たちは今世紀と次の時代に私たちを待ち受けるものについての予測を洗練することができるかもしれません。前述の人口増加や気温の着実な上昇など、重要な変化が起こるのはこの時期です。たとえば、2100年までにCO2の増加を測定した2つのシナリオに基づいて、NASAは、地球の気温が2.5°C（4.5°F）または4.4°C（8°F）上昇する可能性があることを示しました。
CO2レベルが2100年までに550 ppmに達した前者のシナリオでは、変化は持続可能です。しかし、CO2レベルが800 ppmに達した後者のシナリオでは、変化により、数十億の人間が生計と生存に依存しているシステムに広範囲にわたる混乱が引き起こされます。それよりひどい場合には、世界の特定の地域で生命が耐えられなくなり、大規模な避難と人道的危機につながるでしょう。
フェルミパラドックスの可能な解決策を提供することに加えて、この研究は人間に役立つアドバイスを提供します。文明と惑星を全体として考えると、地球であろうと太陽系外であろうと、研究者は人類の文明が生き残るためにどのような変化が必要になるかをよりよく予測できるようになります。フランクが警告したように、最悪のシナリオがここ地球で起こらないようにするために、人類が今動員することが絶対に不可欠です：
「地球の気候を十分に変えると、元に戻すことができない場合があります。太陽電池やその他の影響の少ないリソースをバックオフして使い始めたとしても、地球はすでに変化しているため、手遅れになる可能性があります。これらのモデルは、個体群がそれ自体で進化することについて考えることはできないことを示しています。私たちは惑星と文明が共進化していることを考えなければなりません。」
そして、ロチェスター大学の厚意により、フランク教授と彼のチームの研究を取り上げたこのビデオを必ずお楽しみください。
