De vijf trappen van Kardashev

Share Button

De menselijke beschaving is nog steeds niet de wieg die de aarde is, ontgroeid. Dat heeft denkers als astrofysicus Nikolai Kardashev er niet van weerhouden om na te denken hoe onze beschaving zich in de verre toekomst zal ontwikkelen. Hij onderscheidde vijf fases. Zullen we de vijfde trap bereiken voor we onszelf vernietigen?

Alles is energie
Hoe een toekomstige beschaving er uit komt te zien, weten we niet. Zal er een manier gevonden worden om sneller dan het licht te reizen? Zullen we wonen in enorme zwevende ruimtekolonies zo groot als de maan of zal de mens worden vervangen door intelligente machines? Zal het toekomstige economische systeem nog steeds kapitalisme zijn of een volkomen nieuw systeem? Een ding is in ieder geval zeker: elke beschaving wordt gekenmerkt door de mate waarin deze energie gebruikt. We hebben onze welvaart bereikt omdat we veel meer energie kunnen gebruiken (per persoon meer dan tweeduizend watt) dan de Romeinen of de middeleeuwers, die het met minder dan honderd watt (tweehonderd watt is de maximale arbeid die het menselijk lichaam gedurende langere tijd kan leveren) moesten doen. Economische groei is vrij nauw verbonden met de mate waarin we energie kunnen gebruiken. Zo lag door de economische recessie rond 1982 het wereldenergiegebruik lager dan twee jaar eerder. Er zal geen economische groei (of zelfs maar de huidige welvaart) zijn als we geen vervanger vinden voor de nu snel uitgeput rakende fossiele brandstoffen.

Als we het energieprobleem hebben opgelost is het daarom te verwachten  dat toekomstige beschavingen veel meer energie zullen gebruiken dan wijzelf. We kunnen zelfs vrij nauwkeurig voorspellen welke technologische doorbraken behaald kunnen worden aan de hand van de benodigde energie. Om die reden heeft Nikolai Kardashev zijn classificatiesysteem van beschavingen gebaseerd op energie en wel door deze te rangschikken naar energieverbruik. Het heelal om ons heen beschikt over enkele duidelijke mijlpalen die hiervoor gebruikt kunnen worden: de beschikbare energie op de aarde, in het zonnestelsel, de melkweg en het universum.

De formule van Sagan
Astronoom Carl Sagan bedacht een vrij simpele formule om het Kardashevniveau van een beschaving te meten. Deze is afgeleid van het energieverbruik als volgt: K = \frac{\log_{10}{W}-6} {10}. Dit benadert vrij mooi de opeenvolgende stappen in de Kardashev-schalen die rond de tien miljard, tien tot de macht tien, liggen.  De hele aarde (Kardashev-1) krijgt maar een tienmiljardste van de energie van de zon (Kardashev-2) etcetera. Daarom wordt gedeeld door tien: de logaritme van een getal geeft bij benadering het aantal nullen. Log duizend is drie, log miljoen is zes, log tien miljard is tien. Een megawatt, het vermogen van een kleine windmolen, is dus Kardashev-nul. De spierkracht van alle mensen samen heeft een vermogen van Kardashev 0,6. Het Romeinse Rijk met al zijn slaven haalde een schamele 0,4.

Kardashev één: de wereld is niet genoeg
Onze beschaving verbruikt met vijftien terawatt veel energie, maar deze energie vormt maar een kleine fractie van alle energie die op aarde beschikbaar is.

Een Kardashev-1 beschaving kan in principe het weer controleren. Over twee eeuwen zijn er dus mogelijk nooit meer orkanen.

Een Kardashev-1 beschaving kan in principe het weer controleren. Over twee eeuwen zijn er dus mogelijk nooit meer orkanen.

We staan op de Kardashev-schaal dan ook nog maar rond de 0,7. Alle zonne-energie die op het aardopppervlak neerstraalt vertegenwoordigt 120.000 TW, achtduizend keer zoveel. Hoe stompzinnig de mensheid bezig is wordt pas echt duidelijk als je je bedenkt dat we maar zeven procent van al ons energieverbruik uit directe en indirecte zonne-energie (waterkracht en wind) halen. De rest bestaat uit fossiele brandstoffen (85%)  en de enigszins duurzame kernenergie (zes procent, al moet dan wel worden overgeschakeld op kweekreactoren). Een procent van het aardoppervlak bedekken met zonnepanelen is reeds voldoende om alle energie te leveren die de mens nu nodig heeft. Met een geschat groeipercentage van 3% per jaar duurt het bijna een eeuw voor de woestijnen vol staan. Ondertussen zullen uiteraard al zwevende zonnecentrales actief zijn: de zon schijnt in de ruimte altijd en er is geen hinderlijke atmosfeer. Kortom: Kardashev-één ligt tussen de honderd en tweehonderd jaar na nu, als we huidige trends mogen doortrekken.

Kardashev twee: de zon melken
Hoewel de hoeveelheid zonlicht die op de aarde valt enorm is, is het maar een tienmiljardste van alle energie die de zon uitstraalt: 3,8 * 1026 watt.

Wetenschapper Dyson bedacht een enorme schil die we om de zon kunnen bouwen om zo alle energie van de zon te benutten.

Wetenschapper Dyson bedacht een enorme schil die we om de zon kunnen bouwen om zo alle energie van de zon te benutten.

Een vergevorderde beschaving kan alle zonlicht dat nu de ruimte in straalt opvangen met zwevende zonnecentrales en verwerken tot bijvoorbeeld antimaterie of het gebruiken om sterrenschepen naar andere sterren te sturen.

Om voldoende zonnecentrales te bouwen zouden planeten als Mercurius en Venus uit elkaar gesloopt moeten worden of (een zinniger plan, want er zijn aanwijzingen dat Mercurius en Venus de aarde in evenwicht houden) de benodigde constructiematerialen van de enorme gasreuzen Jupiter en Saturnus of de twee kleinere ijsreuzen Uranus en Neptunus halen.

Kardashev drie: een heel melkwegstelsel aftappen
De gehele zon is nu omgeven door een donkere wolk van dof gloeiende energiecentrales die een indrukwekkende bevolking (of gigantische machines) kunnen ondersteunen. Echter: de zon is maar een miezerig sterretje vergeleken met de energie die honderden miljard andere sterren uitstralen. Om het maar niet te hebben over de hoofdprijs: het enorme zwarte gat in het centrum van het melkwegstelsel dat, weten we uit astronomische waarnemingen van quasars, werkelijk ongehoord grote hoeveelheden energie kan opwekken, meer dan alle sterren bij elkaar.

Kortom: het volgende agendapunt voor onze verre nazaten is het ombouwen van het hele melkwegstelsel tot een enorme energiecentrale. Alle honderden miljarden sterren zullen voorzien worden van zwevende zonnepanelen. Het altijd hongerige zwarte gat in het centrum van de melkweg zal mogelijk een centrale worden waar waardeloze uitgebrande sterren heengesleept worden om opgestookt te worden: objecten die in zwarte gaten vallen leveren tot tientallen procenten van hun massa op in energie. De donkere materie als energiebron aftappen – als dat zou lukken – zou nog veel meer energie opleveren. De totale hoeveelheid energie in het melkwegstelsel ligt vermoedelijk rond de 4 × 1037 W, honderd miljard maal meer dan die van de zon.

Kardashev Vier: het universum ombouwen
Ons melkwegstelsel is niet uniek, maar heeft biljoenen soortgenoten.  Een echt vergevorderde beschaving zou zijn begerige ogen laten gaan over de onafzienbare hoeveelheid andere melkwegstelsels. Afstanden worden nu een enorm probleem – zelfs het licht doet een miljoen lichtjaar over de reis naar onze buur, het Andromedastelsel, maar een beschaving met voldoende hulpbronnen kan uiteraard zelfvermenigvuldigende ruimteschepen met snelheden in de buurt van de lichtsnelheid op weg sturen naar andere sterrenstelsels.

Sommige uitvinders geloven dat we de enorme nulpuntenergie kunnen aftappen.

Sommige uitvinders geloven dat we de enorme nulpuntenergie kunnen aftappen.

Volgens de laatste inzichten zet het heelal nu zo snel uit dat het niet zal lukken om de rest van het waarneembare heelal te bereiken. Dit betekent dat alleen de Lokale Groep en de Virgocluster, waar de Lokale groep deel van uitmaakt, in aanmerking komen.

Alle gas in melkwegstelsels is maar een deel van de totale hoeveelheid materie in het universum. Er is veel meer gas in de intergalactische ruimte, zij het zeer dun verspreid. Megalomane beschavingen zullen ook deze willen oogsten. Alle licht van de sterren in het zichtbare universum samen heeft een vermogen van 2 × 1049 W, een miljard maal meer dan die van het melkwegstelsel. Mogelijk kunnen we ook de donkere energie temmen. Er is nog maar één natuurkundige constante die hier boven ligt: het Planck-vermogen van 3.63 × 1052 W, bijna tweeduizend keer zoveel. Is dit een maat voor de werkelijke hoeveelheid energie die ons universum verbruikt en die werd omgezet tijdens de Big Bang? Niemand weet het. We weten wel dat voor bepaalde kosmologische theorieën het erg makkelijk rekenen is met dit Vermogen van Planck.

Kardashev Vijf: parallelle heelallen aftappen
Tot voor kort was deze gedachte science fiction, maar uit de recente ontdekking van enorme ringen in de kosmische achtergrondstraling weten we dat er in het prille begin van het heelal waarschijnlijk andere heelallen met het onze zijn gebotst. De (overigens uiterst speculatieve) snaartheorie stelt dat er miljarden parallelle heelallen bestaan. Volgens de veel-werelden interpretatie van de kwantummechanica splitst ons heelal zich voortdurend in dochterheelallen.

Er zijn aanwijzingen gevonden dat ons heelal niet uniek is en in botsing is gekomen met andere heelallen.

Er zijn aanwijzingen gevonden dat ons heelal niet uniek is en in botsing is gekomen met andere heelallen.

Ons heelal zal na vele miljarden jaren uitgebrand zijn. Zelfs de allerzuinigste rode dwergen doven langzaam na duizend miljard jaar. Kortom het zou wel eens een erg verstandig idee kunnen zijn om te proberen op tijd weg te komen uit dit universum. Een verder gaand plan is zelf nieuwe universa uit het niets scheppen en de energie aftappen die vrij komt door met universums te spelen.

Mischien kunnen we de hogerdimensionale equivalent van ruimtetijd, zoiets als ylem, zo manipuleren dat hier onvoorstelbare hoeveelheden energie uit vrij komen. Er is geen religie, de hindoeïstische uitgezonderd, die aan deze mogelijkheid heeft durven denken. Hier begeven we ons op compleet onbekend terrein. Als wetenschappers een manier ontdekt om naar een ander universum te reizen, hebben we in één klap al Kardashev Vijf bereikt. De vermogens van de mens zullen dan ongekend zijn. Laten we hopen dat we tegen die tijd de ergste stommiteiten verleerd hebben.

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

8 reacties

  1. Siegfried Bok schreef:

    Stond er niet geschreven “Hoogmoed voor de val?”
    Misschien benadert mijn “wetenschappelijke conclusie” op http://www.wetenschap-eindtijd.com de realiteit meer.

  2. Julie schreef:

    Wellicht is een deel van de energie van het Vermogen van Planck omgezet in kinetische energie i.v.m. de uitzetting (èn de tijd), en zijn de enorme ringen halo`s, ontstaan door gebroken achtergrondstraling en ijskristallen.
    Misschien zijn ze in de toekomst ook in staat om heelaldelen in te krimpen om afstand en tijd te overbruggen?

  3. Barry schreef:

    Ik denk zelf dat hetniet mogelijk is om energie uit paralelle heelallen te extraheren om de volgende reden, als je dit zou doen zou je nooit controle hebben over wat er in dat andere heelal zou kunnen gebeuren, het is gewoon een algemeen feit, voor alles wat je ergens weghaalt moet er iets anders voor in de plaats komen, hiermee bedoel ik te zeggen dat als er niks voor in de plaats komt voor datgene wat je weghaalt dat een ander heelal gewoon inelkaar stort en dat je hierdoor een oneindig aantal botsingen creeert. Als er een ander heelal zou bestaan en je zou er energie uit weghalen en er zou leven in dat andere heelal zijn dan zou het zich neerkomen op massamoord. We moeten eerst leren hoe we energie uit ons eigen heelal moeten weghalen op een veilige manier voordat we het gaan proberen in een ander heelal, we willen toch immers geen vijanden creeren waarvan we niet eens weten waartoe ze in staat zijn?

  4. Thijs schreef:

    Ik denk dat we niet verder komen dan Kardeshev 1. We zullen toch zeker een hoop energie en materiaal nodig hebben om een installatie te bouwen die grote hoeveelheden zonne-energie kan aftappen. Tegen de tijd dat we merken dat energie echt schaars wordt is het al te laat. Willen we toch verder komen dan moeten we nu al beginnen met middelen te ontwikkelen om de zon te melken

  5. Gerard Wensink schreef:

    Energie gaat toch nooit verloren? Dus waar kletsen we eigenlijk over?

  1. 7 april 2011

    […] Een Kardashev III beschaving misschien, die op die manier probeert het stervende hart weer nieuw leven in te blazen of het […]

  2. 16 april 2011

    […] op aarde neerkomt is weliswaar enorm, maar slechts een minuscule fractie van wat de zon uitzendt. Het verschil tussen een Kardashev-I en een Kardashev-II beschaving. Wel zou je dan verbijsterend grote hoeveelheden afvalwarmte moeten dumpen in de ruimte om op het […]

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger