Показать сообщение отдельно
Старый 24.12.2020, 10:34   #199
Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы
Senior Member
МегаБолтун
 
Аватар для Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы
 
Регистрация: 02.06.2006
Адрес: Москва
Сообщений: 70,048
Записей в дневнике: 4
Вес репутации: 10
Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы отключил(а) отображение уровня репутации
По умолчанию

Эволюция нашей цивилизации по шкале Кардашёва

28 октября
4,5 тыс. дочитываний
4,5 мин.








В прошлой статье я подробно описал о том, как и когда человечество достигнет энергопотребления уровня цивилизации первого типа по шкале Кардашёва, а также о том, как вычисляется этот самый коэффициент энергетического развития.
Ссылка на первую часть - в конце статьи.


Типы цивилизаций по способам потребления энергии
Если кратко, то нам требуется:
  • К 2050 году освоить Замкнутый Ядерный Топливный Цикл;
  • К 2132 году освоить Управляемый Термоядерный Синтез;
  • К 2200 году нужно приступить к созданию Сферы Дайсона, либо освоить реакторы на антиматерии;
  • К 2246 году человечество достигнет энергетического эквивалента в потреблении энергии, равного цивилизации первого типа по шкале Кардашёва;
  • К 2343 году мы превысим эквивалент потребления энергии, которую получает Земля от Солнца.
Однако, чтобы достигнуть цивилизации II типа в приемлемые сроки, нужно начать осваивать что-то более энергоэффективное, чем аннигиляция.
Тут всё дело в эквиваленте энергии и массы. Энергопотребление цивилизации II типа равно 10 в 28 степени Ватт, что эквивалентно аннигиляции 1,121 миллиона тонн вещества в секунду. То есть в год потребуется произвести минимум 35,352 триллиона тонн антиматерии, что в 1,45 раза больше, чем масса обоих спутников Марса.
Минимум – это с учётом 100%-ного КПД производства антиматерии и с учётом 100%-ной эффективности извлечения энергии при аннигиляции.
Даже для периода в 1000 лет, начиная с наших дней, это кажется очень много.
Для примера, в фантастическом сериале «Звёздный путь. Новое поколение» космический исследовательский корабль "Энтерпрайз-D2" имеет запас в 600 тонн антивещества, которые он расходует за три года при выполнении различных миссий. Но его реактор способен сгенерировать около 16 экзоватт энергии при движении на максимальной скорости. Для этого нужно аннигилировать 89 кг антиматерии в секунду. То есть в год такому реактору нужно 2,8 миллиона тонн антивещества. Для цивилизации II типа потребуется соорудить почти 12,63 миллиона таких реакторов, либо звездолётов! Всего же в 2370-х годах Звёздный флот будет, предположительно, располагать двумя-тремя тысячами кораблей.


Звездолёт "Энтерпрайз-D" из Вселенной Звёздного Пути.
Проблему производства и хранения антиматерии может решить другой более экзотический вид генерации энергии.
Чтобы достичь энергопотребления цивилизации второго типа, требуется создать «Сингулярный реактор».
Одной из проблем этого проекта является создание управляемой чёрной дыры микроскопических масштабов. Чёрные дыры испаряются из-за излучения Хокинга. Излучение Хокинга для квантовых чёрных дыр состоит практически полностью из фотонов.
Существуют разные теоретические способы создания микроскопических чёрных дыр:
  • На ускорителях частиц;
  • Используя Кугельблиц-эффект;
  • Сжатие вещества гравитационными волнами.


КугельблицНеважно, каким именно способом учёные будущего решат эту проблему, но, стабилизировав квантовую чёрную дыру, можно получить конвертер перевода массы в энергию с КПД 100%.
Например, чёрная дыра размером с протон будет излучать более 1 Гигаватта энергии, а время её активного существованияя будет превышать сегодняшний возраст вселенной в 40 раз.
Масса подобной микроскопической чёрной дыры будет составлять 590 миллионов тонн.
Чёрная дыра квантовых масштабов может излучать энергию, равную аннигиляции 1 кг вещества в секунду. При размере в 9,3 тысячи раз меньше протона масса таких чёрных дыр будет составлять 63 тысячи тонн. Срок активного существования – 242 дня.
Можно постоянно подпитывать такую чёрную дыру веществом, получаемым от конвертации массы в энергию, и никакая антиматерия для этого будет уже не нужна.
Однако, теоретически, такой метод получения энергии обоснован только в общих чертах, тут есть и свои неразрешимые пока проблемы.
Если удастся реализовать подобную концепцию, то запаса материи в нашей Солнечной системе для конвертирования её в энергию будет достаточно для потребления энергии цивилизации 3-го типа.
Таким образом, можно рассчитать примерные сроки достижения уровня развития цивилизации 2-го и 3-го типа.
  • К 3025 году человечество станет цивилизацией 2-го типа по шкале Кардашёва (10 в 25 степени ватт);
  • В 3071 году Земная цивилизация будет потреблять энергии больше, чем излучает наше Солнце (3,827*10 в 26 степени Ватт);
  • И уже в 3804 году человечество станет цивилизацией третьего типа с потреблением энергии, составляющим 10 в 36 степени Ватт.
Но будущее может наступить гораздо раньше. Существует принципиальная теоретическая возможность извлечения энергии прямо из квантовых флуктуаций вакуума. Реальность воздействия флуктуации вакуума на макрообъекты подтверждена в эффекте Казимира.
Данный эффект заключается во взаимном притяжении проводящих незаряженных тел под действием квантовых флуктуаций в вакууме.
Сегодня к этому эффекту снова проснулся интерес. Эффект Казимира появляется не только в параллельных пластинах, но уже и в различной геометрии сложных форм, например, шар + пластина.


Эффект был предсказан голландским физиком Хендриком Казимиром в 1948 году, а в 1957 году - подтверждён экспериментально.
  • В 2012 году экспериментально обнаружены силы отталкивания Казимира;
  • В 2015 году экспериментально был обнаружен крутящий момент Казимира;
  • Теоретически разработаны геометрические формы наноструктур, в которых будут возникать силы Казимира, создающие крутящий момент.
Как только таким образом будет получен первый милливатт энергии, развитие энергетики может кардинально сметить направление. Несмотря на то, что эффект Казимира возможен благодаря рождению и аннигиляции виртуальных частиц из вакуумной флуктуации, в которой на ничтожно малый промежуток времени нарушается закон сохранения энергии, он оказывает воздействие на макрообъекты, а, следовательно, передаёт им энергию.
Добывать энергию из вакуума? А почему бы и нет? На каждый ватт добытой энергии из квантовой флуктуации наша вселенная будет пропорционально охлаждаться, только и всего. Зато в любом месте вселенной можно создать источник, создающий такое количество энергии, которое равно энергии всей вселенной.


Во Вселенной сериала "Звездные врата" существует Модуль Нулевой Точки - своеобразная батарейка, извлекающая энергию из нулевых колебаний искусственно созданного подпространства-времени. ...Хм, а вдруг?
Цивилизация 4 типа…
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Часть 1. Когда человечество станет цивилизацией ПЕРВОГО типа по Шкале Кардашёва?
__________________
Твори Любовь ЗДЕСЬ и СЕЙЧАС!
ЗАВТРА может быть ПОЗДНО!
Феникс Джонатанович ДонХуанЦзы вне форума   Ответить с цитированием