¿Cuál es una cantidad razonable de crecimiento de la población durante 900 años?

Otros han mirado esto desde varios puntos de vista teóricos. Quiero verlo desde el punto de vista de la historia de nuestra propia Tierra, y cuál sería el impacto si su población siguiera la misma tasa de crecimiento observada en la Tierra. Tenga en cuenta que a los efectos de esta respuesta, estoy ignorando la población mínima viable ; en el mundo real, eso es algo que debe tener en cuenta, y sus 500 humanos podrían no ser lo suficientemente grandes para comenzar, especialmente si no se seleccionan en función de criterios genéticos para una población con la máxima diversidad genética y esa diversidad se administra y monitorea cuidadosamente . .

El Problema de la Población Real en el blog Do The Math es útil, ya que brinda gráficos de población y tasas de crecimiento para la población humana durante diferentes épocas en una forma conveniente. Los números son básicamente (todos los números son aproximados, obviamente):

• Desde 10000 a. C. hasta 3000 a. C.: aproximadamente un 0,03% de crecimiento de la población por año
• Desde 1000 d. C. hasta 1700 d. C.: aproximadamente 0,12 % por año
• Desde 1700 d. C. hasta 1870 d. C.: alrededor del 0,41 % anual
• Desde 1870 d. C. hasta 1950 d. C.: alrededor del 0,82 % anual
• Desde 1950 d. C. hasta 2000 d. C.: alrededor del 1,7 % anual

Aquí hay un gráfico alternativo (Kremer y Vermillion) que muestra el período 2500 aC a 2000 dC. Observe el crecimiento demográfico negativo alrededor del año 1300 d. C., y que cae casi a cero en varias ocasiones. La caída alrededor de 1300 d. C. podría explicarse por los comienzos de la Pequeña Edad de Hielo y la peste bubónica , aunque estrictamente hablando, eso es una especulación de mi parte.

La tesis planteada en la publicación Do The Math para explicar los saltos en la tasa de crecimiento es:

Quizás podamos atribuir el salto de 1700 al Renacimiento y al progreso científico. Aprendimos a lavarnos las manos después de luchar con nuestros cerdos, y que las enfermedades no eran causadas por malos vapores conjurados por pensamientos impuros. El salto alrededor de 1870 corresponde a la Revolución Industrial, en la que el carbón transformó la producción de acero (proporcionando herramientas agrícolas), el transporte ferroviario de mercancías y comenzó a mecanizar la agricultura de forma limitada. 1950 marca la Revolución Verde: petrolificación a gran escala de la agricultura, acompañada de campañas masivas de fertilización que utilizan gas natural como materia prima química.

Esto lleva a una tesis bastante simple: el excedente de energía que nos brindan los combustibles fósiles nos permitió alimentar más fácilmente a las personas en todo el mundo. La generosidad de los combustibles fósiles convertidos en alimentos alentó una explosión en las tasas de natalidad, como sucede con prácticamente todos los organismos en circunstancias similares. Es tan deslumbrantemente obvio que estoy avergonzado de haber insistido tanto en el punto.

También podemos usar estos números para responder a su pregunta con un grado razonable de precisión. Por ejemplo, para una sociedad del nivel de la Edad Media, la población humana crecerá aproximadamente un 0,12% cada año en promedio. (¡Si quiere que esto sea realista, no olvide agregar el año de auge ocasional, así como la plaga ocasional o la mortandad debido a algunos años de pérdida de cosechas!) Comenzando con 500 humanos y dejando pasar 900 años, terminamos con

Si en cambio usamos la era actual, durante la cual hemos ido a la Luna, los vuelos espaciales (incluso humanos) son tan rutinarios que a menudo no se informan en las noticias, la energía ha sido abundante, los viajes intercontinentales y el comercio es algo que el mundo podría apenas sobrevivir sin, y así sucesivamente, entonces el mismo cálculo se convierte en

Los cálculos anteriores no asumen saltos significativos en la tecnología o la sociedad durante el período intermedio como se describe en la publicación del blog. Para una sociedad razonablemente desarrollada y durante un período de tiempo tan largo, esto parece una suposición poco realista. Si, en cambio, tomamos el período de 900 años desde 1100 d. C. hasta 2000 d. C. y usamos las cifras anteriores, entonces el cálculo se vuelve un poco más complicado, pero significativamente más realista.

• 600 años desde 1100 d. C. hasta 1700 d. C. al 0,12 %:$500 \times 1.0012^{600} \approx 1027$
• 170 años desde 1700 d. C. hasta 1870 d. C. al 0,41 %:$1027 \times 1.0041^{170} \approx 2059$
• 80 años desde 1870 d. C. hasta 1950 d. C. al 0,82 %:$2059 \times 1.0082^{80} \approx 3957$
• 50 años desde 1950 d. C. hasta 2000 d. C. al 1,7 %:$3957 \times 1.017^{50} \approx 9192$

para una población final de unas 9.200 personas. Francamente, esto suena bajo, pero eso es parte del problema con la función exponencial: funciona lentamente al principio y con pequeñas entradas, luego se eleva cuando la entrada crece. Tenga en cuenta que la primera duplicación tomó alrededor de 600 años, mientras que la última duplicación ocurrió en menos de 50 años.

Puede insertar estas ecuaciones en una hoja de cálculo y jugar con los números para ver si puede obtener el efecto que busca. Por ejemplo, si en lugar de comenzar con 500 personas en el año 1100 d. C. comenzamos con 10 000 personas y calculamos durante el mismo período, el resultado se vuelve bastante diferente:

• 600 años desde 1100 d. C. hasta 1700 d. C. al 0,12 %:$10000 \times 1.0012^{600} \approx 20535$
• 170 años desde 1700 d. C. hasta 1870 d. C. al 0,41 %:$20535 \times 1.0041^{170} \approx 41170$
• 80 años desde 1870 d. C. hasta 1950 d. C. al 0,82 %:$41170 \times 1.0082^{80} \approx 79125$
• 50 años desde 1950 d. C. hasta 2000 d. C. al 1,7 %:$79125 \times 1.017^{50} \approx 183807$

La población crece por el mismo factor en ambos casos (alrededor de 18x) pero dado que el tamaño inicial de la población es mayor, la población resultante obviamente también es mayor.

Al observar su edad promedio al morir de 60 años, también podemos observar la variación de la esperanza de vida a lo largo del tiempo y concluir que esto es similar al nivel de sociedad de la Gran Bretaña medieval (aproximadamente 500 - 1500 dC) (a los 21 años, la esperanza de vida era de una edad total de 64 años). Nuestra práctica tabla anterior no incluye cifras específicas que cubran ese período, pero alrededor del 0,1% de crecimiento de la población por año parece ser una extrapolación razonable basada en los datos que tenemos. Eso también parece coincidir razonablemente bien con el gráfico de Kremer y Vermillion publicado en History Stack Exchange. En la actualidad, vemos tales esperanzas de vidaprincipalmente en África al sur del ecuador, y una esperanza de vida ligeramente mayor en Rusia, incluida la Rusia asiática. Sin embargo, el efecto de las enfermedades en la esperanza de vida es particularmente pronunciado en África ; Según los datos de la Organización Mundial de la Salud citados en Wikipedia, la esperanza de vida en Botswana y Zimbabue se duplicaría con creces si no fuera por el VIH/SIDA. Los países actuales que tienen una esperanza de vida de exactamente 60 años al nacer son Kenia, Ruanda y Afganistán (nuevamente datos de la OMS, con fecha de 2012). Quizás de manera interesante, ninguno de estos muestra una gran diferencia entre géneros; todos están listados como 59 años para hombres y 61 años para mujeres.

También es importante tener en cuenta que la tasa de crecimiento de la población también se verá fuertemente afectada por la cultura. Si la cultura anima a las personas a tener muchos hijos, la tasa general de crecimiento de la población obviamente aumenta; si la cultura alienta activa o pasivamente a las personas a tener menos hijos (como es el caso, por ejemplo, de la política de planificación familiar de China), el número será menor o incluso podría conducir a una disminución de la población con el tiempo. Obviamente, una población que se reduce en tamaño a largo plazo no es sostenible, pero en situaciones extremas podría ser necesario tomar tales medidas para evitar consecuencias aún peores del exceso de recursos. La cultura también puede, por supuesto, cambiar con el tiempo; 900 años es un tiempo bastante largo para cualquier sociedad cuando se mira en términos de vida humana.

Puede decidir las tasas de crecimiento de la población para diferentes períodos y realizar los mismos tipos de cálculos usted mismo para reducir el tamaño de la población por año si así lo desea. Si lo hace, lo animo a que se asegure de que también haya muertes; habrá años en los que muera una gran cantidad de personas, especialmente en una sociedad que no tiene acceso a la tecnología avanzada de atención médica actual, y eso hará una gran mella en la curva de población. Para mayor realismo adicional, considere también la demografía (tal vez es una enfermedad que mata más a los jóvenes que a los adultos; también considerando que no hay muchas personas que en realidad sean ancianas ). Los efectos de tal extinción podrían durar décadas antes de que la pirámide de población vuelva a estar en forma.

Al mirar en mi Crystal Ball, no, eso no es Wikipedia en mi computadora portátil, ahora preste atención aquí, la respuesta a su pregunta sería 'prácticamente cualquier cantidad'. Si nos fijamos en las poblaciones históricas. (ok, está bien, lo admito ), particularmente a la mitad de la página, puedes ver una lista de poblaciones humanas estimadas a lo largo de la historia. En el año 2000 aC, la población mundial estimada era de 27 millones. 1000 años después, 50 millones. Eso es menos de un aumento de 2 veces. Y desde el año 1AD hasta el 1000, pasó de 200 a 265 millones, ni siquiera se duplicó. Pero del año 1000AD al 2000... pasó de 265 millones a 6 billones. Un gran aumento.

A partir de eso, puede ver que el rango de más de 900 años podría ser desde un lugar entre prácticamente ningún aumento en la población, hasta 25 veces o más. Obviamente, cuando se habla de la historia humana, hay guerras y plagas con las que lidiar. Así que podrías aumentar las proyecciones si tu mundo no las tiene. Y la tecnología, particularmente la tecnología médica, es un factor importante. Si la gente muere después de contraer el resfriado, tendrá un grave impacto en el crecimiento de la población.

Mi recomendación es encontrar un rango de años en ese gráfico que mejor represente el nivel de desarrollo de su mundo, y trabajar a partir de eso como su suposición base, ajustando según lo desee. Dio una esperanza de vida de 60 años, por lo que podría basar sus estimaciones en torno a los aumentos de la población mundial real desde que la esperanza de vida real era de 60 años.

Otros factores pueden incluir tierras/recursos disponibles: ¿es una vida difícil o no? También riqueza, cultura, lujo (las naciones 'occidentales' modernas tienen tasas de natalidad más bajas que otras áreas del mundo).

Su pregunta es bastante general, así que intentaré darle un rango.

El máximo absoluto probablemente involucraría un sistema industrial tipo granja de bebés, donde el límite es básicamente la fertilidad de una mujer (ya que incluso con solo unos pocos hombres habría mucho esperma). Si siempre tienes un 50 % de mujeres, empiezas con 250 de ellas. Digamos que cada mujer puede tener 1 bebé al año, todos los años, durante 50 años de su vida. Esto conduce a una población absurdamente alta de al menos 10 ^ 32, lo que sería imposible una vez que se toman en cuenta los efectos ambientales.

Un sistema más razonable donde todos tienen una familia numerosa: supongamos que todos se emparejan cuando tienen 20 años y tienen 6 hijos, que también crecen hasta los 20, se emparejan y tienen 6 hijos y luego mueren, convirtiendo a 2 personas en 6 personas. . Cada 20 años tu población se multiplica por 3. Simplemente, después de 900 = 45*20 años tienes una población de 500*3^45 = 1,48*10^24, o 1,48 millones de billones de billones . Todavía ridículo.

Un escenario más probable: las parejas tienen un promedio de 2,4 hijos. Eso es un aumento de la población por un factor de 1,2 cada generación. Una vez más, suponiendo que la generación es de unos 20 años, eso es 500*1,2^45 = 1.828.630 o 1,83 millones , una cifra mucho más razonable. Esa es probablemente su mejor estimación.

Suponiendo que no haya guerras ni plagas graves, entre 0 y 18 cuatrillones, o más.

Si cada pareja tiene un promedio de cuatro hijos, alrededor de la edad de veinte años, luego de 900 años la población será de 17.592.000.000.000.000. Si cada pareja tiene un promedio de un hijo, a la edad de veinte años, la humanidad terminará en unos 250 años.

El problema con la estimación de 18 cuatrillones es la falta de tierra y recursos. La ciencia viva teoriza que la Tierra puede soportar una población de hasta 10 mil millones, a largo plazo. Si la gente ignorara por completo la sostenibilidad, supongo que el límite es de unos 100 mil millones.

Sin embargo, si la tecnología mejora significativamente, o se colonizan muchos otros planetas, entonces 18 cuatrillones es plausible. De hecho, podría ir aún más alto: un trillón (1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000) de personas es factible con solo seis niños por familia.

El crecimiento típico de la población, suponiendo que no haya factores limitantes, es aproximadamente del 1,7%. Esto se basa en el crecimiento de la población moderna que copié de la respuesta de Michael Kjörlings. El máximo real podría ser mayor, el máximo medido en el mundo real fue del 2,1%.

Pero aquí está la parte realmente importante: en la práctica, el crecimiento de la población siempre ha estado limitado por algún otro factor. Si desea averiguar una tasa plausible de crecimiento de la población, debe averiguar qué limita el crecimiento y derivar la tasa a partir de eso.

Durante la mayor parte de la historia, hasta la industrialización más o menos, la población estuvo limitada por los alimentos disponibles. Cuando se obtuvo acceso a nuevos recursos, más alimentos, la población podría aumentar rápidamente, pero de lo contrario la población sería relativamente estable o incluso disminuiría debido a la disminución de la productividad agrícola. La calidad del suelo en las áreas agrícolas disminuiría significativamente debido a la erosión y, en las áreas irrigadas, a la salinidad. Durante la antigüedad y la época medieval hasta la muerte negra, la gente en realidad consideraba que el mundo estaba lleno, lo que tuvo efectos significativos en la sociedad.

En las sociedades urbanizadas donde una parte importante de la población vivía en áreas de alta densidad de población y el comercio era un factor importante, la enfermedad se convertiría en un factor importante. Más en forma de gotas ocasionales por epidemias que por agregar un límite más allá de los límites de los alimentos disponibles. Las gotas tendrían un efecto en el crecimiento de la población a largo plazo, por lo que durante un período de 900 años es necesario considerar el nivel de tecnología médica y saneamiento. Además, una pequeña población inicial podría causar un aumento en el nivel de enfermedades genéticas, lo que podría afectar el crecimiento durante los primeros siglos.

En las sociedades modernas, los efectos sociales se han convertido en un importante factor limitante del crecimiento de la población. Incluso en sociedades donde la comida es abundante, las personas posponen tener hijos y eligen no tener familias numerosas. Esto es esencialmente una elección de estilo de vida. En otros países se alienta a las personas a tener familias más pequeñas para prevenir la pobreza y mejorar la gestión de los recursos.

Por los parámetros que das, los colonos parecen tener un nivel de tecnología decente. Entonces, el factor limitante en el crecimiento de la población probablemente sea la tasa a la que pueden aumentar los recursos disponibles y expandir su infraestructura. Esto podría estar cerca de esa marca del 2%, incluso por encima si la sociedad realmente está enfocada en crecer. La falta de anticonceptivos implica que lo serían, pero eso podría no ser sostenible durante 900 años. El rápido crecimiento de la población sin anticonceptivos ni abortos sería bastante duro para las mujeres. Como tal, el factor limitante probablemente será social. Tenga en cuenta que el tiempo que las mujeres dedican a tener hijos es tiempo que no pueden contribuir a aumentar los recursos disponibles, por lo que probablemente sería contraproducente reducir a las mujeres a máquinas de hacer bebés.

La regla dada en GURPS Space: "En un planeta totalmente similar a la Tierra, con tecnología médica de al menos TL5, la población humana aumentará en un factor de 10 cada 100 años, hasta la población máxima del planeta". Esto se ajusta a lo que escribí anteriormente (dando una confirmación independiente) y da una fórmula muy simple, que equivale aproximadamente a un crecimiento del 2,3 % al año. Lo que parece un poco alto, pero dado que esperaba que el número fuera un poco más del 2%, no es inverosímil. La fórmula da una población final de 500.000.000.000. Esencialmente, esto significa que siempre que la colonia se estabilice dentro del primer siglo, puede crecer para llenar la población máxima admitida de su planeta.

"Razonable" depende de las expectativas culturales.

Si vas por el máximo:

Con la fertilización in vitro, puede seleccionar el género.

La hembra es fértil hasta los 40 (mayor probabilidad de defectos genéticos). Así que supongamos 20 hijas y un solo hijo por generación, y 20 años por generación = 450 generaciones, y todas las hembras son fértiles y están dispuestas a reproducirse.

Cada mujer de tu población inicial puede tener 20**450 descendientes. FYI eso es aproximadamente 2.9 seguido de 585 ceros. 2.9e+585 Son muchas bocas que alimentar. Necesitarás un gran ejército de robots para trabajar en millones de sistemas solares en toda la galaxia. Y estarán abarrotados.

Sin FIV, si suponemos 10 hijas por generación, tienes 10**450 por hembra original.

Suponiendo una duplicación de la población cada 27,5 años (el tiempo medio de generación humana) con 32,72 duplicaciones de las 500 originales aumentarán a 3 537 296 484 444 sin que me tome el tiempo de calcular la población exacta restando solo las muertes. Pero usemos la tasa de crecimiento de 1 año, los números son:

1. 1%: 3.874.417
2. 2%: 2.748.6825.799
3. 3%: 178.843.120.520.152

Y luego se vuelve estúpido...

Duplicar la Población calculada por Tiempos de Generación da como resultado:

1. 10 años: 618.970.019.642.690.137.449.562.112.000
2. 25 años: 34.359.738.368.000
3. 27,5 años (como arriba): 3.537.296.484.444
4. 30 años: 524.288.000
5. 50 años: 131.072.000

Nuevamente, no calculé las tasas de mortalidad.