¿Cuál es una tasa de crecimiento realista para una colonia espacial?

No creo que conserven su tecnología espacial por mucho tiempo. La tecnología espacial moderna es tan compleja que solo unas pocas naciones industrializadas en la Tierra son capaces de hacerlo. Su población de 5000 simplemente no podrá producir las materias primas, ni podrá mantener las herramientas de alta tecnología necesarias para mantener y reparar sus herramientas de alta tecnología.

Elija cualquier comodidad moderna. Como un horno de microondas. Después de unos años, se romperá. ¿Qué necesitas para construir uno nuevo? Un magnatron, un transformador flyback, placas de metal y vidrio, componentes eléctricos. ¿Qué necesitas para producirlos? Herramientas finas, orfebrería y vidrio para el magnetrón. Bomba aspiradora. Alambre de cobre fino de alta pureza para el transformador, hierro, acero. Esto requiere minas, fundición de minerales, purificación. Instalaciones de fabricación. Fundiciones y hornos. ¿Qué necesitas para hacer todo eso? ¿Qué herramientas necesitas para hacer esas herramientas?

Entonces, las cosas se romperán, y las herramientas para reparar cosas se romperán, todas las máquinas con las que comienza la colonia se romperán, se quedarán sin cinta adhesiva. ¿Cómo se hace una nueva cinta adhesiva? Y así la sociedad se deslizará lentamente hacia atrás hasta que se alcance un equilibrio con lo que razonablemente pueden producir y sostener por sí mismos. La sostenibilidad es la clave aquí, cualquier cosa que los colonos traigan con ellos no durará mucho, solo las cosas que ellos mismos pueden producir constantemente importarán después de unas pocas generaciones.

¿Dónde está ese punto de equilibrio para una sociedad de unos pocos miles? Probablemente viviendo en chozas de barro o piedra, vestidos con pieles de animales, usando herramientas hechas de huesos y rocas puntiagudas, desnutridos, cazando animales o trabajando 18 horas al día en una mina de hierro, y muriendo a los 30.

El árbol tecnológico de la sociedad moderna es extremadamente grande con interdependencias masivas. Se necesita una población de cientos de miles, tal vez millones, antes de que sea económicamente viable producir cosas como máquinas de tejer industriales y motores de combustión interna. En una tierra rica en recursos y alimentos (en el mejor de los casos), sus colonos tendrían que centrarse en la supervivencia y la reproducción, y durante muchas generaciones aumentar la población a millones antes de que se acabe el tiempo para que puedan comenzar a apoyar a profesionales especializados como metalúrgicos o químicos o ingenieros eléctricos, que es cuando la tecnología realmente comienza a despegar. Hasta entonces, es solo un camino muy, muy largo a través del lodo (unas pocas decenas de miles de años si nuestra propia civilización es algo por lo que pasar).

Creo que el hecho de que hayas declarado que es una "nave colonial" niega automáticamente el "¡Dios mío! ¡Descomposición a la edad de piedra en diez años!" guión. Un barco de COLONIA estaría equipado para establecer una COLONIA. Eso significa que no estaría repleto de la versión del siglo XXIII de ignorantes chicas del valle y chicos de fraternidad. Mire el entrenamiento que los astronautas modernos tienen que pasar solo para flotar sobre la tierra por un rato y tal vez caminar en el espacio. Apuesto a que un colono sería un individuo fértil de mediados de los 20 años que, independientemente de su orientación sexual, acepta participar en el crecimiento manual de la población hasta que se puedan establecer clínicas de fertilización Y haya completado el equivalente a un curso de doctorado que incluye:

Supervivencia, Fortalecimiento psicológico, Historia tecnológica interrelacionada (como el antiguo programa de televisión "Conexiones" pero a un nivel mucho más profundo), Especialización escalonada (médica, mecánica, ciencias aplicadas, etc. Y cada colono tendría una especialidad primaria), Familiaridad superpuesta con varias otras especialidades.

Asimismo, el proceso de colonización sería planificado, no improvisado:

La nave de la colonia probablemente estaría diseñada para, al menos, ser canibalizada para construir refugios y maquinaria, si no está diseñada para aterrizar permanentemente y convertirse en una pequeña ciudad/fortaleza en el centro de la colonia una vez que la nave exploradora encuentre su lugar de aterrizaje. El reactor de la nave se convertiría en la primera central eléctrica del planeta. Los motores utilizan turbinas para generar energía adicional o realizar excavaciones rápidas. El parto se convierte en alojamiento protegido. La hidroponía es ahora un invernadero gigante con una flora familiar preestablecida. Medical Bay es un hospital instantáneo. . . entiendes la idea

Después de que se inicien los alimentos, el refugio y la seguridad iniciales, el siguiente proyecto sería el control de la población. Mucho antes de embarcar, cada colono debía tener una pareja emparejada, y la pareja asignaba un lugar en rotación para la reproducción. Especialmente una vez que saben que han sido separados de los emigrantes/refuerzos, la reproducción se convierte en una cuestión de supervivencia del grupo y se mantendrá como una prioridad al menos durante la primera generación.

Es probable que sus 5000 llegadas se acerquen al doble de su número (que cada pareja tenga aproximadamente 4 hijos en un lapso de 10 a 15 años de fertilidad restante no es irrazonable si es un enfoque del grupo en su conjunto). Después de eso, la población probablemente seguiría siendo al menos la de la Inglaterra del siglo XIX. Otra parte de esa preparación probablemente incluiría el conocimiento médico de ahora más de 200 años que incluye algunos tratamientos de fertilidad bastante confiables.

Agregue a eso el hecho de que sus colonos fácilmente podrían tener el conocimiento (o haberlo obtenido en otros 600 años) para crear instalaciones de clonación y úteros artificiales. . .la estimación de 12 millones es conservadora. Podrías hacer que se hayan extendido a numerosas subcolonias a estas alturas, y podrían contarse en decenas o incluso cientos de millones.

Hay 2 factores que debes considerar:

1) ¿Cuáles son las limitaciones de recursos de sus colonias? En la Tierra, los humanos básicamente han llegado al punto en que la capacidad de carga no se aplica realmente a corto plazo (los problemas a largo plazo como el calentamiento global aún son desconocidos, pero sospecho que la tecnología moderna será suficiente para evitar un colapso de la población). En el espacio, debe preocuparse por el racionamiento de las naves espaciales y los alimentos, lo que realmente se reduce a la base industrial de las colonias iniciales (es decir, qué tan rápido pueden construir más colonias). Aquí realmente no hay un límite teórico, ya que la mayoría de las fábricas estarán automatizadas en ese punto. Además, en la Tierra, como los planetas, ni siquiera existen esas limitaciones. En última instancia, es solo una cuestión de cuánto priorizan hacer nuevas colonias frente a, por ejemplo, hacer barbacoas, juguetes y autos espaciales.

El único gran factor limitante es que el crecimiento tendrá que detenerse durante el viaje interestelar (tal vez congelen a todos), pero cuando lleguen, el crecimiento exponencial puede continuar. Este retraso en el tiempo de viaje sería básicamente eso, tiempo de viaje, nada más (suponiendo que comiencen cerca del centro de la galaxia, cruzarlo tomaría 50 millones de años, pero eso es un problema de motor, no de población).

2) El verdadero factor limitante para una sociedad moderna es el número de hijos que la gente decide tener. En gran parte del mundo rico, la población está disminuyendo porque las mujeres (y los hombres) prefieren concentrarse en la educación y las carreras que en tener hijos. Presumiblemente, una sociedad avanzada en el espacio se enfrentaría a un problema similar y posiblemente nunca podría expandirse más allá de su colonia. Níger tiene las tasas de fertilidad más altas del mundo en este momento con 7,6 nacimientos por mujer. Con ese tipo de crecimiento y una sociedad enfocada completamente en la expansión, entonces podría tener una población ~ 1000 veces mayor cada siglo, continuando exponencialmente. Sin embargo, esto es poco probable ya que probablemente no querrían tener tantos hijos. Sin embargo, realmente depende de su sociedad, ¿es esto 40k o Star Trek?

Escenario pacífico: 600 000.

Escenario de acción: 12 millones.

La historia moderna muestra que las tasas de natalidad descienden hacia el nivel de reemplazo cuando las cosas van bien. Escogiendo una tasa de crecimiento occidental típica de la posguerra de 0,8 por ciento por año, obtenemos 600 000 personas de una población inicial de 5000.

Un escenario más interesante es donde hay algo que hace que las personas tengan más hijos, frente a buenos o al menos crecientes niveles de atención médica. La población de Inglaterra creció de 8,3 a 30,5 millones de personas entre 1801 y 1901, dando una tasa de crecimiento de 1,3 por ciento por año. Es decir: 8,3 * (1 + 0,01309)^100 = 30,5

Si aplicamos la misma tasa de crecimiento a su escenario, obtenemos 12 millones en 600 años.

Demasiadas variables, yo diría: 250.000 ciudadanos

No se sabe cómo evolucionará la tecnología humana en los próximos 200 años o más. Pasamos del primer auto producido en masa (Ford Model-T) a caminar sobre la luna en 60 años. Muchos trabajos se automatizarán en los próximos 50 a 100 años, los robots ya llenan nuestras fábricas y, a medida que pasa el tiempo , se volverán cada vez más sofisticados. No creo que, como se indica en otras respuestas, los recursos sean un obstáculo importante.

Por lo general, una nave colonial no regresa a la tierra, y no comienzas una colonia si no puedes proporcionarle los recursos o el conocimiento para adquirirlos de forma independiente en su planeta de destino. Especialmente dado que la comunicación interestelar es casi como un viaje en el tiempo (muy difícil de lograr de manera efectiva), una colonia deberá ser autosuficiente desde el principio.

Al final, como se indicó anteriormente, hay demasiadas variables para que pueda dar una respuesta educada. Pero...

Diría que, dado que parece un planeta bastante bonito que encontraron y 600 años son más o menos 24 generaciones, podría haber más o menos 250.000 personas viviendo allí después de ese período de tiempo. Esto significa que cada colono tendrá al menos 2 hijos a la edad de 25 años, que luego tendrán 2 hijos por su cuenta, y así sucesivamente...

Por cierto , si su colonia comienza con solo 5000 personas y nunca obtendrá inmigrantes de la tierra, entonces tendrá problemas de reserva genética después de un tiempo.

Teniendo en cuenta los comentarios sobre una colonia que degrada la tecnología, usaría la tasa de crecimiento de las colonias de Nueva Inglaterra. Wikipedia da la tasa del 3% anual para los nacimientos y del 1% anual para los nuevos emigrantes.

Hacer que las mujeres tengan hijos, por el bien de la colonia, probablemente no 'venderá'. Pero si la colonia espacial era como nuestras colonias americanas donde su plan de jubilación era tener suficientes hijos para mantenerse en su vejez, entonces tener hijos es muy importante.

Aunque tener un hijo saca a una mujer de la fuerza laboral, por un tiempo, la fuerza laboral estará dominada por mano de obra manual poco calificada durante varias generaciones. Espere ver hombres y mujeres trabajando en la granja con bebés en la espalda.

El preescolar y el jardín de infantes serán reemplazados por tareas y responsabilidades crecientes. Los niños tendrán que trabajar en la granja y ayudar a sus padres con alguna industria artesanal después del anochecer. Cuando la colonia crezca hasta el punto de albergar fábricas, espere que los niños también estén allí.

https://en.wikipedia.org/wiki/Demographic_history_of_the_United_States#Earlier_Colonial_era

Población inicial de 5000 - Supondré 2.500 hombres y 2500 mujeres, todos heterosexuales y menores de 30 años.

Una mujer puede tener un hijo por año, por lo que, en teoría, sus 2500 parejas pueden tener un hijo por año.

Asumiré que en el primer año no nacerán niños: el colono se centrará en establecer la colonia y obtener un suministro constante de alimentos y agua.

A partir del segundo año, después de que la colonia se estabilice, podemos suponer que la mayoría de las parejas intentarán tener un hijo (digamos uno, ignorando los gemelos). Dado que no todos los intentos serán exitosos (solo partos naturales, sin asistencia médica adicional), podemos suponer 1000 recién nacidos de 2500 posibles. Eso es un aumento del 20 % para el tercer año (como mínimo).

Después de eso, depende de su sociedad. Si se mantiene similar a las sociedades occidentales modernas, las parejas originales se apegarán a 1 o 2 hijos en promedio. Si los hace simular la antigua colonización de América, o incluso la Europa medieval, entonces cada pareja puede tener de 5 a 9 (o más) hijos: estas sociedades dependían de los nuevos niños para crecer (sin mencionar que no había televisión ni Internet en ese entonces).

Además, a medida que crezca su colonia, también lo hará su producción de alimentos y suministro de agua.

Creo que para una colonia inicial, 2-4 niños por pareja serán aceptables. Esta tasa se reducirá a 1-3 para los colonos de segunda/tercera generación.

Con eso en mente, tendrá un crecimiento de población promedio estimado de 30% -40% para sus colonos de primera generación.