¿Cuánta vida podría soportar nuestra galaxia?

De acuerdo, entonces estamos descubriendo que, al menos por la forma en que estamos ejecutando las cosas ahora, nuestra Tierra puede albergar a unos 10 mil millones de personas. Probablemente podamos aumentar si su economía distribuye los recursos de manera más eficiente, pero hay otra ruta, ¡ESPACIO!

La tierra tiene muchos problemas.

De todos modos, nos volvemos realmente eficientes al ir al espacio. Mi pregunta es, ¿cuántos humanos soportaría toda nuestra galaxia , hasta que volvamos a tener problemas de población?

  • En cuanto a la tecnología, se nos da bien la terraformación, la construcción de mundos y la conversión de la materia a la radiación halconera.
  • Nosotros mismos también somos la dilatación del tiempo (ya sea al acercarnos a cuerpos gravitacionales fuertes o al movernos muy rápido). Nos movemos un millón de veces más lento, en relación con la galaxia misma.
  • No pregunto esto en términos de "conectarnos a máquinas que insertan algas en nuestras venas". Estoy hablando de donde todos tienen un nivel de vida ligeramente mejor, similar al de la Tierra hoy. No hay cosas realmente raras.
    • Tenga en cuenta, sin embargo, que comer nutrientes puros en forma líquida no es demasiado poco realista, incluso ahora.ingrese la descripción de la imagen aquí
  • No olvide que probablemente usaremos más energía que ahora.
¿Vivimos estrictamente en planetas/lunas, o también estamos construyendo estaciones espaciales?
Esto no se puede responder con una precisión razonable. Lo mejor que se puede hacer es escribir nuestras suposiciones, desempolvar la ecuación de Drake, asignar valores a los factores (junto con nuestro razonamiento) y escupir un número. La respuesta sería afortunada de estar dentro de los 3 órdenes de magnitud.
@Josh Construyendo estaciones
@ Jim2B Recuerde, no estamos limitados a la cantidad de planetas habitables. Literalmente podemos hacer sistemas solares si realmente quisiéramos.
¿De dónde esperan obtener el material para construir sistemas solares completos? ¿Pretendes interrumpir las nebulosas que ya están construyendo estrellas? ... Ahora que lo pienso, si podemos construir sistemas solares , ¿por qué existe la duda de cuán grande puede crecer la población humana en la expansión de la galaxia impulsada por humanos?
¿Pueden importar cosas de otras galaxias?
@Frostfyre Solo digo que podríamos. Sería muy caro. Podemos hacerlo por la ciencia. Era más mostrar lo que podíamos hacer, lo que no haríamos.
Según Wikipedia, puede asumir un promedio de un planeta por estrella y 100 mil millones de estrellas [ en.wikipedia.org/wiki/Exoplanet#Planet-hosting_stars] . No puedo encontrar una manera de postular cuántas 'lunas' hay, ni qué porcentaje (por transecto) de planetas/objetos son fácilmente 'terraformables'.
"Nos movemos un millón de veces más lento, en relación con la propia galaxia". UH no.
Haciéndose eco de lo que dijo @SerbanTanasa, la dilatación del tiempo no debería jugar en absoluto.
De las estaciones que podemos hacer, realmente no hay un límite práctico para la cantidad de humanos que podemos soportar. Uno podría simplemente hacer estaciones espaciales hasta que las vacas regresen a casa, o incluso que suene Dyson. Es solo una cuestión de materia prima y producción de energía de las estrellas. Suponga que cualquier sol puede soportar al menos tantos como el nuestro en este momento, tome los 100 mil millones de estrellas y multiplíquelo por 10 mil millones de población por estrella. Entonces tienes un límite inferior de un billón de personas. Diría que con la vaguedad de su pregunta, lo mejor que podemos hacer es contar las estrellas y calcular cuántas estaciones espaciales puede construir alrededor de una estrella.
La mayoría de las naciones del tercer mundo no están bien educadas o sus gobiernos no pudieron ayudarlos en el control de la natalidad, por lo tanto, la superpoblación, suponiendo que solo los ricos y los informados puedan colonizar el espacio, los humanos tendrán que burlar las estadísticas para llegar primero a nuestra estrella más cercana antes de repetir lo mismo. plan para todas las estrellas de la galaxia. En este momento, veamos qué tan bien juega Mars One contra las estadísticas, damas y caballeros, ¡hagan su apuesta!
@ HDE226868 Por supuesto, la dilatación del tiempo juega un papel importante. Digamos que como 80 millones de calorías de alimentos a lo largo de mi vida. Si vivo 80 millones de años debido a la dilatación del tiempo, solo como una de las calorías de las galaxias al día.
@PyRulez Pero no te estás moviendo a una velocidad significativamente diferente a cualquier otra cosa en la galaxia.
@ HDE226868 Las estrellas de las que consumimos energía no estarían dilatadas en el tiempo y generarían energía a su velocidad normal.
@PyRulez Las estrellas también se mueven.
@ HDE226868 Sí, pero no tan severamente como los humanos. Los humanos están orbitando cerca de las esferas de fotones de los agujeros negros o desplazándose cerca de la velocidad de la luz. Las estrellas simplemente están a la deriva lentamente.
@PyRulez La única solución razonable es tener muchos en los planetas, ¿verdad?
@ HDE226868 Los planetas son agujeros negros y los humanos viven en los satélites (que pueden ser planetas convertidos en luna) alrededor del agujero negro.
@PyRulez Pero la terraformación es clave, y se ha discutido en las respuestas como algo necesario.

Respuestas (4)

Así que tenemos una civilización de tipo III en la escala de Kardashev, y queremos averiguar cuántas personas puede soportar.

Respuesta: mucho.

Pero esa respuesta no es lo suficientemente buena. Queremos números .

El punto de partida lógico es la cantidad de energía que emite la vía láctea, que wikipedia dice que es alrededor 10 37 W . Esta es la cantidad total de energía que nuestra civilización puede aprovechar potencialmente para alimentarse. No podemos alimentar directamente a los seres humanos con la luz de las estrellas, por lo que convertiremos esto en una papilla rica en nutrientes para que nuestros humanos subsistan. (Probablemente producir a través de algún proceso inorgánico, ya que las plantas son bastante ineficientes y solo usan una parte del espectro en el que está disponible nuestra energía).

Por supuesto, la conversión de energía en alimentos no será 100% eficiente, incluso con algunos procesos realmente avanzados para hacerlo. Supongamos que obtenemos una eficiencia del 50 % en este proceso y, además, supongamos que solo usamos el 50 % de la energía de la galaxia para la producción de alimentos. Esto nos da una energía total de alrededor 2.5 × 10 37 W .

Entonces, ¿cuántas personas son? Pues bien, cada persona consume 2000 Calorías en un día, lo que equivale a 2324 Vatios-hora (aproximadamente), o un consumo energético medio de unos 96,8 Vatios. Dividiendo nuestra energía total disponible para el consumo humano por la cantidad de energía que consume una persona, obtenemos un total de alrededor 2.5 × 10 35 gente de nuestra galaxia .

Por supuesto, si todas esas personas están dilatadas en el tiempo por un factor de 1,000,000, podemos aumentar esto a un total de 2.5 × 10 41 gente de nuestra galaxia .

Los números parecen un poco más complicados que esto, pero parece un buen comienzo. Por ejemplo, ¿consideraste que los planetas también necesitan energía para que podamos sobrevivir en ellos? Las estaciones espaciales necesitan mantener su propio entorno, por lo que no podemos usar más energía.
Hace un par de suposiciones, pero es una buena respuesta. ¿Cuánto tiempo llevaría hacer todos esos humanos?
No entiendo el bit dilatado en el tiempo. ¿No se usaría mejor la energía para dilatar el tiempo de las personas y los alimentos en el contexto para alimentar a las personas normales con alimentos normales? Además, ¿no necesitamos refugio, electricidad, esclavos sexuales robóticos, etc.?
@SerbanTanasa Tampoco estoy seguro del bit de dilatación del tiempo, pero el OP lo tenía en su pregunta. Mi respuesta, por supuesto, asume que de alguna manera lo obtenemos 'gratis' o como parte de nuestro 25% de energía requerida para sobrevivir, lo cual no es realista.
@Frostfyre definitivamente hay bastante margen de error en estos cálculos. Supuse que usaríamos el 25 % de nuestro presupuesto de energía para las necesidades de vivienda, pero fácilmente podría ser el 90 % o más. Coberturaría los números que se me ocurrieron como "dentro de dos órdenes de magnitud, probablemente".
"Puedo decirles con un 68 % de certeza que estamos 81 % seguros de que el 94 % de los números son inventados". :)
@Frostfyre Sí, la mejor estimación hasta ahora :)
@ckersch La dilatación del tiempo es mayormente gratuita. O te acercas a un lugar pesado sin caerte (la órbita hace esto gratis) o vas muy rápido (la inercia lo hace gratis). Este es un costo inicial, pero no es tan malo.
Si estuviéramos aprovechando toda la energía de todas las estrellas de la galaxia, ¿no se calentaría un poco? La energía siempre acaba en forma de calor, ¿adónde irá ese calor? Además, ¿no podríamos obtener aún más energía de nuestros propios reactores nucleares?
@Webkanguru No estamos generando energía adicional más allá de la que ya están produciendo las estrellas, por lo que no habrá calefacción adicional. La mayor parte de la energía finalmente terminará radiada como radiación electromagnética, que es lo que sucede actualmente. Potencialmente, podríamos construir reactores de fusión adicionales, pero es poco probable que generen una cantidad de energía cercana a la que ya generan las estrellas.
@chersch Sé que no lo estamos, estamos atrapando toda la energía que las estrellas están produciendo en un área pequeña alrededor de las estrellas... Construye una esfera de espejo gigante alrededor del sol en el radio de plutón y regresa y dime que el calor es no va a ser un problema.
@Webkanguru Su esfera de espejo gigante irradiará cualquier calor que absorba como radiación de cuerpo negro. Suponiendo que el espejo reabsorba la mitad de la energía que irradia, alcanzará el equilibrio térmico a una temperatura en la que su energía radiada sea exactamente igual al doble de la radiación térmica por unidad de área en el radio de Plutón. La radiación solar a esa distancia es de alrededor de 0,9 W/m^2, lo que da una temperatura de cuerpo negro según la ley de Stefan-Boltzmann de alrededor de 63 K, que es aproximadamente el punto de congelación del nitrógeno. El calor no va a ser un problema.

Dado que PyRulez ya ha dado una excelente respuesta que cubre el ángulo energético de esta pregunta, lo abordaré desde un enfoque diferente.

Hay 100 mil millones de planetas en la Vía Láctea (nuestra galaxia). Si fuéramos MUY buenos en la terraformación y el almacenamiento y distribución de energía perfectos, posiblemente podríamos vivir en todos ellos, aunque muchos planetas estarían demasiado lejos de su estrella más cercana para obtener suficiente energía para ser habitables. Sigamos con la idea de que solo podríamos vivir cómodamente en planetas en la zona habitable de una estrella y orbitar estrellas similares al Sol, además de tener el tamaño de la Tierra. Se estima que hay 40 mil millones de este tipo de planetas en nuestra galaxia. Supongo que estos serían aceptables para la terraformación.

Es difícil decir qué comeremos en el futuro, pero es dudoso que todos se vuelvan veganos pronto. Si nos guiamos por su suposición en la pregunta de que la Tierra podría sustentar una población de 10 mil millones con las dietas y la tecnología actuales o en un futuro cercano, y hay 40 mil millones de planetas del tamaño de la Tierra. Cada uno de estos planetas del tamaño de la Tierra sería más o menos capaz de soportar la misma cantidad de personas.

Una estimación conservadora de la población humana total que podría sustentarse en los planetas (sin incluir las estaciones espaciales) en nuestra galaxia sería 10 ^ 9 x 40 ^ 9 = 4x10 ^ 20

Sin duda, esto podría mejorarse con una mejor tecnología de conversión de energía, viviendo en estaciones espaciales para que los planetas puedan dedicarse únicamente a la producción de alimentos y nuevos tipos de cultivos.

La capacidad de población depende mucho de la tecnología. El límite de población en Australia aumentó debido a la introducción de la agricultura y la disminución de la caza y la recolección.

Si los humanos requieren planetas como la Tierra para vivir, entonces el límite de población de la galaxia sería considerablemente más bajo que si pudieran teraformar sus propios entornos.

Digamos que los humanos podrían extraer recursos de los asteroides y luego construir pequeñas fábricas en esos asteroides que alimentan el polvo espacial en tanques de bacterias modificadas genéticamente y luego sintetizan alimentos a partir de esas bacterias. Digamos que los humanos tenían tecnología de fusión fría y podían convertir gas de hidrógeno en energía bruta y, como subproducto, producir todos los demás elementos para los que tenemos uso. Los humanos podrían convertir sistemáticamente todos los escombros que flotan en el espacio interestelar en estaciones espaciales automatizadas que recolectan polvo y astroides para aumentar la capacidad de sus operaciones agrícolas. Luego podrían hacer estallar cada estrella y planeta para crear más polvo y escombros para recolectar hasta que cada pieza de materia en la galaxia se haya convertido en un ser humano o en el medio ambiente que los sostiene.

La población de la galaxia podría ser potencialmente inconcebible... o podría ser relativamente minúscula.

Si estamos permitiendo la dilatación del tiempo, tal vez podríamos enviar a las personas directamente a Sagitario A* hacia el final de su vida, de modo que, desde el punto de vista del resto de la galaxia, nunca mueran (Ignoremos lo que sucede en su propia marco de referencia). Entonces podemos continuar con la tarea de convertir la masa de las galaxias en personas. hay sobre 10 41 kg de materia normal en la galaxia (supongo que no puedes convertir la materia oscura en personas), así que creo 10 39 la gente podría ser un límite superior absoluto, dándonos ~30 kg de energía por persona para nuestro extenso programa de reproducción y transporte.

Ser arrojado a algo hacia el final de tu vida cuenta como "raro", creo.
Bueno, podrías hacerlos vivir en una estación espacial arbitrariamente cerca del horizonte de eventos para obtener un efecto similar si quieres ser más amable al respecto.
Diría que la estación espacial podría tener que orbitar de cierta manera para evitar ser aplastada por las fuerzas de las mareas.
¿Cuánta vida podría soportar nuestra galaxia?
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