¿Qué parte del sistema solar debería designarse desierto?

Una ilustración que muestra los planetas del sistema solar. Sra. tecnología

Los humanos son famosos por su mala predicción del impacto del crecimiento exponencial. El problema se demuestra con la siguiente pregunta, a menudo planteada a estudiantes desprevenidos.

Una colonia de bacterias crece en una placa de Petri y duplica su tamaño cada día. Llena el plato en el día 100, provocando un colapso demográfico. ¿Qué día está la placa de Petri medio llena?

La respuesta está en el día 99, un resultado que es matemáticamente trivial y aún así tiene el poder de sorprender. La verdad es que los humanos simplemente no han evolucionado para pensar intuitivamente sobre el cambio exponencial.

Esta dificultad tiene implicaciones importantes para nuestro entorno y cómo debemos utilizar los recursos que ofrece. La población mundial se ha duplicado dos veces en los últimos cien años más o menos. La economía mundial se duplica en tamaño cada 20 años.

Un número creciente de personas advierte que debemos evitar el escenario del día 99, aunque no está nada claro que podamos reconocerlo si estuviéramos en medio de él.

Una posible solución es que la humanidad se expanda hacia el sistema solar. Los cuerpos rocosos como la luna y Marte son objetivos obvios para la colonización. Y los asteroides parecen fuentes tentadoras de minerales valiosos para los mineros espaciales. De hecho, la perspectiva de un enfrentamiento entre todos ya está estimulando una nueva era espacial.

Pero el sistema solar también es un recurso limitado, aunque grande. Y eso plantea la importante cuestión de cómo debemos controlar su explotación. En particular, ¿cuánto del sistema solar debe mantenerse como desierto?

Hoy recibimos una respuesta gracias al trabajo de Martin Elvis en el Centro Smithsonian de Astrofísica de Harvard y Tony Milligan en el Kings College de Londres. Han estudiado la naturaleza del crecimiento exponencial y dicen que nuestra capacidad limitada para predecir su impacto significa que debemos tener esto en cuenta al limitar la forma en que se puede explotar el sistema solar.

Calculan que a los humanos se les debería permitir explotar una octava parte del sistema solar, con el resto designado como desierto. Y advierten que a las tasas de crecimiento actuales, este límite podría alcanzarse dentro de 400 años.

El razonamiento de los investigadores es sencillo. Cuando un sistema está experimentando un crecimiento exponencial y ha consumido una octava parte de sus recursos, le quedan tres períodos de duplicación hasta que se agoten todos los recursos, un punto que Elvis y Milligan llaman superexplotación. Nuestra capacidad limitada para ver el futuro hasta que dichos procesos estén muy avanzados sugiere que deberíamos establecer un 'cable trampa' que nos dé al menos 3 veces el doble de margen de maniobra, dicen.

¿Por qué tres veces el doble? En este tipo de sistemas, pequeños errores de medición pueden conducir a grandes errores en las predicciones. Es por eso que los investigadores no abogan por un límite más estricto. Un principio más restrictivo de 1/16 o 1/32 tiene el problema de que un error menor al estimar la tasa de crecimiento puede conducir a un error mayor al predecir cuándo se alcanzará la superexplotación, dicen.

Tampoco se oponen al crecimiento o la explotación, que ven como una parte importante del futuro de la humanidad. [El principio de un octavo] excluye solo el crecimiento sin restricciones o fuera de control, dicen.

Entonces, ¿cuánto tiempo tenemos? Para medir un nivel realista de crecimiento, Elvis y Milligan utilizan la explotación del hierro desde la Revolución Industrial. Esto ha crecido a una tasa promedio de 3.5% por año, lo que lleva a una duplicación cada 20 años.

Luego calculan cómo se desarrollaría una tasa de crecimiento similar en una escala interplanetaria. Sus cálculos sugieren que el octavo punto se alcanzaría en 400 años. En esa etapa, los próximos períodos de duplicación serían cruciales. En ese momento, solo quedarían 60 años para hacer la transición del sistema económico a nuevas condiciones de 'estado estable', dicen.

Para evitar esto, gran parte del sistema solar debe protegerse, pero exactamente qué es un tema complicado. Elvis y Milligan sugieren que los planetas deben protegerse por área de superficie y los asteroides por volumen. El sol debería excluirse por completo de los cálculos, y Elvis y Milligan dicen que Júpiter, que tiene más masa que todos los demás planetas juntos, también podría excluirse.

Luego está el Cinturón de Kuiper, el cinturón de objetos helados que orbitan más allá de Neptuno, y la Nube de cometas de Oort, mucho menos conocida, aún más lejos. Elvis y Milligan dicen que incluir estas regiones en los cálculos no cambia significativamente las conclusiones. La masa de material en el Cinturón de Kuiper agrega otras tres veces al doble, o 60 años, a los cálculos, y la Nube de Oort agrega otros 80 años.

De cualquier manera, el tiempo es precioso, ya que hay pocas posibilidades de minar otros sistemas estelares porque las distancias involucradas son demasiado grandes. Los tiempos de viaje, que ya se miden en décadas para la Nube de Oort, aumentan a siglos para cualquier cosa menos masas microscópicas a estas distancias interestelares, dicen. En lo que respecta a los recursos, nuestro sistema solar es un sistema cerrado.

Pero debería proporcionar mucho, incluso con un límite de un octavo establecido. Elvis y Milligan calculan que debería ser posible construir millones de anillos que circundan el sol con estos recursos. Eso debería ser suficiente para continuar, aunque una esfera de Dyson puede estar fuera de alcance, dicen, refiriéndose a la famosa idea de Freeman Dyson de que una civilización lo suficientemente avanzada y hambrienta de energía podría rodear por completo a su estrella anfitriona con una esfera que captura toda su energía emitida.

La tecnología requerida para eso está actualmente más allá de la humanidad. Entonces, es fácil imaginar que la idea de proteger el sistema solar ahora es algo prematura.

Pero el interés actual en la minería de asteroides podría cambiar eso pronto. La razón para adoptar el principio de un octavo con tanta anticipación es que puede ser mucho más fácil implementar restricciones basadas en principios en una etapa temprana, en lugar de más tarde, cuando los intereses creados y en competencia han surgido, dicen.

Por supuesto, la humanidad ya protege algunas partes del sistema solar de la explotación. Pero los esfuerzos en la Tierra han sido limitados. La Ley de Áreas Silvestres de EE. UU. de 1964 protege grandes extensiones de los Estados Unidos; la antigua Unión Soviética también protegió la Belovezhskaya pushcha , una de las últimas áreas restantes de bosque primitivo en Europa, aunque esta región en Bielorrusia ahora está bajo amenaza.

Y, sin embargo, solo el 12 % de la superficie terrestre de la Tierra está protegida y solo el 6 % de los océanos. Cuando se alcancen estos límites, habrá muy poco tiempo para cambiar de rumbo.

El argumento de Elvis y Milligan es que si queremos evitar una falla similar en el espacio, debemos actuar ahora.

Ref: arxiv.org/abs/1905.13681 : ¿Cuánto del Sistema Solar deberíamos dejar como desierto?

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