Kardaxoven eskala

Kardaxoven eskala zibilizazio baten eboluzio-maila neurtzeko erabiltzen den metodo bat da. 1964ean proposatu zuen Nikolai Kardaxov astrofisikari errusiarrak. Zibilizazio batek bere inguruneko energia aprobetxatzeko duen gaitasunean oinarritzen da metodoa, hiru maila ezberdin daude: I, II eta III. mailak. Era esponentzialean handitzen diren maila horiek datuak ere ematen dizkigute aztertzen ari garen zibilizazioak bere inguruneko espazioan egin duen kolonizazioari buruz. Jarraian maila bakoitzeko zibilizazioek eduki beharko lituzketen ezaugarriak:

 I. mailakoa: bere planetako energia osoa ahalik eta egokien aprobetxatzea lortu du;
 II. mailakoa: bere eguzki-sistemako energia osoa menderatzen du;
 III. mailakoa: bere galaxiako energia osoa kontrolatu eta aprobetxatzen du.

Gaur egun, gizadiak ez du lehenengo mailara iristea lortu, zehazki, 0,72 puntu ditugu oraintxe bertan. Hala ere, zientzialarien arabera, hemendik 100-200 urtera lehenengo mailara iristea lortuko dugu, hemendik milaka urte batzuetara 2. mailara eta 100.000 urtetik milioi bat bitartera beharko ditugu hirugarren mailara heltzeko.

Energiaren erabilera 
Energia beti berdin agertzen den eta aldaezina den kopuru bat da, jouletan (J) adierazten dena. Potentzia aldiz, denboran zehar gertatzen diren energia-transferentziak neurtzen dituen neurri bat da, watt-etan (W) adierazten da, hau da, segundoko-joule kopuruan. Kardaxoven Eskalan agertzen diren hiru mailak potentzia-unitateetan edo watt-etan zenbatu daitezke eta eskala logaritmiko gorakor batean adierazten dira.

 I. maila – bere planetan edo planeta batean eskuragarri dagoen potentzia osoa aprobetxatzeko gai den zibilizazioa, gutxi gorabehera, 1016 W. Zifra aldakorra izan daiteke; Lurrak 1,74×1017 W-eko energia du eskuragarri. Kardaxoven jatorrizko definizioan kopurua askoz ere murritzagoa zen: 4×1012 W. (Kardaxovek I. mailako zibilizazioak «gaur egungo» maila teknologikoaren antzekoa duten zibilizazioak zirela esan zuen, «gaur egun» hori 1964. urteari dagokio).
 II. maila – izar batek duen energia osoa eskuratzeko eta erabiltzeko gai den zibilizazioa, hau da, 1026 W inguru. Zifra, berriz ere, aldakorra izan daiteke, izan ere, Eguzkiak 3,86×1026 W inguru igortzen ditu. Kardaxovek bere garaian eman zuen zifra hurrengoa zen: 4×1026 W.
 III. maila – Galaxia oso bateko energia guztia aprobetxatzeko gai den zibilizazioa, gutxi gorabehera 1037 W. Zifra hau da aurretik aipatu ditugun guztien artetik aldakorrena, galaxia mota oso ezberdinak daudelako, tamaina eta energia desberdinekin. Kardaxovek aurkeztu zuen zifra jarraian duzue: 4×1037 W.

Aipatu ditugun maila guztietako zibilizazioak, gaur arte, hipotesi hutsak dira, hala ere, SETIko zientzialariek Kardaxoven eredua erabiltzen dute. Aipatzekoa da, zientzia fikzioan eta etorkizunari loturiko gai literarioetan ere neurri hauek erabiltzen direla.

Gizadiaren egoera 
Michio Kaku fisikari teorikoak gizakiok I. mailara iristeko 100-200 urte gehiago beharko ditugula esaten du, II. mailara iristeko milaka urte batzuk eta III. mailara hurbiltzeko, 100 000 urtetik milioi bat urte bitarte.

Gaur egun, gizadia edo gure zibilizazioa I. mailara ez da inolaz ere iristen, ez delako Lur planetak eskaintzen duen energiaren osotasuna erabiltzeko gai. Gauzak horrela, gizadiak gaur egun duen mailari 0 maila deitzen zaio. Kardaxovek bere proposamenean mailen arteko azpimailarik aurkeztu ez zuen arren, Carl Saganek erraz ezarri zitezkeela adierazi zuen, aurretik eman ditugun zenbakiak interpolatzen eta estrapolatzen. 1973an, Saganek gizakiaren maila 0,7koa zela kalkulatu zuen, hau da, Kardaxoven eskalari begiratu ezkero, 0 eta 1 mailen artean kokatu daiteke.

Saganek jarraian ageri den formula erabili zuen:

Formula horretan, K, Kardaxoven zibilizazio mota da eta W zibilizazio horrek aprobetxatzen duen potentzia, watt-etan. Saganek 10 terawatt (TW) zifra erabili zuen W hizkia ordezkatzerakoan, balio hori 1973an gure zibilizazioak zuen garapenari dagokio. Gaur egun badakigu, garai horretan gizakiak aprobetxatzen zuen energia apur bat baxuagoa zela.

2012an, mundu mailako energia-kontsumoak 553 exajuole-ko zifra (553×1018 J = 153,611 TWh) ordezkatzen zuten, gutxi gorabehera, 17,54 TW-eko energia kontsumoa dugu hau (Saganen Kardaxov Eskalan 0,724).

Ebidentzia enpirikoa 

2015ean, erdi mailako galaxia-igorpenak aztertu zituen ikerketa baten bidez, zientzialariek "Kardaxoven eskalako III. mailako zibilizazioak" oso arraroak direla edo ez direla existitzen aipatu zuten. 2015eko urriaren 14ean, KIC 8462852 izeneko izar baten argi-patroi arraroak zalantzak eta galderak piztu zituen, izan ere, Dysonen Esfera baten aurkikuntza egin zela esan zuten jakitun batzuek.

Energia-iturriak 
Aurretik zibilizazio bat dagokion mailan sailkatzeko jarraitzen diren irizpideak aipatu ditugu, orain, atal honetan, energia kopuru hori lortzeko erabili daitezken energia-iturriak azaltzen saiatuko gara.

I. mailako zibilizazioa 

 Fusio-energiaren aplikazioa, eskala handian: masa eta energiaren arteko baliokidetasunean, I. mailak segundoko 2kg materia energia bihurtzea lortu behar du. Aipatu dugun energia kopurua, teorikoki, segundoko 280 kg hidrogeno eta helioren fusioaren bitartez lor daiteke, beste era batean esanda, urtean 8.9×109 kg materia energia bihurtzeko gaitasuna izan beharko luke maila honetako zibilizazioak.

Urezko kilometro kubiko batek 1011 kg hidrogeno ditu, Lur planetako ozeano guztiek ordea, 1.3×109 km kubiko dituzte, zifra harrigarriak. Lur planetako biztanleria maila honetara iritsiz gero, energia kontsumo hau eskala geologikoetan agertzen den denbora kopuru beretsuetan mantentzeko aukera izango lukete, beste era batean esanda, ehunka milaka urtetan edo milioika urtetan energia nahikoa izango lukete.

 Antimateria izan daiteke energia-ekoizpenaren beste gako bat, izan ere, gaur egungo teknologiarekin ekoitzi dezakegun energia baino askoz ere gehiago lor daiteke antimateriari esker. Materiaren eta antimateriaren arteko talketan, partikulen masa guztia energia elektromagnetiko bilakatzen da. Bere dentsitate energetikoa (masa kopuruko askatzen den energia kantitatea) fisio nuklearrarena baino 4 aldiz handiagoa da eta 2 aldiz handiagoa fisio nuklear hau ahalik errendimendu handienean badago. Kilogramo bat antimateria beste materiazko kilogramo batekin erreakzionatzen badugu, 1.8×1017 J (180 petajoule) energia lortuko dugu.

Antimateria sarritan energia eskuratzeko bide bat bezala proposatzen den arren, ez da bide egingarria. Gaur egun ezagutzen ditugun fisikako legeen arabera, antimateria era artifizialean sortzeko, lehenik energia masa bihurtu behar dugu, beraz, ez ditugu energiari dagokionean irabazirik lortzen. Antimateria artifiziala sortzea energia gordetzeko eta biltegiratzeko helburuarekin egiten bada baino ez da eraginkorra, energia-iturri bezala ez duelako baliorik. Noski, etorkizuneko aurrerapen teknologikoek (zenbaki barionikoaren kontserbazioaren aurka, eta antimateriaren aldeko CP urratze batekin) masa arrunta antimateria bihurtzeko tresnaren bat garatzea lortzen badute, aurretik esandakoa berridatzi egin beharko litzateke. Bestalde, teorikoki, etorkizuneko gizakiek antimateria-iturri naturalak lantzeko eta bertako energia biltzeko gaitasuna edukitzea ez da ezinezkoa.

 Maila honetako zibilizazio batek energia berriztagarriak oso modu aurreratuan edo ia ezin hobean erabiltzeko gaitasuna eduki beharko luke. Seguru aski, eguzki-argia elektrizitate bihurtzeko bidea izango zen ustiatuena, horretarako, besteak beste, zelula fotovoltaikoak edo kontzentrazio eguzki-energia erabiliko zituen zibilizazioak. Bestalde, haizearen bidezko energia, hidraulikoa, haize-sorgailuak eta marea-energia ere erabiliko beharko zituen, gure kasuan, Lur planetako ozeanoetako energia aprobetxatzeko.

Gaur egun arte, gizakiak ez du metodorik asmatu Lur planetak Eguzkitik jasotzen duen energia guztia erabiltzeko, planetaren lurrazal guztia egiturez hornitzea ez bada. Planetaren lurrazal guztia gizakiak eginiko egiturez osatzea gaur egun ezinezkoa da, teknologia aldetik gabeziak ditugulako eta zentzu handirik ez duen proiektu bat delako. I. mailako zibilizazioa izateko lortu behar den energia kopurura iritsi nahi badugu, espazioan eguzki-energia bereganatzen dituzten satelite handi eta indartsuak jar ditzakegu.

II. mailako zibilizazioa 
II. mailako zibilizazioek I. mailakoek erabiltzen dituzten metodo berdinak erabili ditzakete energia eskuratzeko, eskala askoz handiagoan aplikatu beharko lituzkete ordea, hasieran esan dugun mailan sailkatuak izateko. II. mailako zibilizazioek planeta eta eguzki-sistema ugari ustiatu beharko lituzkete. Jarraian energia eskuratzeko erabili ditzaketen hainbat metodo:

 Dysonen esfera edo antzekoak Freeman Dysonek deskribatu zituen megaegitura hipotetikoak dira, erabilgarriak izan daitezke etorkizun nahiko urrun batean energia kopuru handiak eskuratzeko. Dysonen esfera eguzki-energia xurgatzen duten satelitez osatutako kaiola antzeko bat da, kaiola honek izar bat inguratuko luke, hala, berak igortzen duen energiaren zati handiena edo energia osoa eskuratuz.
 Energia eskuratzeko beste modu arraroago bat zulo beltz bateko izar-masa materia horrekin elikatzea izango zen, horrela energia berrerabilgarria eskuratzeko eta akrezio-diskoak igorritako fotoiak jasotzeko. Era sinpleago edo arruntago bat, soilik, akrezio-diskoak igortzen dituen fotoiak biltzea izango zen, horrela, zulo beltz baten momentu angeluarra gutxitzea lortuko genuke. Prozesu hau Penrose prozesua bezala ere ezagutzen da.
 Maila honetako zibilizazio batek izar baten materia kopuru esanguratsu bat deuseztatzeko gai izan beharko luke, ezabatutako materia kopuru hau beste erabilera batzuetarako erabiltzeko gaitasuna izateaz gain. Hau da, izar baten energia-igorpenaren osotasuna erabiltzeko gai izan beharko luke maila honetako zibilizazioak.
 Beste eskala handiko prozesuetan, lehen aipatu duguna kasu, antimateria ekoizten da azpiproduktu gisan, beraz, berrerabilia izan daiteke.
 Maila honetako zibilizazio batek eguzki-sistema asko menderatzen baditu, haien izar bakoitzean energia eskuratzeko sistemak jar ditzake martxan. Sistema hauek, agian, ez dute izar batek ekoizten duen energiaren osotasuna eskuratzeko gaitasunik edukiko, baina izar askotan jarri ezkero, zibilizazioak maila honetan sailkatzeko energia kopurua eskuratu ahal izango luke.
 Guretzat ezezagunak diren bestelako energia-iturriak garatu izana ere posible da.

III. mailako zibilizazioa 

III. mailara iristeko gai izango zen zibilizazio hipotetiko bat irudikatzeko orduan adibide egokia space opera motako film askotan agertzen den Galaxia-Inperioa da (Star Wars filma adibide ona izan daiteke). Mota honetako zibilizazio batek energia era masiboan erabiliko luke, batez ere, II eta III. mailen artean kokatzen denean. Maila honetako zibilizazioek II. mailakoen antzeko ereduak edo iturriak erabil ditzakete, hala ere, ezberdintasun ikaragarri bat dago bi maila hauen artean: eskala. III. mailako zibilizazioak galaxia oso bateko izar guztietan (edo hainbat galaxietan) aplikatuko lituzke II. mailako zibilizazioak erabilitako metodoak.

 Aipatutakoaz gain, zulo beltz supermasibo batek (gaur egun, galaxia gehienen erdialdean daudela uste da) ekoizten duen energia osoa edo zatirik handiena aprobetxatzeko gaitasuna edukiko lukete.
 Horretaz gain, zulo zuriak existitzen badira, teorikoki energia kopuru handiak igorriko lituzkete bildutako materia guztia askatzean, modu ona izan daiteke maila honetako zibilizazio batek energia eskuratzeko.
 Teorikoki, gamma izpien atzematea beste iturri egoki bat izan daiteke zibilizazio oso aurreratuentzat.
 Quasarren energia igorpena galaxia aktibo txikienenarekin alderatu daiteke, beraz, energia-iturri garrantzitsuak izan daitezke.

Eskalaren zabalkuntzak 
Eskala zabaltzeko hainbat proposamen egin dira, adibidez, beste maila batzuk gehitzeko proposamenak luzatu dira, adibidez, jatorrizko eskalak zituen mailei beste batzuk gehitzea edo zibilizazioak sailkatzerako orduan beste irizpide batzuk ere kontuan hartzea. Jarraian azalduko ditugu zabalkuntza hauek.

Maila gehigarriak 
Maila hauek aipatutako hiru mailetara iristen ez diren zibilizazioak sailkatzeko edo are garatuagoak daudenak sailkatzeko erabili daitezke.

0 mailako zibilizazioa 
Maila hau izango litzake, gaur egun, gizakiok dugun lekua, izan ere, gure egungo maila 0,73 da, aurretik aipatu dugun bezala. Maila honetako zibilizazioak energia lehengai naturaletatik eta materia organikotik eskuratzen du, besteak beste, egur, petrolio edo ikatzetik. Ziurrenik maila honetara zibilizazio asko iritsiko dira, nahiz eta guk 200 mila urte behar izan ditugun gaur egun gauden lekura iristeko (oraindik ez gara I. mailara iritsi).

IV. mailako zibilizazioa 

Kardaxovek ez zuen maila hau bere eskala ofizialen txertatu, bere ustez «aurreratuegia» zelako eta ez genuelako une horretan (eta honetan) hauen maila irudikatzeko gaitasunik. Hala ere, galdera bat erantzun beharko genuke maila hau aipatu baino lehenago: «ba al dago mugarik?».

Maila honetako zibilizazio batek unibertso osoa menderatuko luke, beraz, gai izango litzateke unibertsoaren hedapen azeleratua gainditzeko eta kosmosaren alde batetik bestera bidaiatzeko, hau osatzen duten galaxia guztien energia aprobetxatuz. Hori gutxi balitz, espazio-denbora eraldatzeko eta beraien interesen esanetara jartzeko gai izango zirela uste dute hainbat zientzialarik. Zoltan Galantai irakasle hungariarraren hitzetan, maila honetako zibilizazio batek guretzat ikusezina izan beharko luke, garapen maila baxuegia dugulako.

V. mailako zibilizazioa 
Gure ulermenari erronka botatzen dion maila bat dugu hau, V mailako zibilizazio batek multibertso oso bateko energia aprobetxatzeko gaitasuna edukiko luke, hau da, unibertso kopuru handi baten energia kopurua eskuratzeko aurrerakuntza nahikoak. Gainera, unibertsoz unibertso bidaiatzeko gaitasuna ere edukiko luke zibilizazio honek. Horretaz gain, agian, unibertso paralelo desberdin ugari menderatzen baditu maila honetako zibilizazioak, errealitatea bera eraldatzeko gaitasuna eduki lezake. Gauza bakarra da ziurra, maila honetara iristen denak ez ditu muga askorik edukiko.

VI. mailako zibilizazioa 
VI. mailako zibilizazio bat irudikatzea oso zaila egiten zaigu eta ezinezkoa da berak energia lortzeko erabiliko lituzkeen energia-iturriak aurreikustea. Maila honetako zibilizazio baten ezaugarri nagusia hurrengoa da: unibertsoak sortzeko eta deuseztatzeko gaitasuna edukiko luke. MITeko Alan Guth fisikariaren arabera, unibertso bat sortzeko 1 000 bilioi graduko tenperatura beharko litzake, maila honetako zibilizazio batek baino ezingo zuen energia kopuru hori eskuratu. Beste hitzetan esanda, errealitate unibertsal bat sortzeko ahalmena eta hilezkortasuna zein betikotasuna lortzeko indar nahikoa lortuko lukete, dudarik gabe, omega puntura (eboluzio puntu gorena) hurbiltzea lortuko lukete.

Oraindik harrigarriagoa den beste datu bat ere badugu, maila honetako zibilizazio bat gure espazio-denboratik at kokatuko litzake. Beraz, era honetako taldeak existitzen badira, jainkoen antzekoak direla esan genezake. Esan dugun guztia aztertzen badugu, horrelako zibilizazio batek gure unibertsoa sortu ahal izan duela ondorioztatu dezakegu.

Aipatu dugun maila hipotetiko hau gainditu dezakeen zibilizazio bat balego, hau da, VII. mailara iristea lortu duen bat, maila honetako ezaugarriak guretzat oraingoz ulertezinak izango lirateke, aurrerapen maila ikaragarria edukiko lukeelako.

Kontrol mikrodimentsionala 

John D. Barrow zientzialariak, gizakiok aurrerapen teknologiko eraginkorrenak dimentsio txikiagoetan ingurunea manipulatu edo aldatzeko trebetasuna garatuz lortu dugula babesten du, horregatik, zibilizazio baten aurrerapen maila dimentsio txikiagoetan aldaketak egiteko duen gaitasunaren arabera neurtu daitekeela dio. Garapen txikiena duen zibilizazioa I-minus motakoa izango litzateke eta handiena duen Omega-minus motakoa. Jarraian maila bakoitzak dituen ezaugarriak:

 I-minus mota: zibilizazioa hau osatzen duten norbanakoak bizi diren eskalan aldaketak egiteko gai da, adibidez, eraikuntzak eraikiz, meategiak sortuz edo landaketak eginez.
 II-minus mota: geneak edo bizidunen garapena aldatzeko zein manipulatzeko gai da, adibidez, organoen transplanteak eginez edo norbanako baten kode genetikoa irakurriz eta eraldatuz.
 III-minus mota: molekulak manipulatzeko gai da, hala, material berriak sortzeko, adibidez.
 IV-minus mota: atomoak manipulatzeko gai da, eskala horretako nanoteknologiak sortzeko edo bizi artifizialen forma konplexuak eratzeko, besteak beste.
 V-minus mota: atomo baten nukleoa manipulatzeko gai da eta beraz, atomoaren nukleoa osatzen duten partikuletan aldaketak egiteko gaitasuna du.
 VI-minus mota: materiaren oinarrizko partikulak manipulatzeko gai da (quark eta leptoiak), hala, artifizialki eratutako oinarrizko partikulen pilaketa konplexuak diseinatzeko.
 Omega-minus mota: denbora eta espazioaren oinarrizko egitura manipulatzeko gai da.

Eskala honetan, gizakiak III-minus mota gainditua du, besteak beste, kimikaren eta biologiaren zenbait adarretan egin dituen ikerketa eta aurrerapenengatik. Oraindik ez gara IV-minus motako zibilizazio izatera iritsi, baina zientziaren zenbait adarrek (erdieroaleen adarra, nanoteknologia, ingeniaritza genetikoa) maila horretako aurkikuntzak egiten dihardute jada. Bestalde, V-minus motako zibilizazio izateko bide luzea gelditzen zaigun arren, fisika nuklearrak hara iristen garenean lortuko ditugun aurrerapenen berri ematen dihardu. Hortik aurrera, partikula-azeleragailuetan eskuratzen dugun informazioaz gain, ez dakigu ezer handirik.

Kritikak 
Zenbait adituren hitzetan, gu baino zibilizazio aurreratuagoek izan dezaketen teknologia, kultura eta bizimodua ulertezina zaigunez, ezinezkoa zaigu hauen inguruko aurreikuspenak egitea eta are ezinezkoagoa, sailkapen zehatz bat egitea. Hala, Kardaxoven eskala baliogabe geratuko litzateke, zibilizazio estralurtar aurreratuak sailkatzerako orduan. Argumentu hau Jack Cohen biologoak eta Ian Stewart matematikariak elkarlanean idatzi zuten Evolving the Alien: The Science of Extraterrestial Life liburuan aurkitu dezakegu.

Erreferentziak

Ikus, gainera 
 Drakeren ekuazioa
 Jasangarritasuna
 Singularitate teknologikoa
 Energia-kontsumoa

Kanpo estekak 

 Gurea baino aurreratuagoak diren zibilizazioen arrasto posibleak. (Ingelesez)
 Astrobiologiari buruzko webgunea, zibilizazio adimentsuei buruz mintzatzen dena. (Ingelesez)
 Michio Kaku zientzialariaren arabera, zibilizazio moten sailkapena. (Ingelesez)

Eskalak
Artikulu onak
SETI
Energiaren garapena