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카르다쇼프 척도(Kardashev scale)는 문명의 기술발전을 분류하는 일반적인 방법으로, 1964년에 소련의 천문학자 니콜라이 세묘노비치 카르다쇼프(Никола́й Семёнович Кардашёв)가 처음으로 제안했다. 이 척도는 문명이 사용하는 에너지에 따라 3단계로 분류되며, 로그함수 모양으로 증가된다:
카르다쇼프의 척도는 가설일 뿐이나 SETI 연구자, 과학 소설 작가들, 그리고 미래학자들의 이론적인 프레임워크 생성에 사용된다.
에너지 총계를 멀리 추측해볼 때, 10초 동안의 뉴트리노 폭발로 초신성이 폭발할 때 1046 줄이 나오는 것에 대해서 생각해 볼 필요가 있는데,[3] 이건 대략 III 유형의 문명 1000개를 1년 이상 운영할 수 있을 정도의 에너지이다.
현재 인류는 태양으로부터 받고 있는 에너지를 100% 이용하는 I 단계 문명에 근접하고 있으며, 현재 인류문명은 0 유형이다. 비록 카르다쇼프의 원 제안이 중간 값으로 이야기되고 있지 않지만, 칼 세이건은 카르다쇼프의 원 제안을 보완, 외삽하면 쉽게 정의를 내릴 수 있다고 주장하였다. 1973년 칼 세이건은 인류 문명이 0.73이라 계산해내었고, 이건 카르다쇼프의 0 유형과 I 유형과 관련성이 있다.[4]
카르다쇼프의 척도는 이 공식을 사용한다:
는 문명의 카르다쇼프 척도이며, 는 에너지원에서 방출하는 에너지이다. 칼 세이건은 10 테라와트를 로 잡았고, 현재 제안된 값보다 훨씬 높아지게 되었다.[5] 세이건의 과대평가는 인류 문명의 수의 작은 차이점에 관계하고 있다(밑의 표 참조). 게다가 칼 세이건은 카르다쇼프 척도와 비슷한 척도를 만들었고(그의 척도는 정보의 양으로 분류한다), 1973년 인류문명을 0.7H 문명으로 규정하였다. (H는 1013 비트정도의 정보와 유사하다).[1]
국제 에너지 기구의 예상치의[5] 과거와 예측된 행성에너지의 양은 카르다쇼프 척도로 어림된다:
Year | 에너지 생산 | 카르다쇼프 척도 | |||
---|---|---|---|---|---|
엑사줄/년 | 테라와트 | 쿼드/년[6] | mtoes/년[7] | ||
1900 | 21 | .67 | 20 | 500 | 0.58 |
1970 | 190 | 6.0 | 180 | 4500 | 0.67 |
1973 | 260 | 8.2 | 240 | 6200 | 0.69 |
1985 | 290 | 9.2 | 270 | 6900 | 0.69 |
1989 | 320 | 10 | 300 | 7600 | 0.70 |
1993 | 340 | 11 | 320 | 8100 | 0.70 |
1995 | 360 | 12 | 340 | 8700 | 0.70 |
2000 | 420 | 13 | 400 | 10000 | 0.71 |
2001 | 420 | 13 | 400 | 10000 | 0.71 |
2002 | 430 | 14 | 410 | 10400 | 0.71 |
2004 | 440 | 14 | 420 | 10600 | 0.71 |
2010 | 510 | 16 | 480 | 12100 | 0.72 |
2030 | 680 | 22 | 650 | 16300 | 0.73 |
많은 역사적 예들, 예를 들어 산업혁명과 같이 문명은 거대한 규모의 변이를 받는다. 문명이 가능한 자원을 한계까지 다 써버리거나 새로운 에너지원을 개발 혹은 발견하여, 카르다쇼프 척도의 유형이 변경될때는 사회적 대변동이 일어날 가능성이 매우 크다.
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