カルダシェフ・スケール カルダシェフ・スケールの概要

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カルダシェフ・スケール

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/01/12 05:19 UTC 版)

• タイプI文明は、惑星文明とも呼ばれ、その惑星で利用可能なすべてのエネルギーを使用および制御できる。
• タイプII文明は、恒星文明とも呼ばれ、恒星系の規模でエネルギーを使用および制御できる。
• タイプIII文明は、銀河文明とも呼ばれ、銀河全体の規模でエネルギーを制御できる。

概要

このスケールは、次に示す3つの段階にカテゴライズされている^[2]。

I型

惑星の全てのエネルギーを利用できる文明。エネルギー消費は 4×10¹⁹ erg/秒（およそ4×10¹² W）。タイプIの文明は通常、母星の恒星から降り注ぐすべてのエネルギーを利用できるものとして定義されている（地球–太陽系の場合、この値は1.74×10¹⁷ Wに近い）^[3] 。地球上で現在達成されている量よりも約4桁高く、エネルギー消費は ≈ 2×10¹³ W。天文学者のGuillermo A. Lemarchand は、これは現代の地球文明に近いレベルであり、10¹⁶から10¹⁷ Wの地球上の太陽の日射に相当するエネルギー能力を持っていると述べた^[4]。

II型

母星の恒星の全てのエネルギーを利用することができる文明。例えば、ダイソン球を構築できる科学技術を有するレベル。エネルギー消費は 4×10³³ erg/秒（およそ4×10²⁶ W）。

III型

属する銀河の全てのエネルギーをコントロールできる文明。エネルギー消費は 4×10⁴⁴ erg/秒（およそ4×10³⁷ W）。

カルダシェフ・スケール

人類文明の現状

全世界一年間の一次エネルギー消費量

天文学者カール・セーガンによれば人類は現在「カルダシェフスケール・タイプIを統合しようとしている文明の典型」であり、技術的な思春期の段階を経ている。

現時点では人類はまだタイプⅠ文明の地位にも達していない。物理学者および未来学者のミチオ・カクは、人類は100–200年でタイプⅠ、数千年でタイプⅡ、10万–100万年でタイプIIIの文明になる可能性があると示唆した^[5]。

カール・セーガンは、タイプI（10¹⁶ W）、タイプII（10²⁶ W）、およびタイプIII（10³⁶ W） に対して上記の値を補間および外挿する式で中間値（カルダシェフの元のスケールでは考慮されない）を定義することを提案した。

${\displaystyle K={\frac {\log _{10}P-6}{10}}}$

星を囲むダイソン・スウォームの図

タイプII文明は、タイプI文明で採用されているのと同じ手法を使用する場合があるが、多数の星系の多数の惑星に適用される。

• ダイソン球やダイソン・スォームと同様の巨大構築物を建造し、母星の恒星を太陽光発電衛星で囲むことで、ほとんどまたはそのエネルギー出力のすべてを利用する^[14]。
• 使用可能なエネルギーを生成するよりもエキゾチックな手段は、任意の質量をブラックホールに送り込み、降着円盤によって放出されたエネルギーを集めることである^[15][16]。エキゾチックではない手段では、すでに降着円盤から脱出したエネルギーを捕らえ、ブラックホールの角運動量を減らすことである。この手法はペンローズプロセスとして知られている。
• スターリフティングは寿命が尽き掛けた恒星を操作することで恒星の問題のかなりの部分を取り除くことができるプロセスである。
• 反物質は、多くのメガスケールエンジニアリングプロセス（前述のスターリフティングなど）の産業副産物として生産される可能性が高いため、リサイクルできる。
• 複数の星系、個々の星の出力は小さいが、十分な数のエネルギーを収穫できる。

タイプIII文明

• タイプIIIの文明はタイプIIの文明で採用されているのと同じ手法を使用するかもしれないが、1つ以上の銀河のすべての可能な星に個別に適用される。
• ほとんどの銀河の中心に存在すると目されている超大質量ブラックホールから放出されたエネルギーを利用することができるかもしれない。
• ホワイトホールがもし存在すれば、理論的には外に放出される物質を集めることで大量のエネルギーを供給することができる。
• ガンマ線バーストは、理論的には高度な文明が利用可能な電源の一つ。
• クエーサーからの放出は小さな活動銀河の放出と容易に比較することができ、収集可能であれば大規模な電源を提供する可能性がある。