Skala Kardashev

Perkiraan Konsumsi Energi dari tiga tipe peradaban yang didefinisikan oleh Skala Kardashev

Skala Kardashev (bahasa Rusia: Шкала́ Кардашёва, diromanisasi: Shkalá Kardashova) adalah sebuah metode untuk mengukur tingkat kemajuan teknologi sebuah peradaban berdasarkan jumlah energi yang dapat dimanfaatkan dan digunakan. Pengukuran ini diusulkan oleh astronom Soviet Nikolai Kardashev (1932-2019) pada tahun 1964 dan dinamai menurut namanya.

Skala ini bersifat hipotetis, dan mengacu pada konsumsi energi dalam skala kosmik. Berbagai perluasan skala telah diusulkan, termasuk berbagai tingkat daya yang lebih luas (Tipe 0, IV, dan V) dan penggunaan metrik selain daya murni (misalnya, pertumbuhan komputasi atau konsumsi makanan).

Kardashev pertama kali menguraikan skalanya dalam sebuah makalah yang dipresentasikan pada konferensi Byurakan 1964 di Armenia, sebuah pertemuan ilmiah yang mengulas program pendengaran ruang angkasa astronomi radio Soviet. Makalah itu berjudul "Передача информации внеземными цивилизациями" ("Transmisi Informasi oleh Peradaban Luar Bumi"). Berawal dari definisi fungsional peradaban, berdasarkan kekekalan hukum fisika dan menggunakan peradaban manusia sebagai model ekstrapolasi, model awal Kardashev dikembangkan. Dia mengusulkan klasifikasi peradaban menjadi tiga jenis, berdasarkan aksioma pertumbuhan eksponensial:

• Peradaban Tipe I mampu mengakses semua energi yang tersedia di planetnya dan menyimpannya untuk dikonsumsi. Secara hipotesis, peradaban ini juga harus bisa mengendalikan peristiwa alam seperti gempa bumi, letusan gunung berapi, dll.
• Peradaban Tipe II bisa mengonsumsi energi bintang secara langsung, kemungkinan besar dengan menggunakan Bola Dyson.
• Peradaban Tipe III dapat menangkap semua energi yang dipancarkan oleh galaksi dan setiap objek di dalamnya, seperti bintang, lubang hitam, dll.
• Peradaban Tipe IV (tidak termasuk dalam teori asli) mampu menggunakan energi yang sebanding dengan kekuatan seluruh alam semesta. Perkiraan konsumsi energi adalah 10⁴⁹-10⁵⁰ W.

Dalam artikel kedua, berjudul "Strategies of Searching for Extraterrestrial Intelligence", yang diterbitkan pada 1980, Kardashev bertanya-tanya tentang kemampuan sebuah peradaban, yang ia definisikan sebagai kemampuannya untuk mengakses energi, mempertahankan diri, dan mengintegrasikan informasi dari lingkungannya. Dua artikel berikutnya menyusul: "On the Inevitability and the Possible Structure of Super Civilizations" dan "Cosmology and Civilizations", yang masing-masing diterbitkan pada tahun 1985 dan 1997; astronom Soviet ini mengusulkan cara-cara untuk mendeteksi peradaban super dan mengarahkan program SETI (Search for Extra Terrestrial Intelligence).

Sejumlah ilmuwan telah melakukan pencarian peradaban yang mungkin, tetapi tanpa hasil yang konklusif. Namun, sebagian berkat pencarian tersebut, objek-objek yang tidak biasa, yang sekarang dikenal sebagai pulsar atau kuasar, telah diidentifikasi.

Asal-usul Klasifikasi

Proyeksi skala Kardashev hingga tahun 2040 berdasarkan data dari International Energy Agency World Energy Outlook.

Publikasi Pertama (1964)

Kardashev mempresentasikan untuk pertama kalinya klasifikasi peradaban menurut tingkat konsumsi energi mereka dalam sebuah artikel berjudul Transmission of Information by Extraterrestrial Civilizations, yang diterbitkan pada tahun 1964 pertama kali dalam bahasa Rusia dalam edisi Maret-April Astronomicheskii Zhurnal, kemudian dalam bahasa Inggris pada edisi September-Oktober 1964 dari Jurnal Astronomi Soviet. Dalam artikel ini, ilmuwan menyajikan perhitungan evolusi kebutuhan energi umat manusia, dan menghitung bahwa konsumsi energi yang terakhir akan sama dengan yang dipancarkan oleh Matahari, dievaluasi pada 4 × 10²⁶ watt (W), dalam waktu sekitar 3.200 tahun, kemudian akan sama dengan yang dipancarkan oleh 10¹¹ bintang yang mirip dengan bintang kita (yang sesuai dengan perkiraan jumlah bintang di Bima Sakti) dalam 5.800 tahun. Berdasarkan pengamatan ini, dan dengan mempertimbangkan bahwa tidak ada alasan untuk mengasumsikan bahwa evolusi konsumsi energi umat manusia dapat menurun, Kardashev mengusulkan klasifikasi peradaban teknologi ke dalam tiga jenis.

Peradaban yang dikenal sebagai "Tipe I" mampu mengumpulkan dan menggunakan semua energi yang tersedia di planetnya, yaitu setara dengan 10¹⁶ watt secara teoritis. Menurut Kardashev, ini adalah tipe peradaban yang paling dekat dengan pencapaian Bumi pada tahun 1964. Peradaban yang dikenal sebagai "Tipe II" akan melampaui yang pertama dengan faktor 10 miliar, mencapai konsumsi 10²⁶ watt, kali ini menggunakan semua daya yang dipancarkan oleh bintangnya. Terakhir, peradaban yang dikenal sebagai "Tipe III" akan mampu mengumpulkan dan mengonsumsi seluruh energi yang dipancarkan oleh galaksi, yang setara dengan 10³⁷ watt.

Dengan mengasumsikan perkembangan radio, Kardashev memperkirakan bahwa dalam dua dekade berikutnya (yaitu pada tahun 1980-an) akan memungkinkan untuk membangun antena seluas 100.000 m² yang mampu mendeteksi peradaban Tipe II dan III. Peradaban Tipe I seperti bumi akan dapat menerima emisi energik yang luar biasa dari tipe peradaban lainnya, yang seharusnya dapat memancarkan secara terus menerus.

Kardashev kemudian memeriksa karakteristik transmisi dari sumber buatan. Ia menyebutkan secara khusus dua sumber radio kosmik yang ditemukan pada tahun 1963 oleh California Institute of Technology, khususnya CTA-21 dan CTA-102, yang memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik sumber buatan. Wilayah galaksi yang paling cocok untuk mengamati peradaban Tipe II dan III adalah Pusat Galaksi, karena kepadatan populasi bintang yang tinggi di sana. Dia kemudian merekomendasikan bahwa program pencarian sumber buatan seperti itu harus fokus pada galaksi terdekat lainnya, seperti Galaksi Andromeda, Awan Magellan, M87, atau Centaurus A. Kardashev menyimpulkan makalahnya dengan mencatat bahwa kemungkinan penemuan organisme paling sederhana sekalipun di Mars akan meningkatkan kemungkinan peradaban Tipe II ada di galaksi.

Kategori

• Tipe I — peradaban yang mampu menguasai semua energi di planetnya. Mereka diperkirakan menguasai energi sebesar 10¹⁶ atau 10¹⁷ W. Energi yang tersedia di Bumi adalah 1.74 ×10¹⁷ W (174 peta watt). Menurut Nikolai bila manusia telah sampai ketingkat ini manusia akan mengendalikan pangan global, letusan gunung berapi, gempa dan cuaca.
• Tipe II — peradaban yang mampu memanfaatkan semua energi dalam suatu bintang, yaitu sekitar 4 ×10²⁶ W. Energi matahari diperkirakan sebesar 3.86 ×10²⁶ W. Di tingkat ini manusia menjalani hidup antarplanet. Mars dan Venus telah diterraformasi. Selain itu, manusia akan membuat megastruktur yang bernama Bola Dyson untuk mendapat energi matahari.
• Tipe III — peradaban yang mampu mengendalikan semua energi di suatu galaksi, atau sekitar 4 ×10³⁷ W. Perkiraan ini sangat beragam, karena ukuran setiap galaksi tidak sama. Perkiraan 4 ×10³⁷ W sendiri didasarkan pada jumlah energi di galaksi Bima Sakti.

Status peradaban manusia

Peradaban manusia saat ini berada dalam Tipe 0 karena baru menguasai sebagian energi yang ada di Bumi. Pada tahun 1973, Carl Sagan menghitung tipe peradaban manusia saat itu, dan hasil perhitungannya menunjukkan 0.7.

Sagan menggunakan rumus

$K={\frac {\log _{10}{W}-6}{10}}$,

K adalah skala Kardashev suatu peradaban, W merupakan output energi dalam watt.

International Energy Agency memperkirakan tipe peradaban kita sebagai berikut:

Tahun	Produksi energi				Skala Kardashev
	Eksajoule/tahun	Terawatt	Quad/tahun	Mtoe/tahun
1900	21	0,67	20	500	0,58
1970	190	6,0	180	4.500	0,67
1973	260	8,2	240	6.200	0,69
1985	290	9,2	270	6.900	0,69
1989	320	10	300	7.600	0,70
1993	340	11	320	8.100	0,70
1995	360	12	340	8.700	0,70
2000	420	13	400	10.000	0,71
2001	420	13	400	10.000	0,71
2002	430	14	410	10.400	0,71
2004	440	14	420	10.600	0,71
2010	510	16	480	12.100	0,72
2030	680	22	650	16.300	0,73

Pengembangan teori

Zoltan Galantai mendefinisikannya sebagai peradaban yang mengendalikan seluruh energi di alam semesta. Peradaban semacam itu ada di luar batas ilmiah saat ini. Dr. Michio Kaku dalam bukunya yang bertajuk Parallel Worlds, membincangkan peradaban tipe IV sebagai mereka yang mampu memanfaatkan sumber-sumber energi "luar galaksi" seperti Energi gelap.

Pengembangan dari pengelompokan awal

• Peradaban tipe 0 untuk peradaban yang belum dimasukan dalam skala kardhashev
• Peradaban tipe IV adalah peradaban yang mampu memanfaatkan energi dari galaksi lain atau bisa dibilang peradaban ini adalah peradaban Antar galaksi
• Peradaban tipe V adalah peradaban yang mampu memanen energi dari seluruh alam semesta
• Peradaban tipe VI adalah peradaban yang mampu memanen energi dari seluruh multisemesta
• Peradaban tipe VII adalah peradaban yang mampu memanen energi dari seluruh metasemesta. Menurut kosmologi Aarex, kita butuh 10 duodesiliun tahun untuk mencapainya
• Peradaban tipe VIII adalah peradaban yang mampu memanen energi dari seluruh xenosemesta.

Skala ini terus berlanjut hingga skala yang tak diketahui, karena rentetan semesta lainnya. Karena setelah xenosemesta masih ada megasemesta, gigasemesta, terasemesta, dan seterusnya. Hingga akhirnya mencapai skala yang disebut "Type Ultimate Civilization".

• Peradaban minus 1
• Peradabab minus 2
• Peradaban minus 3
• Peradaban minus 4
• Peradaban minus 5
• Peradaban minus 6

Kritik

Kritik yang muncul, adalah bahwa kita tidak dapat memahami peradaban yang lebih maju. Kita tak mampu memperkirakan perilaku mereka, sehingga penggambaran Kardashev mungkin tidak menunjukkan apa yang sebenarnya akan terjadi pada peradaban maju pada masa depan. Argumen ini dapat ditemui dalam buku Evolving the Alien: The Science of Extraterrestrial Life.

Bacaan lanjut

• Dyson, Freeman J. Energy in the Universe Article in September 1971 Scientific American magazine (Special September Issue on Energy)
• Rusinek, Marvin (1998). "Energy Consumption of Europe". The Physics Factbook. 
• Wind Powering America
• Clean Energy for Planetary Survival: International Development Research Centre Diarsipkan 2012-12-06 di Archive.is
• LBL Scientists Research Global Warming Diarsipkan 2021-01-28 di Wayback Machine.
• E³ Handbook Diarsipkan 2006-04-27 di Wayback Machine.
• Clarke H2 energy systems
• Holdren, John P. (2003). "Environmental Change and the Human Condition" (PDF). Bulletin Fall. hlm. 24–31. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2006-07-14. Diakses tanggal 2006-08-10. 
• Dordrecht, D. (1985). "Exponential Expansion: Galactic Destiny or Technological Hubris?". Dalam B. R. Finney, M. D. Papagiannis. The Search for Extraterrestrial Life: Recent Developments. Reidel Publ. Co. hlm. 465–463. 
• Shkadov Thruster
• Korotayev, A.; Malkov, A.; Khaltourina, D. (2006). Introduction to Social Macrodynamics: Compact Macromodels of the World System Growth. Moscow: URSS. ISBN 5484004144. 
• Kardashev, Nikolai (1997). "Cosmology and Civilizations". Astrophysics and Space Science. 252. 
• Supercivilizations as Possible Products of the Progressive Evolution of Matter: also by Kardashev
• Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation, by Freeman J. Dyson
• The Radio Search For Intelligent Extraterrestral Life, by Frank Drake
• Freitas Jr., Robert A. Energy and Culture (chapter 15). 

Pranala luar

• Kardashev civilizations
• Detectability of Extraterrestrial Technological Activities
• Flash Animation on Civilizations
• After Kardashev: Farewell to Super Civilizations Diarsipkan 2007-01-08 di Wayback Machine.
• Exotic Civilizations: Beyond Kardashev Diarsipkan 2009-02-20 di Wayback Machine.
• Useful Comparisons of Fictional Works Using the Kardashev Scale Diarsipkan 2017-10-08 di Wayback Machine.