Una scala delle capacità tecnologiche delle civiltà basata sulle scale di Kardashev e Barrow

Abstract degli autori

Introduciamo una scala delle capacità tecnologiche che classifica le civiltà in base alle operazioni di controllo che possono eseguire al secondo. Un’operazione di controllo è definita come l’impostazione di un grado di libertà binario della materia a un valore specificato, qualunque sia il suo stato precedente. Basandoci sulla teoria dei costruttori, le classifichiamo in costruzione e nei suoi casi speciali sui supporti informativi, ossia elaborazione, archiviazione e trasferimento. L’indice $Ξ= K + B$ aggiunge all’indice di Kardashev $K$ un indice di efficienza $B$ dell’energia per operazione, misurato rispetto al limite termico alla temperatura della radiazione cosmica di fondo a microonde. La scala di Kardashev fornisce il limite superiore per il reset di bit termicamente casuali con il calore irradiato nel cielo attuale, mentre la scala di Barrow fornisce il limite inferiore, che per un simile reset corrisponde al limite termico alla temperatura di dissipazione del calore a ogni livello. Dal 1950, l’energia per operazione logica è diminuita di 11,7 ordini di grandezza, circa 5 dei quali grazie alla miniaturizzazione. L’umanità, con $K = 0.73$, calcola usando gate logici CMOS a $B = -0.78$ in termini di energia primaria. Descriviamo la tecnologia ultima, con $Ξ= 7.58$, che dissiperebbe la massima potenza ipotizzata $c^5/4G$ in un buco nero privo di carica e non rotante, prossimo alla sua massa massima nello spazio di de Sitter.