Wie viel Leben könnte unsere Galaxie ertragen?

Wir haben also eine Typ-III-Zivilisation auf der Kardashev-Skala, und wir wollen herausfinden, wie viele Menschen sie ernähren kann.

Antwort: viel.

Aber diese Antwort ist nicht gut genug. Wir wollen Zahlen .

Der logische Ausgangspunkt ist die Energiemenge, die die Milchstraße abgibt, die laut Wikipedia ungefähr vorhanden ist $10^{37}W$. Dies ist die Gesamtmenge an Energie, die unsere Zivilisation potenziell nutzen kann, um sich selbst zu befeuern. Wir können Menschen nicht direkt mit Sternenlicht versorgen, also werden wir dies in einen nährstoffreichen Brei umwandeln, von dem unsere Menschen leben können. (Wahrscheinlich durch einen anorganischen Prozess produzieren, da Pflanzen ziemlich ineffizient sind und nur einen Teil des Spektrums nutzen, in dem unsere Energie verfügbar ist.)

Natürlich wird die Energieumwandlung in Nahrung nicht 100 % effizient sein, selbst mit einigen wirklich fortschrittlichen Verfahren dafür. Nehmen wir an, dass wir in diesem Prozess eine Effizienz von 50 % erreichen, und nehmen wir weiter an, dass wir nur 50 % der Energie der Galaxie für die Nahrungsmittelproduktion verwenden können. Dies gibt uns eine Gesamtenergie von ca$2.5\times10^{37}W$.

Also, wie viele Leute sind das? Nun, jede Person verbraucht 2000 Kalorien an einem Tag, was ungefähr 2324 Wattstunden oder einem durchschnittlichen Energieverbrauch von etwa 96,8 Watt entspricht. Wenn wir unsere gesamte für den menschlichen Verbrauch verfügbare Energie durch die Menge an Energie teilen, die eine Person verbraucht, erhalten wir insgesamt ungefähr$2.5\times10^{35}$ Menschen in unserer Galaxie .

Wenn all diese Personen um den Faktor 1.000.000 zeitgedehnt sind, können wir dies natürlich auf insgesamt erhöhen$2.5\times10^{41}$ Menschen in unserer Galaxie .

Da PyRulez bereits eine großartige Antwort zum Energieaspekt dieser Frage gegeben hat, werde ich sie von einem anderen Ansatz aus angehen.

Es gibt 100 Milliarden Planeten in der Milchstraße (unserer Galaxie). Wenn wir SEHR gut im Terraforming und in der perfekten Energiespeicherung und -verteilung wären, könnten wir möglicherweise auf allen leben, obwohl viele Planeten zu weit von ihrem nächsten Stern entfernt wären, um genug Energie zu bekommen, um bewohnbar zu sein. Gehen wir von der Idee aus, dass wir nur auf Planeten in der bewohnbaren Zone eines Sterns bequem leben und sonnenähnliche Sterne umkreisen sowie erdgroß sein könnten. Es gibt schätzungsweise 40 Milliarden dieser Art von Planeten in unserer Galaxie. Ich nehme an, diese wären für Terraforming akzeptabel.

Es ist schwer zu sagen, was wir in Zukunft essen werden, aber es ist zweifelhaft, dass in absehbarer Zeit alle vegan leben werden. Wenn wir Ihrer Annahme in der Frage folgen, dass die Erde eine Bevölkerung von 10 Milliarden Menschen mit gegenwärtiger oder naher zukünftiger Ernährung und Technologie ernähren könnte, und es gibt 40 Milliarden erdgroße Planeten da draußen. Jeder dieser erdgroßen Planeten wäre mehr oder weniger in der Lage, die gleiche Anzahl von Menschen zu ernähren.

Eine konservative Schätzung der gesamten menschlichen Bevölkerung, die auf Planeten (ohne Raumstationen) in unserer Galaxie unterstützt werden könnte, wäre 10 ^ 9 x 40 ^ 9 = 4 x 10 ^ 20

Dies könnte zweifellos durch eine bessere Energieumwandlungstechnologie verbessert werden, die in Raumstationen lebt, damit Planeten ausschließlich der Nahrungsmittelproduktion und neuen Arten von Pflanzen gewidmet werden können.

Die Bevölkerungskapazität hängt sehr stark von der Technologie ab. Die Bevölkerungsgrenze in Australien erhöhte sich aufgrund der Einführung der Landwirtschaft und des Rückgangs des Jagens und Sammelns.

Wenn Menschen erdähnliche Planeten zum Leben benötigen, wäre die Bevölkerungsgrenze der Galaxie erheblich niedriger, als wenn sie in der Lage wären, ihre eigene Umgebung zu teraformieren.

Nehmen wir an, Menschen könnten Asteroiden nach Ressourcen abbauen und dann kleine Fabriken auf diesen Asteroiden bauen, die Weltraumstaub in Fässer mit gentechnisch veränderten Bakterien einspeisen und dann Nahrung aus diesen Bakterien synthetisieren. Nehmen wir an, die Menschen hätten eine Kaltfusionstechnologie und könnten Wasserstoffgas in Rohenergie umwandeln und als Nebenprodukt jedes andere Element produzieren, für das wir Verwendung haben. Menschen könnten jedes Trümmerstück, das im interstellaren Raum herumschwebt, systematisch in automatisierte Raumstationen umwandeln, die Staub und Asteroiden sammeln, um die Kapazität ihrer landwirtschaftlichen Betriebe zu erhöhen. Sie könnten dann jeden Stern und Planeten in die Luft jagen, um mehr Staub und Trümmer zu erzeugen, um sie zu ernten, bis jedes Stück Materie in der Galaxie entweder in einen Menschen oder in die Umwelt umgewandelt wurde, die sie erhält.

Die Bevölkerung der Galaxie könnte möglicherweise unvorstellbar sein ... oder sie könnte relativ winzig sein.

Wenn wir Zeitdilatation zulassen, könnten wir Menschen vielleicht gegen Ende ihres Lebens direkt in Schütze A * schicken, damit sie aus Sicht des Restes der Galaxie niemals sterben (Ignorieren wir, was in ihrem eigenen passiert Bezugsrahmen). Dann können wir mit der Aufgabe fortfahren, die Masse der Galaxien in Menschen umzuwandeln. Es gibt ungefähr$10^{41}$kg normaler Materie in der Galaxie (ich gehe davon aus, dass man dunkle Materie nicht in Menschen verwandeln kann), denke ich$10^{39}$Menschen könnte eine absolute Obergrenze sein, die uns ~30 kg Energie pro Person für unser umfangreiches Zucht- und Transportprogramm gibt.