مقياس كارداشيف

دراسات المستقبل
المفاهيم
تسريع التغيير المجتمع الخالي من النقود المخاطر الكارثية العالمية مستقبل أرض الرياضيات سباق مناخ استكشاف الفضاء الكون المادية التاريخية موجة كوندراتييف مقياس كارداشيف قانون مور ذروة النفط دورة السكان استنزاف الموارد التفرد قانون سوانسون
التقنيات
الارتداد التحليل الطبقي السببي نموذج مرتبط بالسلسلة توقعات الإجماع تحليل التأثير المتبادل دلفي دلفي في الوقت الحقيقي الاستشراف مستقبل آمن عجلة العقود الآجلة ورشة عمل مستقبلية مسح الأفق التنبؤ بالفئة المرجعية تخطيط السيناريو تحليل النظم بث التهديد تحليل الاتجاه
تقييم التكنولوجيا والتنبؤ بها
التصميم الحاسم تصميم خيالي الهندسة الاستكشافية اتفاقية التجارة الحرة دورة الضجيج النمذجة الخيالية العلمية تصميم مضاربي تي ار ال استكشاف التكنولوجيا
ف ت هـ

مقياس كارداشيف ( ‹انظر Tfd› بالروسية : Шкала́ Кардашёва ، بالرومانية :  Shkalá Kardashova ) هو طريقة لقياس مستوى التقدم التكنولوجي للحضارة بناءً على كمية الطاقة التي يمكنها تسخيرها واستخدامها. اقترح هذا المقياس عالم الفلك السوفييتي نيكولاي كارداشيف (1932-2019) ^[1] في عام 1964 ^[2] وسُمي باسمه.

حدد كارداشيف لأول مرة مقياسه في ورقة بحثية قدمت في مؤتمر عام 1964 الذي نقل النتائج المتعلقة بمؤتمر بيوراكان BS-29-76 في جمهورية أرمينيا السوفييتية الاشتراكية (الذي بدأه)، وهو اجتماع علمي استعرض برنامج الاستماع الفضائي لعلم الفلك الراديوي السوفييتي . كان عنوان الورقة " نقل المعلومات من خلال الحضارات خارج الأرض " (نقل المعلومات من خلال الحضارات خارج الأرض). ^[2] بدءًا من التعريف الوظيفي للحضارة، استنادًا إلى ثبات القوانين الفيزيائية واستخدام الحضارة البشرية كنموذج للاستقراء ، تم تطوير نموذج كارداشيف الأولي. اقترح تصنيفًا للحضارات إلى ثلاثة أنواع، بناءً على بديهية النمو الأسي :

• تستطيع الحضارة من النوع الأول الوصول إلى كل الطاقة المتاحة على كوكبها وتخزينها للاستهلاك. ومن الناحية النظرية، يجب أن تكون قادرة أيضًا على التحكم في الأحداث الطبيعية مثل الزلازل والثورات البركانية وما إلى ذلك.
• يمكن للحضارة من النوع الثاني أن تستهلك طاقة النجم بشكل مباشر ، على الأرجح من خلال استخدام كرة دايسون .
• الحضارة من النوع الثالث قادرة على التقاط كل الطاقة المنبعثة من مجرتها ، وكل جسم داخلها، مثل كل نجم، وثقب أسود ، وما إلى ذلك.

بموجب هذا المقياس، لا يصل مجموع الحضارة الإنسانية إلى حالة النوع الأول (رغم أنه لا يزال يقترب منها). وقد تم اقتراح امتدادات مختلفة للمقياس منذ ذلك الحين، بما في ذلك نطاق أوسع من مستويات القوة (الأنواع 0 وIV وV) واستخدام مقاييس أخرى غير القوة الصرفة (على سبيل المثال، النمو الحسابي أو استهلاك الغذاء ). ^{[3] [4]}

في مقال ثانٍ بعنوان "استراتيجيات البحث عن ذكاء خارج الأرض"، نُشر عام 1980، يتساءل كارداشيف عن قدرة الحضارة، والتي يعرفها بقدرتها على الوصول إلى الطاقة، واستدامة نفسها، ودمج المعلومات من بيئتها. ^[5] تبع ذلك مقالان آخران: "حول حتمية وبنية الحضارات الفائقة المحتملة" و"علم الكونيات والحضارات"، نُشرا في عامي 1985 و1997 على التوالي؛ ^{[6] [7]} اقترح عالم الفلك السوفييتي طرقًا للكشف عن الحضارات الفائقة وتوجيه برامج SETI (البحث عن ذكاء خارج الأرض).

أجرى عدد من العلماء عمليات بحث عن حضارات محتملة، ولكن دون نتائج قاطعة. ^[8] ومع ذلك، وبفضل عمليات البحث هذه جزئيًا، تم تحديد أجسام غير عادية، والتي تُعرف الآن بأنها إما نجوم نابضة أو نجوم شبه نجمية. ^[9]

قدم كارداشيف لأول مرة تصنيفًا للحضارات وفقًا لمستوى استهلاكها للطاقة في مقال بعنوان نقل المعلومات عن طريق الحضارات خارج كوكب الأرض ، نُشر عام 1964 أولاً باللغة الروسية في عدد مارس-أبريل من Astronomicheskii Zhurnal ، ^[2] ثم باللغة الإنجليزية في عدد سبتمبر-أكتوبر 1964 من المجلة الفلكية السوفيتية. ^[2] في هذه المقالة، يقدم العالم حسابًا لتطور احتياجات البشرية من الطاقة، ويحسب أن استهلاك الطاقة لهذه الأخيرة سيكون مساويًا لما تنبعث منه الشمس، مقدرًا بـ 4 × 10 ²⁶ واط (W)، في حوالي 3200 عام، ثم سيكون مساويًا لما ينبعث من 10 ¹¹ نجمًا مشابهًا لنا (وهو ما يتوافق مع العدد المقدر للنجوم في مجرة ​​درب التبانة) في 5800 عام. وبناءً على هذه الملاحظة، ونظرًا لعدم وجود سبب للافتراض بأن تطور استهلاك الطاقة لدى البشرية يمكن أن ينخفض، يقترح كارداشيف تصنيف الحضارات التكنولوجية إلى ثلاثة أنواع. ^{[2] [10]}

الحضارة المعروفة باسم "النوع الأول" قادرة على جمع واستخدام كل الطاقة المتاحة على كوكبها، أي ما يعادل نظريًا 10 ¹⁶ واط . ووفقًا لكارداشيف، فهي نوع الحضارة التي كانت الأرض أقرب إلى تحقيقها في عام 1964. وستتفوق الحضارة المعروفة باسم "النوع الثاني" على الأولى بعامل 10 مليارات، لتصل إلى استهلاك 10 ²⁶ واط، وهذه المرة باستخدام كل الطاقة المنبعثة من نجمها . وأخيرًا، ستكون الحضارة المعروفة باسم "النوع الثالث" قادرة على جمع واستهلاك كل الطاقة المنبعثة من مجرتها ، والتي تعادل 10 ³⁷ واط. ^[2]

بافتراض تطور الراديو ، توقع كارداشيف أنه في العقدين التاليين (أي في الثمانينيات) سيكون من الممكن بناء هوائيات بمساحة 100000 متر مربع ^قادرة على اكتشاف الحضارات من النوع الثاني والثالث. ستكون الحضارة من النوع الأول مثل حضارة الأرض قادرة على استقبال الانبعاثات النشطة غير العادية من الأنواع الأخرى من الحضارات، والتي من المفترض أن تكون قادرة على البث بشكل مستمر. ^{[2] [11]}

ثم قام كارداشيف بفحص خصائص الإرسال من مصدر اصطناعي. وذكر المصدرين الكونيين للراديو اللذين اكتشفهما معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عام 1963 ، CTA-21 و CTA-102 على وجه الخصوص، واللذين سيكون لهما خصائص قريبة من خصائص المصدر الاصطناعي المفترض. ستكون المنطقة الأكثر ملاءمة في المجرة لمراقبة الحضارات من النوع الثاني والثالث هي مركز المجرة ، بسبب الكثافة العالية للسكان النجميين الذين يؤويهم. ثم أوصى بأن تركز برامج البحث عن مثل هذه المصادر الاصطناعية على المجرات القريبة الأخرى، مثل مجرة ​​أندروميدا ، أو سحابتي ماجلان ، أو M87 ، أو قنطورس أ . واختتم كارداشيف بحثه بالإشارة إلى أن الاكتشاف المحتمل حتى لأبسط الكائنات الحية على المريخ من شأنه أن يزيد من احتمالية وجود حضارات من النوع الثاني في المجرة. ^[2]

في عام 1980، نشر نيكولاي كارداشيف مقالاً ثانيًا بعنوان "استراتيجيات البحث عن الذكاء خارج الأرض: نهج أساسي للمشكلة الأساسية"، ^[5] حيث ذكر أن:

إن اكتشاف الحضارات خارج كوكب الأرض ودراستها يشكل مشكلة ذات أهمية بالغة بالنسبة لتقدم البشرية وثقافتها وفلسفتها. إن اكتشاف الحياة الذكية في الكون من شأنه أن يوفر دليلاً إرشادياً للتطور المحتمل لحضارتنا على مدى فترات زمنية فلكية.

—  نيكولاي كارداشيف، استراتيجيات البحث عن ذكاء خارج الأرض: نهج أساسي للمشكلة الأساسية

وفقًا لعالم الفلك السوفييتي، فإن حضارتنا ستكون أصغر من أن تتمكن من الاتصال بحضارة أخرى ستكون بالتأكيد أكثر تقدمًا منا؛ النظام الشمسي أصغر من أن يبلغ عمره خمسة مليارات عام، ولم يظهر أول أسلاف الإنسان اليوم إلا منذ ستة ملايين عام على أقرب تقدير؛ ^[12] أقدم الأجرام السماوية تتراوح أعمارها بين 10 و14 مليار عام؛ ومن الواضح أن الحضارات الأخرى أقدم من الحضارة البشرية بما لا يقاس. لذلك، يجب أن تكون معرفة هذه الحضارات أكبر من معرفتنا، وجادل بأنه يجب أن يكونوا على دراية بما نفعله. ^[5]

يعتقد كارداشيف أنه من المحتمل أن تكون الحالة الحالية لحضارتنا مجرد مرحلة واحدة من المراحل التي تمر بها الحضارات أثناء تطورها. وبالتالي فمن الممكن تعريف الحضارة على أساس هذه الخاصية العالمية، والتي سمحت لألكسندر ليابونوف بتعريف الحياة بأنها "حالة مستقرة للغاية من المادة، والتي تستخدم المعلومات المشفرة بواسطة حالات الجزيئات الفردية لإنتاج تفاعلات داعمة"، والتي يطلق عليها كارداشيف "التعريف الوظيفي للحضارة". ^[5] لذلك يقترح التفكير في الحضارة باعتبارها "حالة مستقرة للغاية من المادة قادرة على اكتساب المعلومات وتحليلها وتحليلها المجرد واستخدامها للحصول على معلومات جديدة نوعيًا عن بيئتها وعن نفسها، لتحسين قدراتها على جمع معلومات جديدة لإنتاج تفاعلات داعمة". وبالتالي تتميز الحضارة بجودة المعلومات التي اكتسبها برنامجها التشغيلي، والطاقة المطلوبة لتنفيذ هذه الوظائف. وبعبارة "المعلومات عن بيئتها وعن نفسها"، حدد كارداشيف أنها بيانات عن الطبيعة العضوية أو غير العضوية، والعلم ، والتكنولوجيا ، والاقتصاد ، والثقافة ، والفنون ، وما إلى ذلك. ومن هذا التعريف، اقترح رسمًا بيانيًا يمثل التفاعلات بين الحضارة وبيئتها، وسرد عددًا من المشكلات العلمية الناشئة عن هذه التفاعلات مع المعلومات المتاحة في الكون. ^[5]

ومن هذا التعريف، توصل كارداشيف إلى ثلاثة استنتاجات. الأول افترض أنه بسبب المجموعة الواسعة وغير المحدودة من الأنشطة التي تتطلبها المشكلات العلمية، فإن الفترة التي يجب أن تتواصل خلالها الحضارات هي بالضرورة طويلة، بل وغير محدودة. من ناحية أخرى، نظرًا لأن تطورنا الحالي لا يغطي سوى جزء ضئيل من مرحلة الاتصال هذه ، فقد افترض كارداشيف أنه من غير المرجح أن نلتقي "بإخوة في الذكاء" الذين هم في نفس مرحلة التطور التي نحن فيها. بعد كل شيء، تعرف الحضارات المتقدمة للغاية وتستخدم قوانين الفيزياء بدرجة لم نشك فيها بعد. أكد كارداشيف أن "هذه النقطة الأخيرة يجب أن تؤخذ في الاعتبار في برامج البحث الخاصة بالحضارات خارج كوكب الأرض" وخلص إلى أنه من المرجح جدًا أن حالتنا الحالية ليست سوى واحدة من المراحل التي تمر بها كل حضارة أثناء تطورها. ^[5]

قام كارداشيف بعد ذلك بتحليل نماذج وفرضيات مختلفة لتطور الحضارة. وفي إجابته على سؤال عالم الفلك الروسي يوسف شكلوفسكي ، الذي وجد في مقال نُشر عام 1977 بعنوان " احتمالية أن تكون الحياة الذكية في الكون فريدة من نوعها " أنه من الغريب أن "موجة الصدمة الذكية" لحضارة فائقة لم تصل بعد إلى حدود الكون بأكمله ، طرح كارداشيف فرضيتين تفسيريتين. في الأولى، افترض أنه لن يكون من المفيد للحضارة الفائقة توسيع المساحة التي تشغلها من أجل الحفاظ على نشاطها، وفي الثانية، من الممكن أن تستمر الحضارة، بدلاً من تشتتها في الفضاء، في أنشطتها في تحليل المعلومات من أجل اكتشاف قوانين أساسية جديدة (مثل استكشاف الكون الصغير، أو الثقوب السوداء على سبيل المثال). ^[5]

ومع ذلك، تتطلب مثل هذه الأنشطة الحضارية استخدام طاقة وفيرة. ووفقًا لقوانين الديناميكا الحرارية ، يجب تحويل جزء مهم من هذه الطاقة المستهلكة إلى إشعاع بحجم بولومتري يساوي تقريبًا حجم الخلفية الإشعاعية المحيطة بالمصدر. يجب أن يكون التوزيع الطيفي لهذه الكثافة قريبًا من توزيع الجسم الأسود . ستكون هذه طريقة ممكنة للبحث عن حضارات خارج كوكب الأرض. سيتطلب مثل هذا الاستهلاك للطاقة أيضًا كمية كبيرة من المادة الصلبة للأنشطة الهندسية النجمية ، والتي أطلق عليها كارداشيف "المعجزات الكونية". باختصار، ستأتي المعلومات حول الوجود المحتمل لحضارة خارج كوكب الأرض في شكل إشعاع كهرومغناطيسي . ^[5]

وفيما يتصل بمصير الحضارات، رأى كارداشيف مفهومين يمكن أن تشتق منهما استراتيجيتان للبحث عن الحضارات خارج كوكب الأرض. الأول، الذي أطلق عليه " الشوفينية الأرضية "، يقوم على مبدأ مفاده أن الحضارات لا يمكن أن تستقر أو تهلك إلا عند مستوى من التطور قريب من المستوى الذي وصلنا إليه حاليا. والثاني، الذي أطلق عليه "المفهوم التطوري"، يرى أن الحضارات قادرة على الوصول إلى مستويات أعلى من التطور من تلك التي وصلت إليها البشرية المعاصرة. وفي الحالة الأولى، فإن أفضل استراتيجية بحث باستخدام وسائل الكشف الفلكية (على سبيل المثال، برنامج SETI ) تتمثل في مراقبة أقوى مصادر الإشعاع (وغالبا الأبعد) في الفضاء. وعندئذ سيكون الراصد قادرا على تحديد ما إذا كانت مصادر انبعاث طبيعية، وعندها فقط يمكن أن يركز البحث على الأجسام ذات الإشعاع الأضعف. وفي الحالة الثانية، أوصى بالبحث عن مصادر إشعاع جديدة وقوية، وخاصة في المناطق غير المعروفة جيدا من الطيف الكهرومغناطيسي . يمكن أن تكون هذه المصادر إشارات أحادية اللون كبيرة أو دورية من مركز المجرة ، أو من مجرات أخرى أو من أشباه النجوم وغيرها من الأجرام الكونية الغريبة. يعتقد كارداشيف أن البحث يجب أن يركز على طيف الطول الموجي المليمتر ، وهو قريب من أقصى شدة للخلفية الكونية للميكروويف ، وليس في نطاق 21 سنتيمترًا (وهو مجال التحقيق في برنامج SETI). وفقًا لكارداشيف، من أجل التقاط الإشعاع الكبير لحضارة متقدمة ينبعث من بنية ضخمة (مثل كرة دايسون )، يجب وضع تلسكوب راديوي بقطر أكبر من قطر الأرض في الفضاء المداري. ^[5]

واختتم كارداشيف بالتنبؤ بأن البحث عن الحضارات خارج كوكب الأرض من شأنه أن يؤدي إلى نتائج إيجابية في العقد التالي [في ذلك الوقت]، مما يتيح للبشرية الوصول إلى كمية هائلة من المعلومات حول الكون وتطوره على مدى فترة عدة مليارات من السنين. ^[5]

في مقاله "حول حتمية وبنية الحضارات الفائقة المحتملة" المنشور عام 1985، يستحضر كارداشيف السيناريوهات المحتملة ووسائل التحقيق المتاحة للبشرية للكشف عن حضارات فائقة افتراضية خارج الأرض . ويذكرنا عالم الفلك السوفييتي بأننا نبحث عن هذه الحضارات الفائقة على أساس معايير التطوير الخاصة بنا، وأن التنبؤات ممكنة فقط للعوالم خارج الأرض القريبة من مستوانا التكنولوجي، بينما تكون العوالم الأخرى خارج نطاق تصورنا الفكري. ومع ذلك، يبدو من المفيد بالنسبة له تصور نماذج للحضارات الفائقة تستند في نفس الوقت إلى الخيال ومعرفتنا العلمية الحالية. وبما أن قوانين الفيزياء غير قابلة للتغيير، فحتى لو تم اكتشاف قوانين جديدة في المستقبل، فإنها لن تلغي القوانين المعروفة بالفعل. ^[6]

وفقًا لكارداشيف، يجب أن تلبي النماذج النظرية للحضارات الفائقة افتراضين أساسيين. الأول هو أن نطاق أنشطة الحضارة الفائقة التي تتبع قوانين الفيزياء محدود فقط بالقيود الطبيعية والعلمية، بينما الثاني هو أن تطور أنشطة الحضارة الفائقة لا يمكن مقاطعته أو تقييده بسبب الطوارئ الجوهرية المتأصلة، مثل الصراعات الاجتماعية واسعة النطاق. بالنسبة لكارداشيف، على عكس العلماء الآخرين، لا يمكن للحضارات الفائقة أن تدمر نفسها أو تتراجع. وفقًا لهذه المبادئ، يجب أن توجد في الفضاء هياكل عملاقة ذات حجم كبير، تنبعث منها الكثير من الطاقة والمعلومات ، وتستمر لمليارات السنين، مع كونها مضغوطة بما يكفي لتبادل كميات كبيرة من البيانات بسرعة بينها. وبالتالي فإن الحضارة الفائقة ستخلق بنية تكنولوجية ذات أبعاد كونية. على سبيل المثال، يستشهد كارداشيف بالهيكل العملاق لفريمان دايسون ، في شكل كرة يبلغ قطرها عدة وحدات فلكية . قد تشير ظواهر أخرى إلى أنشطة تكنولوجية عالية المستوى، مثل النجوم المتفجرة بشكل مصطنع أو تغيير مدارات النجوم لتخزين الكتلة والطاقة. كما تتمتع السحب الجزيئية العملاقة بإمكانات كبيرة للهندسة الفضائية . حتى أن كارداشيف أثار احتمالية إعادة تشكيل المجرة بأكملها من قبل حضارة عظمى. ^{[6] [7]}

ثم يستحضر الاحتمال النظري والرياضي لوجود بنية عملاقة على شكل قرص يدور حول نفسه بسرعة زاوية ثابتة . ووفقًا له، يجب توجيه البحث عن الإشارات الذكية إلى اكتشاف مثل هذه البنى العملاقة عند الإشعاع المميز (20 ميكرومتر). يمكن أن تكون الكوازارات أو المراكز المجرية مرشحين ممتازين للشهادة على وجود حضارة فائقة لأنها تصدر إشعاعًا تحت أحمر قويًا ، مما يدل على وجود بنية صلبة. ينصح الفلكي بالبحث عن هذه الأجسام في نطاق الطول الموجي من بضعة ميكرونات إلى بضعة ملليمترات. يمكن أيضًا اكتشاف الهياكل الذكية الكبيرة من خلال حقيقة أنها تحجب أو تعكس الإشعاع المحيط. ^[6]

يعتقد كارداشيف أنه من المرجح جدًا أن تكون الحضارة الفائقة قد اكتشفت وراقبت البشرية بالفعل من خلال تلسكوبات بحجم الكون. ويناقش هذا في مقال عام 1997 حول هذا الموضوع بعنوان Radioastron - تلسكوب راديوي أعظم بكثير من الأرض . ^[13] بالنسبة لهذه الحضارة الفائقة، يجب أن يكون علم "الإثنوغرافيا الكونية" متطورًا للغاية. ومع ذلك، فإن حقيقة عدم إجراء أي اتصال حتى الآن يمكن تفسيرها بالاعتبارات الأخلاقية لهذه الحضارات . بناءً على هذا المبدأ، يرى كارداشيف سيناريوهين تطوريين محتملين فقط للحضارة الفائقة: التطور الطبيعي والتطور بعد الاتصال بحضارات خارج كوكب الأرض الأخرى . يعتبر السيناريو الأكثر ترجيحًا القائم على الاتصال بين حضارتين متقدمتين تقنيًا وثقافيًا للغاية؛ هذا السيناريو، الذي يسميه "فرضية التحضر"، من شأنه أن يؤدي إلى إعادة تجميع وتوحيد العديد من الحضارات داخل عدد قليل من المناطق المدمجة في الكون . ^[6]

يسرد كارداشيف، في شكل أدوات تحقيق، ستة سيناريوهات محتملة (ملخصة في جدول في نهاية مقالته عام 1997) ^[13] تفسر تطور الحضارة. يتوافق كل سيناريو مع احتمال ، وشيء أو أكثر يجب ملاحظته، وإجراء مُكيَّف، وأخيرًا العواقب المحتملة لحضارتنا: ^[6]

1. إن سيناريو توحيد الحضارات على نطاق واسع على مدى من مليار إلى عشرة مليارات سنة ضوئية مع التركيز في منطقة معينة له احتمال بنسبة 60٪. ومن المقرر البحث عن هذه الحضارات في أقوى الكوازارات وفي الانتفاخ المجري ، بمستوى إشعاع أعلى من 10 ³⁸ واط، في أطوال موجية من 10 ميكرومتر إلى 1 سم، وكذلك في مناطق أخرى من الطيف. وذلك للكشف عن هياكل عملاقة أو إشارات بطول موجي 1.5 مم ^[14] وانبعاث متعدد الاتجاهات يصل إلى 21 سم. وفي حالة الاتصال، ستشهد البشرية تقدمًا في جميع مجالات المجتمع من أجل الانضمام إلى هذه الحضارة الفائقة؛ ومن المتوقع أيضًا إنشاء معهد إثنوغرافي على الأرض.
2. إن سيناريو التوحيد على نطاق العنقود المجري لا تتجاوز احتمالات تحققه 20%. وينصح كارداشيف بمراقبة عنقود العذراء (وخاصة م87 ) والعناقيد الأخرى بنفس الطريقة كما في السيناريو الأول. أما العواقب على البشرية فهي نفسها كما في السيناريو الأول.
3. إن احتمال حدوث توحد المجرات على نطاق واسع لا يتجاوز 10%. وللتأكد من ذلك، يتعين علينا دراسة مراكز المجرات، سواء مجرة ​​درب التبانة أو المجرات المجاورة (مثل م31 وم33 ) ، وفقاً لإجراء مماثل لإجراء السيناريو الأول. أما العواقب التي قد تترتب على البشرية فهي نفسها التي قد تترتب على السيناريو الأول.
4. إن سيناريو استعمار الفضاء بالكامل ليس له أي احتمالية للتنفيذ وفقًا لكارداشيف لأنه إذا كان من الممكن تحقيقه، فسيكون "هم" موجودين بالفعل على الأرض؛ لكن هذا ليس هو الحال. ومع ذلك، في حالة الاتصال، فإن العواقب على البشرية هي نفسها كما في السيناريو الأول.
5. يفترض هذا السيناريو أن جميع الحضارات ستدمر نفسها قبل أي اتصال. ويقدر كارداشيف احتمالية حدوث ذلك بنحو 10%. وينبغي للبشرية أن تكون قادرة على اكتشاف هياكل عملاقة قديمة في محيط أقرب النجوم . ونتيجة لهذا، لن يكون من الممكن حدوث أي اتصال مع البشرية.
6. ويشير السيناريو الأخير إلى أننا أول أو وحيدون في الكون. ويقدر كارداشيف احتمال حدوث ذلك بنحو 10%. ولا يمكن إلا لعلم الأحياء الخارجي أن يؤكد أو يدحض مثل هذا السيناريو. وبوسعنا أن نتخيل اتصالاً محتملاً في المستقبل البعيد، وعندئذ ستكون العواقب مماثلة لتلك المترتبة على السيناريوهات الخمسة الأخرى.

في مقاله "علم الكونيات والحضارات" المنشور عام 1997، يكرر كارداشيف الحاجة إلى مراقبة الأجسام الفلكية ذات الإشعاع القوي بعناية من أجل اكتشاف الحضارات الفائقة. ومع ذلك، فإن اكتشاف حضارة في مرحلة من التطور مماثلة لحضارتنا أمر غير مرجح. إن وجود مثل هذه الحضارات الفائقة أصبح ممكناً بفضل حقيقة أن الحياة على الأرض حديثة مقارنة بعمر الكون (8 × 10 ⁹ سنوات قبل تكوين النظام الشمسي ). ثم يدرس ظروف ظهور الحياة على المقاييس الزمنية الكونية. بافتراض معدل تطور الحياة على الأرض ونظرًا لعمر الكون، فمن المعقول أن نفترض أن الحضارة كان من الممكن أن تصل إلى مستوى تطورنا التكنولوجي في 6 × 10 ⁹ سنوات. يمكن ملاحظة مثل هذه الحضارات في المناطق القريبة، حيث كلما ابتعدنا عن الأرض، كانت الأجسام أصغر سنًا. تُظهر الاكتشافات الحديثة لمصادر الإشعاع الشديد القاتل للحياة أن الحياة ربما ازدهرت تحت الغطاء لمدة زمنية ضرورية لظهورها واستمرارها. هناك حجة أخرى تدعم احتمال وجود حضارة عظمى قديمة جدًا وهي أن أغلب الأجسام التي يمكن أن تكون هياكل عملاقة لم يتم اكتشافها ورسم خرائطها بعد. بالإضافة إلى ذلك، فإن 95% من المادة تظل غير مرئية أو لا يمكن الاستدلال عليها إلا من خلال التأثير الجاذبي الذي تنتجه. ^[7]

وفقًا لكارداشيف، من الضروري أن نركز أدوات البحث لدينا على الأجسام الجديدة التي تشع بطول موجي يتراوح من بضعة ميكرونات إلى بضعة ملليمترات، وفي درجة حرارة تتراوح من 3 إلى 300 كلفن ، وهي سمة مميزة للهياكل الكبيرة من المادة الصلبة. ^[15] ومن الممكن بعد ذلك اكتشاف الهياكل التي تنتمي إلى النوع الثاني في مجرتنا أو في تلك القريبة. يمكن أيضًا ملاحظة الهياكل من النوع الثالث على مسافات كونية كبيرة. يتذكر كارداشيف أنه تم إجراء دراسة على 3000 مصدر من كتالوج IRAS من الاتجاهات الأربعة للسماء. تم استهداف نطاقين من درجات الحرارة: من 110 إلى 120 كلفن ومن 280 إلى 290 كلفن. أظهر التحليل أن مصادر 110-120 كلفن متجمعة في المستوى المجري وفي مركزه. يوضح كارداشيف أن الملاحظات الأكثر قوة فقط في نطاق الأشعة تحت الحمراء ودون المليمتر يمكن أن تكشف عن مصادر اصطناعية محتملة للإشعاع. ثم يشير إلى المشاريع التي اقترحها، وخاصة مشروع وضع تلسكوب فضائي مبرد في المدار ( مشروع ميليمترون ). ^{[7] [16]}

وفقًا لكارداشيف، فإن هذه النتائج، جنبًا إلى جنب مع نتائج أبحاث أخرى حول عمر بعض الأجرام الكونية، تشير إلى أن الحضارات التي يرجع تاريخها إلى ما بين 6 إلى 8 مليارات سنة قد تكون موجودة في مجرتنا. ومن المرجح أنهم اكتشفوا حضارتنا منذ فترة طويلة، وهي فرضية يمكن أن تجيب على السؤال الذي طرحه إنريكو فيرمي عندما صاغ مفارقته : "أين هم؟". ومع ذلك، بدون اكتشاف المصادر الاصطناعية، ستثبت نظرية شكلوفسكي القائلة بأن الحضارات تدمر نفسها نتيجة للصراعات الاجتماعية واسعة النطاق. يذكر كارداشيف فرضية أخرى، في رأيه، قادرة على تفسير ديناميكيات الحضارات الفائقة: "تأثير التغذية الراجعة" (الذي وضعه سيباستيان فون هورنر في عام 1975)، ^[17] والتي تستند إلى الفرضية القائلة بأنه على المستوى التكنولوجي العالي، تميل الحضارات إلى التقارب بدلاً من عزل نفسها. ومن الممكن أن يتم تحديد المسافة بين الحضارات الفائقة من خلال نصف زمن التطور التكنولوجي لأقدم الحضارات، والذي قد يكون حوالي 3 إلى 4 مليارات سنة. ومن ناحية أخرى، ربما لم تكن هذه الحضارة الفائقة موجودة في مجرتنا لفترة طويلة. ويختتم كارداشيف بالقول إنه بما أن توسع الكون لا نهائي، فإن عدد وعمر مثل هذه الحضارات الفائقة لا نهائي أيضًا. ^[7]

يميز التصنيف الافتراضي، المعروف بمقياس كارداشيف، بين ثلاث مراحل في تطور الحضارات وفقًا للمعايير المزدوجة للوصول واستهلاك الطاقة . ^{[18] [19]} الغرض من هذا التصنيف هو توجيه البحث عن الحضارات خارج كوكب الأرض، وخاصة داخل SETI ، الذي شارك فيه كارداشيف، ^[20] وهذا على افتراض أن جزءًا من الطاقة المستخدمة من قبل كل نوع مخصص للتواصل مع الحضارات الأخرى. لجعل هذا المقياس أكثر قابلية للفهم، يقارن ليمارشاند السرعة التي يمكن بها نقل حجم من المعلومات يعادل 100000 كتاب متوسط ​​الحجم عبر المجرة. يمكن لحضارة من النوع الثاني إرسال هذه البيانات باستخدام شعاع إرسال يستمر لمدة 100 ثانية فقط. يمكن إرسال كمية مماثلة من المعلومات عبر مسافات بين المجرات تبلغ حوالي عشرة ملايين سنة ضوئية، بوقت إرسال يصل إلى عدة أسابيع. يمكن لحضارة من النوع الثالث إرسال نفس الكمية من البيانات إلى الكون المرئي بأكمله بوقت إرسال يبلغ 3 ثوانٍ. ^{[18] [21]}

يعتمد تصنيف كارداشيف على افتراض معدل نمو يبلغ 1% سنويًا. يعتقد كارداشيف أن الأمر سيستغرق من البشرية 3200 عام للوصول إلى النوع الثاني، و5800 عام للوصول إلى النوع الثالث. ^[3] ومع ذلك، يعتقد الدكتور ميتشيو كاكو أن البشرية يجب أن تزيد من استهلاكها للطاقة بنسبة 3% سنويًا للوصول إلى النوع الأول في 100-200 عام. ^[22] وبالتالي، فإن هذه الأنواع منفصلة عن بعضها البعض بمعدل نمو يبلغ عدة مليارات. ^[3]

حضارة "قريبة من المستوى الذي تم تحقيقه حاليًا على الأرض، مع استهلاك طاقة يبلغ ≈4 × 10¹⁹  إرج /ثانية (4 × 10¹²  واط). ^[2] عادة ما يتم تعريف الحضارة من النوع الأول على أنها الحضارة التي يمكنها تسخير كل الطاقة التي تصل إلى كوكبها الأصلي من نجمها الأم (بالنسبة للأرض، تبلغ هذه القيمة حوالي 2 × 10^{( 17}  واط)، وهو ما يزيد بنحو أربعة أوامر من حيث الحجم عن الكمية التي تم تحقيقها حاليًا على الأرض، مع استهلاك طاقة يبلغ ≈2 × 10¹³  واط بحلول عام 2020. وقد عرّف عالم الفلك جييرمو أ. ليمارشاند النوع الأول بأنه مستوى قريب من الحضارة الأرضية اليوم، مع سعة طاقة تعادل إشعاع الشمس على الأرض ، بين 10 و 15 و 20 و 30 و 40 و 50 و 60 و 80 و 100 و 120 و 150 و 180 و 200 و 250 و 300 و 300 و 400 و 500 و 600 و 180 و 190 و 200 و 250 و 300 و 300 و 400 و 5 ...600 و 700 و 800 و 180 و 190 و 190 و 190 و 190 و¹⁶ و 10¹⁷  واط. ^[23]

الحضارة القادرة على تسخير الطاقة التي يشعها نجمها الكبير - على سبيل المثال، عن طريق إكمال كرة دايسون أو دماغ ماتريوشكا بنجاح - مع استهلاك طاقة يبلغ ≈4 × 10³³  إرج/ثانية. ^[2] عرّف ليمارشاند مثل هذه الحضارات بأنها قادرة على تسخير وتوجيه كامل الناتج الإشعاعي لنجمها. عندئذٍ سيكون استهلاك الطاقة قابلاً للمقارنة بإضاءة الشمس ، أي حوالي 4 × 10³³  إرج/ثانية (4 × 10²⁶  واط ). ^[23]

حضارة ذات طاقة بحجم مجرتها الخاصة ، مع استهلاك طاقة يبلغ ≈4 × 10⁴⁴  إرج/ثانية. ^[2] عرّف ليمارشاند الحضارات من هذا النوع بأنها تتمتع بإمكانية الوصول إلى طاقة تضاهي سطوع مجرة ​​درب التبانة بأكملها ، أي حوالي 4 × 10⁴⁴  إرج/ثانية (4 × 10⁽³⁷  واط). ^[23]

وفقًا للبيانات المتاحة في ذلك الوقت، لم يتجاوز كارداشيف حضارة النوع الثالث. ومع ذلك، تم اقتراح أنواع جديدة (0، IV، V، وVI).

في عام 1973، اكتشف كارل ساجان عمل كارداشيف حول تصنيف الحضارات. ^[24] ووجد أن الاختلافات بين الأنواع التي حددها كارداشيف كانت كبيرة لدرجة أنها لم تسمح بأفضل نمذجة ممكنة لتطور الحضارات. ^[11] وبالتالي، يقترح ساجان تصنيفًا أكثر دقة، لا يزال قائمًا على أنواع كارداشيف، ولكن مع دمج المستويات المتوسطة باستخدام صيغة الاستيفاء اللوغاريتمي التالية : ^[25]

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

حيث K هو نوع حضارة كارداشيف و W هو مقدار الطاقة التي تستخدمها، بالواط. وبالتالي، فإن الحضارة من النوع 1.1 يمكن تعريفها بقوة 10 ¹⁷ واط، بينما تكون الحضارة من النوع 2.3 قادرة على تسخير 10 ²⁹ واط.

علاوة على ذلك، يمكن استخدام الصيغة أعلاه لاستقراء ما هو أبعد من الأنواع الأصلية لكارداشيف. على سبيل المثال، ستتحكم حضارة من النوع 0 ، والتي لم يحددها كارداشيف، في حوالي 1 ميجاوات من الطاقة (أي ما يعادل إشعال حوالي 100 نار مخيم في أي وقت معين)؛ على الأرض، يتزامن ظهور حضارات النوع 0 تقريبًا مع صعود الحضارة بالمعنى العام. ^[26]

قدر ساجان أنه وفقًا لهذا المقياس المنقح، فإن البشرية في سبعينيات القرن العشرين ستكون من النوع 0.7 (حوالي 10 تيراواط )، ^[27] أي ما يعادل 0.16٪ من الطاقة المتاحة على الأرض. ^[28] يتميز هذا المستوى، وفقًا له، بالقدرة على التدمير الذاتي، والتي يسميها "المراهقة التكنولوجية". ^[21] في عام 2021، بلغ إجمالي استهلاك الطاقة في العالم 595.15 إكساجول (165319  تيراواط ساعة )، ^[29] أي ما يعادل متوسط ​​استهلاك طاقة يبلغ 18.87 تيراواط أو تصنيف كارداشيف 0.73 (إلى 2 قدم مربع ). ^[30]

يقترح ساجان أيضًا أنه من أجل الاكتمال، يجب إضافة مقياس أبجدي للإشارة إلى مستوى التطور الاجتماعي ، المعبر عنه بكمية المعلومات المتاحة للحضارة. وبالتالي، فإن الحضارة من الفئة أ ستعتمد على 10 ⁶ بت من المعلومات (أقل من أي ثقافة بشرية مسجلة)، والفئة ب على 10 ⁷ ، والفئة ج على 10 ⁸ ، وهكذا. ستنتمي البشرية في عام 1973 إلى فئة "0.7 H". ^[31] وفقًا لساجان، فإن أول حضارة تتواصل معها البشرية يمكن أن تكون بين "1.5 J" و "1.8 K"؛ ستكون الحضارة الفائقة المجرة في مرحلة "3 Q"، بينما يمكن أن يكون اتحاد المجرات في مرحلة "4 Z". ^[21] محاور المعلومات والطاقة ليست مترابطة بشكل صارم، لذلك حتى الحضارة من المستوى Z لن تكون بالضرورة من النوع الثالث حسب كارداشيف. ^[31] اعتقد ساجان أنه لم تصل أي حضارة بعد إلى المستوى Z، وتكهن بأن الكثير من المعلومات الفريدة من نوعها سوف تتجاوز معلومات جميع الأنواع الذكية في مجموعة مجرات عملاقة ، ولاحظ أن الكون ليس قديمًا بما يكفي لتبادل المعلومات بشكل فعال على مسافات كبيرة.

في عام 2017، بلغ إجمالي كمية المعلومات التي تم إنشاؤها على الإنترنت 26 زيتابايت (مع تقديرات بـ 120 زيتابايت في عام 2023)، ^[32] وهو ما يعادل 0.73 R/S على مقياس ساجان المشترك.

في كتابه "فيزياء المستقبل" (2011)، يدرس الفيزيائي الأمريكي ميتشيو كاكو الظروف التي قد تسمح للبشرية بالتقارب نحو حضارة كوكبية من النوع الأول. ويستند هذا التقارب في المقام الأول إلى اقتصاد المعرفة . ويستخدم كاكو مقياس كارداشيف، لكنه يطوره بإضافة مرحلة إضافية: حيث ستكون الحضارة من النوع الرابع قادرة على استخلاص الطاقة التي تحتاجها من الإشعاع خارج المجرة . ومن خلال دراسة تطور التقنيات التي غيرت التاريخ ( الورقة ، الدائرة المتكاملة )، يعتقد كاكو أن البشرية تتجه نحو حضارة ذات أبعاد كوكبية، و"نقطة البداية" التي تشكلها شبكة الإنترنت . ^[33]

تستهلك الحضارة من النوع الأول طاقة تعادل آلاف إلى ملايين المرات إنتاجنا الكوكبي الحالي، أي حوالي 100 تريليون تريليون واط. وسيكون لديها ما يكفي من الطاقة للتلاعب بحدوث ظواهر طبيعية معينة، مثل الزلازل أو البراكين ، ويمكنها بناء مدن على المحيطات . يمكننا أن نرى بدايات حضارة النوع الأول في حقيقة أن لغة عالمية تتطور ( الإنجليزية )، ونظام اتصالات عالمي ناشئ ( الإنترنت )، ونظام اقتصادي عالمي في طور الإنشاء (إنشاء الاتحاد الأوروبي )، وحتى ثقافة عالمية تعمل على توحيد معايير البشرية ( وسائل الإعلام ، والتلفزيون ، والموسيقى الروك ، وأفلام هوليوود ). ^[3] لتحقيق النوع الأول، يجب أن تكون البشرية قادرة على التواصل مع بقية العالم والتركيز على عدة مجالات: بناء البنية الأساسية لتسهيل الاتصال والتعاون، والتعليم ، والبحث والتطوير ، والابتكار ، فضلاً عن بناء روابط قوية بين الشتات وبلدانهم الأصلية، وبين المهاجرين وغير المهاجرين. ^[33] إذا فشل التطور، فمن المرجح أن العالم لن يكون قادرًا على تحقيق النوع الثاني. إذا لم تتطور هذه المجالات، يتوقع كاكو أن البشرية ستغرق في "الهاوية": ^[33] يجب أن تنمو الحضارة المتقدمة بشكل أسرع من وتيرة حدوث الكوارث الكونية التي تصل إلى حد الانقراض ، مثل اصطدام المذنبات أو الكويكبات . يجب أن تكون الحضارة من النوع الأول قادرة أيضًا على إتقان السفر إلى الفضاء لصد الأجسام المهددة. سيتعين عليها أيضًا توقع بداية العصور الجليدية وتعديل المناخ قبل وقت طويل من حدوثها لتجنبها. ^[3]

بالإضافة إلى ذلك، ناقش ميتشيو كاكو في كتابيه "الفضاء الفائق" و "العوالم الموازية " حضارة من النوع الرابع يمكنها تسخير مصادر الطاقة "خارج المجرة" مثل الطاقة المظلمة . ^[34]

في كتابه "دخول الفضاء: خلق حضارة فضائية" ، يقترح روبرت زوبرين شكلاً آخر: يصف تعريفه للحضارة من النوع الأول بأنها الحضارة التي حققت السيطرة الكاملة على موارد كوكبها (العالمية)، والحضارة من النوع الثاني لنظامها الشمسي (بين الكواكب)، والحضارة من النوع الثالث التي أطلقت العنان للإمكانات الكاملة للمجرة (الحضارة التي تسافر عبر النجوم). كما تم اقتراح مقاييس أخرى غير استهلاك الطاقة النقية. ^[4]

وهو يتأمل إمكانية نشوء حضارة من النوع الرابع، حضارة من شأنها أن تهيمن على الكون، مشيرًا إلى أن هناك حدودًا لكيفية اتصال العقول وتفاعلها على أساس مجري أو بين المجرات. على سبيل المثال، يذكر أن الاتصال من مركز مجرتنا إلى حافتها سيستغرق حوالي 50000 عام (نظرًا لأنه لا يمكن لأي شيء أن يسافر أسرع من الضوء ، وفقًا لفهمنا للفيزياء). ^{[35] [4]}

افترض عالم الفلك جون د. بارو من جامعة ساسكس أن هناك مراحل أخرى تتجاوز النوع الثالث. ستكون هذه الحضارات من النوع الرابع أو الخامس أو حتى السادس قادرة على التلاعب بالهياكل الكونية (المجرات والعناقيد المجرية والعناقيد الفائقة) وحتى الهروب من الانسحاق العظيم من خلال الثقوب في الفضاء. ^[3]

ويقترح بارو أيضاً "مقياساً مضاداً لكارداشيف": فهو يلاحظ أن البشر وجدوا أن توسيع قدرتهم على التلاعب ببيئتهم إلى مقاييس أصغر فأصغر بدلاً من مقاييس أكبر فأضخم هو أكثر فعالية من حيث التكلفة. وعلى هذا فهو يقترح تصنيفاً معاكساً، من النوع الأول الناقص إلى النوع أوميجا الناقص:

• النوع الأول ناقص قادر على التعامل مع الأشياء على نطاقه الخاص: بناء الهياكل، والتعدين، وربط وكسر المواد الصلبة؛
• النوع الثاني ناقص قادر على التلاعب بالجينات وتغيير تطور الكائنات الحية، وزرع أو استبدال أجزاء من نفسها، وقراءة شفرتها الجينية والتلاعب بها ؛
• النوع الثالث-ناقص قادر على التلاعب بالجزيئات والروابط الجزيئية ، وإنشاء مواد جديدة؛
• النوع الرابع-ناقص قادر على التلاعب بالذرات الفردية ، وإنشاء تكنولوجيا النانو على المستوى الذري، وإنشاء أشكال معقدة من الحياة الاصطناعية ؛
• النوع الخامس ناقص قادر على التلاعب بالنواة الذرية وهندسة النيوكليونات التي تتكون منها؛
• النوع السادس ناقص قادر على التلاعب بأبسط جسيمات المادة ( الكواركات واللبتونات) لخلق تعقيد منظم بين مجموعات الجسيمات الأولية ؛
• النوع أوميغا ناقص قادر على التلاعب بالبنية الأساسية للزمان والمكان . ^[36]

في كتابه "الاستحالة: حدود العلم وعلم الحدود" (1998)، يقترح بارو مقياسًا يتراوح من "BI" إلى "BVI"، مع مرحلة نهائية يسميها "BΩ"، تتميز الأولى بإمكانية التلاعب ببيئته، بينما تسمح الثانية بتعديل الزمكان . [ ^37]

يعترف زولتان جالانتاي بالدور المهم الذي لعبه تصنيف كارداشيف في برنامج SETI، لكنه يعتقد أن مقياسًا آخر ممكن، دون استخدام استهلاك الطاقة، من خلال اللجوء إلى التصغير. فرضية دونالد تارتر، الباحث في SETI، هي أن الحضارة القائمة على تكنولوجيا النانو لن تحتاج إلى كمية متزايدة باستمرار من الطاقة. يمكن للحضارة من النوع الأول التي تتقن السفر الفضائي المحلي أن تستعمر نظامها الكوكبي وحتى سحابة أورت دون الحاجة إلى كمية من الطاقة تجعلها من النوع الثاني. ^[24] يفقد هذا المقياس معناه بعد النوع الثاني، لأنه من المستحيل التنبؤ بتطور الحضارات على مسافات طويلة في عملية استعمار المجرة. أخيرًا، فإن مقياس كارداشيف هو نتاج عصر من المعرفة العلمية غير الكافية، التي اعتبرت إمكانية وجود الجسم النجمي CTA-102 كمصدر اصطناعي من النوع الثالث، بينما نعلم اليوم أنه نواة مجرية . ^[24]

في مقال آخر، يقترح زولتان جالانتاي النظر في مقياس آخر، لم يعد يعتمد على استهلاك الطاقة، ولكن على قدرة الحضارة على البقاء على قيد الحياة من الكوارث الطبيعية والكونية. يصف النوع الأول الحضارة القادرة على البقاء على قيد الحياة من كارثة طبيعية محلية، مثل أناسازي . سيكون لدى حضارة النوع الثاني الوسائل اللازمة لتحمل كارثة إقليمية أو قارية، وأخيرًا يمكن أن يواجه النوع الثالث كارثة عالمية مثل اصطدام كويكب أو ثوران بركان هائل أو عصر جليدي . وراء الأنواع الثلاثة الأولى توجد حضارات انتشرت في جميع أنحاء المجرة. ستظل حضارة النوع الرابع عرضة لبعض التهديدات الكونية، بينما ستكون حضارة النوع الخامس خالدة من الناحية الفنية، حيث لا يمكن لأي كارثة كونية أن تصل إليها. ^[24] يمكن أن يكون مقياس كارداشيف أداة ذات صلة لمنع الكوارث، سواء كانت بشرية أو طبيعية، وفقًا لريتشارد ويلسون، الذي يربط هذا المقياس بقوة التدمير، في تي إن تي . ستستخدم الحضارة من النوع الأول 25 ميغا طن من مادة تي إن تي المكافئة في الثانية، بينما ستستخدم الحضارة من النوع الثاني 4 × 10 ⁹ مرات أكثر (4 مليارات قنبلة هيدروجينية في الثانية)، بينما ستستخدم الحضارة من النوع الثالث 10 ¹¹ مرة أكثر. ^[28]

وفقًا لكارل ساجان، من المتوقع الوصول إلى النوع الأول بحلول عام 2100 تقريبًا. ^[33]

اقترح الفيزيائي والمستقبلي ميتشيو كاكو أنه إذا زاد البشر من استهلاكهم للطاقة بمعدل متوسط ​​يبلغ 3 في المائة سنويًا، فيمكنهم الوصول إلى حالة النوع الأول في غضون 100-200 عام، وحالة النوع الثاني في غضون بضعة آلاف من السنين، وحالة النوع الثالث في غضون 100000 إلى مليون عام. ^[38]

وقد حسب الفيزيائي فريمان دايسون أن النوع الأول من الظواهر الطبيعية سوف يتم الوصول إليه في غضون مائتي عام تقريبًا، ^[39] بينما قدر ريتشارد كاريجان أن الأرض على بعد أربعة أعشار المسافة إلى النوع الأول على مقياس ساجان. وإذا تم الوصول إلى النوع الأول قريبًا (في عام 3000 بالنسبة لريتشارد ويلسون )، ^[40] فسوف يصاحب ذلك اضطرابات اجتماعية عميقة، ولكن أيضًا خطر كبير من تدمير الذات. ^[40]

وفقًا لبير كاليسندورف، لا يمكن أن يكون استهلاك الطاقة هو المعيار الرئيسي لتفسير الانتقال من نوع إلى آخر. يجب أن تمتلك الحضارات الوسائل اللازمة للحفاظ على معدل نموها على الرغم من الظروف المناخية والكوارث الطبيعية الكبرى، حتى على النطاق الكوني. يجب أن تكون الحضارة التي تتحرك نحو النوع الثاني قد أتقنت السفر إلى الفضاء ، والاتصالات بين الكواكب ، والهندسة النجمية ، والمناخ . يجب أن تكون قد طورت أيضًا نظام اتصال كوكبي، مثل الإنترنت . ^[19] بالنسبة لميتشيو كاكو، فإن التهديد الخطير الوحيد للحضارة من النوع الثاني سيكون انفجار مستعر أعظم قريب ، في حين لن تكون أي كارثة كونية معروفة قادرة على القضاء على حضارة من النوع الثالث. ^[3]

وفقًا لفيليب تي ميتزجر ، وصلت البشرية إلى النوع الأول، لكنها تواجه تحديًا في مجال الطاقة. في ورقته البحثية لعام 2011 بعنوان طريقة الطبيعة لجعل مشاريع الفضاء الجريئة قابلة للتطبيق ، ذكر أن مصادر الطاقة غير المتجددة في الأرض قد استنفدت تقريبًا؛ سيتم استنفاد الغاز الطبيعي بحلول عام 2020-2030، والفحم بحلول عام 2035، واليورانيوم بحلول عام 2056، بينما بلغ إنتاج النفط ذروته في الفترة من 2006 إلى 2008. ^{[41] لا يمكن} للطاقة النووية تلبية احتياجات العالم من الطاقة بالكامل (كانت تمثل 6٪ فقط في عام 2011). بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن للطاقة المتجددة تلبية الطلب المتزايد على الطاقة. معظم المعادن التي يستخدمها البشر معرضة لخطر الندرة؛ تم تصنيف 11 معدنًا بالفعل على أنها تجاوزت ذروة إنتاجها. بالنسبة لميتزجر، يجب على البشرية بالتالي القيام بـ "مشروع مدته 100 عام" يهدف إلى بناء مركبة فضائية ("مركبة فضائية مدتها 100 عام") قادرة على الوصول إلى موارد الطاقة الهائلة في النظام الشمسي . ^[41] بالنسبة لميتزجر، فمن المحتمل حتى أنه إذا طمعت الكائنات الفضائية في موارد الطاقة في نظامنا الشمسي، فلن تبحث عنها على الأرض، بل على الكويكبات والكواكب المختلفة . الروبوتات هي الطريقة الوحيدة للوصول إلى هذا العدد الكبير من الموارد المتفرقة، ويجب على البشرية الشروع في مشروع ثانٍ طويل الأمد، يسميه ميتزجر "مجال الروبوتات"، والذي سيبدأ بالاستغلال النشط للقمر ( يُقدر بنحو 2.3 × 10 ¹³ جول / سنة). ستجعل هذه الخطوة الأولى من الممكن الوصول إلى النوع الثاني في 53 عامًا. بعد ذلك، سيمتد مجال الروبوتات ( المسبارات الآلية ذاتية التكاثر والتعلم الذاتي ) إلى بقية النظام الشمسي. تشير التطورات الحالية في مجال الذكاء الاصطناعي إلى أنه من الممكن الوصول إلى أسس مجال الروبوتات في وقت مبكر من القرن المقبل، بدءًا من عام 2100. يرى ميتزجر ثماني فوائد للبشرية في بناء سفينة الفضاء التي ستستغرق 100 عام، بما في ذلك تكاليف الإطلاق الصفرية لأن المركبة الفضائية سيتم بناؤها في الفضاء بواسطة الروبوتات التي يمكنها القيام بذلك بمساعدة بشرية قليلة (مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التصنيع)، وإنشاء اقتصاد على مستوى النظام الشمسي، واستخدام الموارد من الأجرام السماوية وربما تحويلها إلى أرض صالحة للعيش . ^[41]

لقد درس فيوريل باديسكو وريتشارد ب. كاثكارت إمكانية أن تستخدم حضارة من النوع الثاني جهازًا يبلغ طوله 450 مليون كيلومتر لتوجيه الإشعاع الشمسي وبالتالي تكون قادرة على نقل حركة حركية إلى نجمها والتي تحرفه عن مساره المعتاد بحوالي 35 إلى 40 فرسخ فلكي ، ^[42] مما يسمح لها، من بين أمور أخرى، بالتقاط طاقتها والتنقل في المجرة. ^{[43] [42]}

بالنسبة لكلود سيماي، "يمكن اكتشاف حضارة من النوع الثاني على مسافات كبيرة (من خلال ما يسمى "التسرب التكنولوجي الفلكي")، ^{[ يحتاج الأمر إلى التحقق ]} بشرط ألا تكون موجودة في منطقة من المجرة بعيدة جدًا عنا، أو أنها لا تشغل موقعًا محجوبًا عنا بواسطة سحب من الغاز أو الغبار". ^[44]

يجب أن يكون من الممكن اكتشاف الحضارة من النوع الثالث بسبب كمية الإشعاع الكبيرة التي يتم التقاطها على نطاق المجرة. يقترح كاليسندورف استخدام 75٪ من إجمالي الضوء المنبعث من مجرة ​​لتحديد ما إذا كانت الحضارة من النوع الثالث تستخدم العديد من كرات دايسون . إذا احتلت ثلاث أو أربع كرات فقط المجرة، فهذا لا يعني بالضرورة أن الحضارة وصلت إلى النوع الثالث؛ فقد لا تزال في مرحلة انتقالية. ^[19]

ومع ذلك، قد تظل مثل هذه الحضارات بعيدة عن متناول فهمنا وأدواتنا. يعتقد ساجان أن أقرب حضارة من النوع الثالث تقع على مسافة متوسطة تبلغ 10000 سنة ضوئية منا، لكنها ليست مهتمة بالبث اللاسلكي الكلاسيكي، لأنها من مستوى تكنولوجي مختلف. فقط الحضارات الصغيرة منخفضة المستوى يمكنها التواصل معنا. ^[27]

ومع ذلك، يلاحظ سيماي أنه "لا ينبغي الخلط بين الحضارة من النوع الثالث وما يطلق عليه كتاب الخيال العلمي " إمبراطورية مجرية "، مع العلم أنه لا يمكن أن توجد إلا إذا تم تحقيق السفر بين النجوم . ويزعم سيماي أنه لا يوجد دليل على أن هذا سيكون ممكنًا على الإطلاق. ^[44] بناءً على حسابات دايسون، يعتقد سيماي أن مثل هذه الرحلة ستستغرق ثلاثة قرون، مع متوسط ​​مسافة بين النجوم حوالي 7 سنوات ضوئية. بشكل عام، فإن سرعة جبهة الاستعمار، والتي تتراوح من 4 × 10 ⁻⁴ إلى 5 × 10 ⁻³ سنة ضوئية في السنة، ستؤدي إلى انتشار البشرية في جميع أنحاء المجرة في فترة تتراوح من 16 إلى 200 مليون سنة. ^[44] "حضارة من النوع الثالث، بعد أن "استأنست" مجرتها من خلال بناء عدد كبير من كرات دايسون، ستكون قابلة للاكتشاف على مسافات بين المجرات تصل إلى عدة ملايين من السنين الضوئية." ^[44]

من الناحية النظرية، يمكن لحضارة من النوع الثالث أن تعيش داخل ثقب أسود فائق الكتلة ، في مدار دوري مستقر، مما يجعله غير قابل للاكتشاف تمامًا، وفقًا لـ VI Dokuchaev. ^[45]

يلاحظ زولتان جالانتاي أن كارداشيف ولا ساجان لم يفكرا في توسيع النطاق وتحديد النوع الرابع (الذي سيستخدم طاقة الكون بأكمله). ببساطة لم يتخيلا حضارة قادرة على التلاعب ببيئتها على أكبر مقياس ممكن (حوالي 14 مليار فرسخ فلكي ). ^[11] يقترب مفهوم الحضارة الفائقة من النوع الرابع من الاحتمالات الإلهية، مما يتيح إنشاء عوالم بديلة والسفر عبرها من تصميم هذه الحضارة، ^[11] على الرغم من أن الاحتمال الأخير محجوز لحضارة النوع الخامس من قبل كاريجان. ^[25] يمكن أيضًا استخدام جزء الطاقة التي تلتقطها حضارة قادرة على تشغيل نفسها على ثقب أسود لتصنيف الحضارات. ^[46]

وفقًا لكارداشيف، فإن أهم المعايير لتحديد وجود الحضارة هي ثلاثة: وجود مصادر طاقة قوية للغاية، واستخدام تقنيات غير قياسية، ونقل كميات كبيرة من المعلومات من مختلف الأنواع عبر الفضاء. ^[47]

يعتمد تصنيف كارداشيف على فرضية مفادها أن الحضارة المتقدمة تستخدم طاقة كبيرة، مما يعني أنه يجب أن يكون من الممكن اكتشافها بحكم الأمر الواقع على مسافات طويلة، كما لخصها زولتان جالانتاي. ^[24] بالنسبة لكارداشيف، فإن حد استهلاك الحضارة للطاقة يقع في الأصل في منطقة الطيف الكهرومغناطيسي من ¹⁰⁶ إلى ¹⁰⁸ هرتز، مما يسمح بملاحظتين تتعلقان بالديناميكا الحرارية . أولاً، يتم تحويل كل الطاقة المستهلكة حتمًا إلى حرارة. ثانيًا، لا يمكن تبديد هذه الطاقة إلا في شكل إشعاع مبعثر في الفضاء. هاتان النتيجتان هما ركائز نظرية كارداشيف القائلة بأن الأجسام الكونية ذات الإشعاع القوي يمكن أن تكون مصادر اصطناعية. ^[47] كما نظر في إمكانية اكتشاف مصدر اصطناعي من خلال التأكيد على الخط الطيفي للهيدروجين في استخدامه للاندماج النووي . ^[48]

ينظر دوتيل ودوماس في عدة حدود فيزيائية لإنتاج الطاقة المستمر، مثل التمثيل الضوئي (حوالي 10 تيراوات )، والمناخ (حوالي 127 تيراوات)، والتدفق الشمسي (174000 تيراوات). المصدر الوحيد الذي لا ينضب للطاقة والذي يمكنه دعم الحضارة لأكثر من عدة مليارات من السنين، هو الديوتيريوم (المستخدم في الاندماج النووي ). ^[49] وبالتالي، يجب أن تنطوي استدامة الحضارة على "سيطرة صارمة على استغلال الموارد المتاحة"؛ قد تفسر هذه الصعوبة في تجاوز حدود الطاقة حقيقة أن الغالبية العظمى من الحضارات تفشل في الانخراط في مشروع استعمار الفضاء. ^[49]

وقد استكشف عالم الفيزياء الفلكية ماكوتو إينوي والخبير الاقتصادي هيروميتسو يوكو إمكانية أن تتمكن حضارة من النوع الثالث من استخراج الطاقة من ثقب أسود فائق الكتلة . ويمكن للطاقة الملتقطة أن تلبي الاحتياجات غير العادية لحضارة تتطلب حوالي 4 × 10 ⁴⁴ إرج/ثانية. ^[46] وسيتم التقاط الطاقة في شكل إشعاع ينبعث من المادة المندفعة إلى النجم، عن طريق مجمعات تقع داخل قرص التراكم . وتشبه هذه المجمعات مجالات دايسون. وسيتم إعادة توجيه الفائض، وكذلك نفايات الحضارة، نحو الثقب الأسود. ويمكن أن يكون جزء من هذه الطاقة، الموجه كشعاع عالي الطاقة ، مفيدًا للسفر إلى الفضاء. ويمكن لنادي مجري من الحضارات أن ينقل الطاقة عبر شبكات داخل المجرة. داخل محطات الطاقة المركزية المختلفة التي تشكل الشبكة، يتم تبديل نقل الطاقة بشكل دوري بين المرسل والمستقبل، وفقًا للدوران المجري. ولكي تكون هذه الشبكة فعالة، يجب أن تكون موجودة في مركز المجرة. ^[46]

هذه المعلمة هي واحدة من أكثر المعلمات التي لا يمكن اكتشافها في الكون بسبب حقيقة أن هياكل المادة الصلبة تكون في درجات حرارة منخفضة وتنبعث منها إشعاعات ضعيفة. كما أن لمعانها، الذي يصعب ملاحظته، يجعل من المستحيل ملاحظتها بالتلسكوبات. وبالمثل، لا يمكننا اكتشافها من خلال تأثيراتها الجاذبية . ^[47] من ناحية أخرى، يمكن اكتشاف وجودها من خلال تحليل الأطوال الموجية بين 8 و13 ميكرون، والتي تتوافق مع درجات حرارة السطح البالغة 300 كلفن. وبالتالي يمكن اكتشاف كرة دايسون الافتراضية، ^[25] بشرط أن يتم الرصد من الفضاء. محليًا، فإن الانخفاض الكبير في اللمعان الناتج عن كرة دايسون العملاقة (أو "فقاعة فيرمي") من شأنه أن يسمح باكتشاف حضارة من النوع الثالث. ^[25]

قد يكون الهيكل العملاق مثل كرة دايسون نتيجة لتكنولوجيا تعتمد على المجسات ذاتية التكاثر ، مثل تلك التي تخيلها فون نيومان . ستمتلك الحضارة من النوع الثالث بالفعل الوسائل اللازمة لنشر عدد كبير من هذه المجالات في جميع أنحاء المجرة، مما سيكون له تأثير تخفيف الضوء المنبعث من المجرة. ^[19] يعتبر كاكو أيضًا أن هذه هي الطريقة الأكثر كفاءة لاستعمار الفضاء. على سبيل المثال، سيتم استكشاف مجرة ​​يبلغ قطرها 100000 سنة ضوئية في نصف مليون عام. ^{[3] اقترح} بول ديفيز أن الحضارة يمكن أن تستعمر المجرة عن طريق نثر مجسات مصغرة، لا يزيد حجمها عن راحة اليد، باستخدام تقنية النانو . ويوضح أن هذه الأطروحة واقعية، لأنه من الواضح أن التكنولوجيا أصبحت مصغرة بشكل متزايد وأقل تكلفة نسبيًا. ^[3]

ستكون الهياكل العملاقة من النوع الثاني أسهل في الاكتشاف. وستكون هذه هي حالة كرة دايسون المستخدمة كـ " محرك نجمي "، ^[50] بالإضافة إلى مساهمة العناصر الثقيلة. ^[25] وبالمثل، فإن "دافعات شكادوف"، التي ستنتج دفعًا جانبيًا يبلغ 4.4 فرسخ فلكي على نجمها عن طريق عكس الإشعاع الشمسي عبر هيكل مصنوع من المرايا، ستكون أجسامًا قابلة للرصد. سيكسر هذا الجهاز تناسق الإشعاع الشمسي ويواجه قوى الجاذبية ، مما يسمح لحضارة من النوع الثاني بتحريك نظامها الشمسي المنزلي عبر الفضاء. ^{[51] [50]} كما فكر دريك وشكلوفسكي في إمكانية "تلقيح" نجم (التمليح النجمي) عن طريق إضافة عناصر نادرة للغاية بشكل مصطنع مثل التكنيشيوم أو البروميثيوم . سيكون مثل هذا التدخل في تكوين النجم قابلاً للاكتشاف. ^[25]

لا يزال من الممكن أن تكتشف البشرية آثار حضارات مفقودة من النوع الأول أو الثاني أو الثالث. إن البحث عن آثار مادية لمثل هذه الحضارات (مثل كرات دايسون أو المحركات النجمية)، وهو "بديل مثير للاهتمام" لبرنامج SETI التقليدي، يضع الأساس لعلم الآثار الكوني وفقًا لريتشارد أ. كاريجان. إن الجهود المبذولة للكشف عن علامات الذكاء في أجواء الكواكب الخارجية (مثل الفريون أو الأكسجين أو حتى الأوزون ، بقايا النشاط الحيوي وفقًا لبحث جيمس لوفلوك ) ^[25] هي واحدة من أكثر الطرق الواعدة. يمكن للحضارة التي تشاهد موت نجمها (كعملاق أحمر ، على سبيل المثال) أن تحاول إطالة وجودها من خلال هياكل عملاقة يجب أن تكون قابلة للاكتشاف. ^[25] يمكن أن تكون الآثار المحتملة عبارة عن بقايا نووية، يتم البحث عنها داخل الأنواع الطيفية التي تتراوح من A5 إلى F2 وفقًا لويتمير ورايت. ^[52] يمكن أن يكون أيضًا تغييرًا في نسبة النظائر ، بسبب محرك نجمي، أو تعديل طيفي غير عادي في تكوين النجم. ^[25]

وفقًا لكارداشيف، يمكن تقسيم عمليات الإرسال الخاصة بحضارة خارج كوكب الأرض (ما يبحث عنه موقع سيرينديب ) إلى نوعين. من ناحية، يمكن أن يكون هناك تبادل للمعلومات بين حضارات متطورة للغاية أو حضارات في مراحل مماثلة من التطور. من ناحية أخرى، يمكن أن يهدف نقل المعلومات إلى رفع مستوى الحضارات الأخرى الأقل تطورًا. إذا كانت الحضارات الفائقة موجودة بالفعل، فيجب أن تظل عمليات الإرسال من النوع الأول غير متاحة لمراقبتنا لأنها يجب أن تكون أحادية الاتجاه ولا يتم توجيهها نحو النظام الشمسي . وعلى العكس من ذلك، يجب أن تكون عمليات الإرسال من النوع الثاني قابلة للكشف بسهولة بواسطة أجهزة الاستماع لدينا. ^[47] يجب أن تحتوي الإشارة ذات الأصل الاصطناعي على أكثر من 10 وأقل من 100 بت . سيكون الأخير من نوعين: عابر ومستقر. تسمح لنا عدة معايير بتمييز إشارة ذات أصل اصطناعي عن غيرها. أولاً، المنطقة المثلى من الطيف لاستضافة الإشارات الاصطناعية هي المنطقة التي تكون فيها درجة حرارة الخلفية الكونية للميكروويف هي الأدنى. ^[47] ثانيًا، يجب أن يكون للمصادر الاصطناعية حجم زاوي أدنى. أخيرًا، يمكن أن يؤكد وجود بيانات مشبوهة في مناطق أخرى من الطيف (مثل الاستقطاب الدائري ، والترددات الراديوية والبصرية، ^[53] أو انبعاثات الأشعة السينية ) أنها عملية إرسال ذكية. هناك مصدران من بين المصادر التي تمت دراستها لهما معلمات قريبة من تلك المتوقعة: 1934-63 و 3C 273B . ^[47]

بالنسبة لـ LM Gindilis، هناك معياران لتسمية الإشارة بأنها اصطناعية: أحدهما يتعلق بالطبيعة الاصطناعية للمصدر والآخر يتعلق بإشعاع معين، مصمم عمدًا لضمان الاتصال وتسهيل الكشف. ^[54] فقط الحضارات من النوع الثاني أو الثالث يمكنها التواصل باستخدام عمليات الإرسال المتساوية الخواص التي تسمح بالاستقبال متعدد الاتجاهات. في نطاق 1 ميجا هرتز (الذي يتطلب حوالي 10 ²⁴ واط)، يمكن اكتشاف الإشارات من حضارة من النوع الثاني حتى 1000 سنة ضوئية ، بينما يمكن اكتشاف الإشارات من حضارة من النوع الثالث تقريبًا في جميع أنحاء الكون المرئي . ^[54] ومع ذلك، فإن بناء جهاز إرسال متعدد الاتجاهات قوي بما يكفي لنقل مدى 1000 سنة ضوئية سيستغرق عدة ملايين من السنين. وفقًا لـ VS Troitsky، فإن الطاقة المطلوبة والقيود في إنتاجها ستكون عقبتين لإكمال هذا المشروع في وقت معقول. ^[55]

بالنسبة لزولتان جالانتاي، لن نتمكن من التمييز بين إشارة ذكية من خارج كوكب الأرض وإشارة من أصل طبيعي. لذلك، فهو لا يعتقد أنه يمكن اكتشاف الحضارات من النوع الثاني أو الثالث أو حتى الرابع. وحتى لو وصلت البشرية إلى النوع الرابع، فلن تكون قادرة على اكتشاف حضارة فائقة أخرى من نفس المستوى، وسنعتبر تغيراتها في الكون نتيجة لأسباب طبيعية. وبالتالي، قد يكون هناك العديد من الحضارات من النوع الرابع في الكون، لكن لن تتمكن أي منها من اكتشاف الحضارات الأخرى. علاوة على ذلك، فإن أبعاد الكون تجعل هذه الحضارات الفائقة مثل الجزر البعيدة عن غيرها، وهو ما يعرفه دايسون بأنه " عالم كارول ". ^[11]

بالنسبة لألكسندر ل. زايتسيف، فإن الإرسال اللاسلكي للرسائل بين النجوم (IRM) هو الطريقة الأكثر احتمالاً التي تستخدمها الحضارات. ستتيح التلسكوبات الراديوية الكوكبية وتلك المثبتة على الكويكبات الاستماع إلى العديد من الرسائل التي يمكن إرسالها إلينا. ^[56] في عام 2007، قام برنامج SETI بتحليل الترددات التلفزيونية الوحيدة التي أرسلتها حضارة من النوع 0، كما يلاحظ ميتشيو كاكو . لذلك، قد تكون مجرتنا لديها اتصالات من حضارات من النوع الثاني والثالث، لكن أجهزة الاستماع لدينا لا يمكنها اكتشاف رسائل النوع 0 إلا. ^[3]

منذ عام 1962، كان كارداشيف عضوًا في مجموعة بحثية تابعة لمعهد ستيرنبرج الفلكي في موسكو. وفي عام 1964، نظم أول مؤتمر سوفييتي حول إمكانية وجود حضارات خارج الأرض، والذي أقيم في مرصد بيوراكان للفيزياء الفلكية في أرمينيا . ^[1] وقد أقيم هذا المؤتمر الوطني استجابةً للندوة الأمريكية المعروفة باسم مؤتمر جرين بانك عام 1961، والتي أقيمت في مرصد جرين بانك في الولايات المتحدة. ^[57] وقد جمع المؤتمر علماء الفلك الراديوي بهدف "إيجاد حلول تقنية ولغوية عقلانية لمشكلة التواصل مع حضارة خارج الأرض أكثر تقدمًا من حضارة الأرض". وقد قدم كارداشيف تصنيفه، بينما أعلن ترويتسكي أنه من الممكن اكتشاف إشارات من مجرات أخرى. ^[58]

بالنسبة لكارداشيف، "في السنوات الخمس إلى العشر القادمة، سيتم اكتشاف ودراسة جميع مصادر الإشعاع ذات التدفق الملحوظ الأكبر، في جميع مناطق الطيف الكهرومغناطيسي "، حيث وصلت حساسية أجهزة الاستماع بالفعل إلى حدودها التقنية. ووفقًا له، سيتم معرفة الطيف الكهرومغناطيسي بالكامل، وبالتالي، يمكن توسيع قائمة الأشياء التي يمكن أن تكون مصادر اصطناعية. سيتعين على البحث عن الإشارات الاصطناعية بعد ذلك التركيز على الأشياء ذات أقصى سطوع أو إشعاع تنتمي إلى منطقة معينة من الطيف، ولكن أيضًا على الأشياء ذات الكتلة الكبيرة، وعلى تلك التي تمثل جوهر المادة في الكون. في وقت مبكر من عام 1971، اعتبر كارداشيف أن هذه الملاحظة تتطلب إعداد خطة استماع وتحليل، مما سيسمح بنجاح البحث عن الحضارات خارج كوكب الأرض. ستكون البشرية بعد ذلك قادرة على حل " المعضلة الرئيسية "، كما قال إنريكو فيرمي . ^[47] هذه المعضلة، وفقًا لعالم الفلك السوفييتي، مرتبطة بالتأكيد بنقص المعلومات والمعرفة لدينا. ^{[47] [59]}

يعتقد كارداشيف أن مشروع بحثي مثل أوزما غير قادر على اكتشاف حضارة من النوع الأول (وهي فكرة روج لها كابلان أيضًا في عام 1971)، ^[60] وأن SETI يجب أن تركز بدلاً من ذلك على البحث عن إشارات راديو مكثفة يمكن أن تنبعث من حضارات نشطة من النوع الثاني أو الثالث. ^[24] لإثبات فعالية هذا النهج، وجه كارداشيف انتباهه إلى مصدرين للراديو اكتشفهما معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، الملقب بـ CTA-21 و CTA-102 . بعد ذلك، استخدم جينادي بوريسوفيتش شولوميتسكي محطة الأبحاث الفلكية الروسية لدراسة البيانات من CTA-102. ^[57] ووجد أن هذا المصدر الراديوي يتميز بتقلباته. ثم اعتبر كارداشيف أن هذا قد يكون مؤشرًا على مصدر انبعاث اصطناعي، وإن كان عمره قصيرًا إلى حد ما. ^[1]

إن معرفة هذه الحضارات الفائقة الافتراضية لابد وأن تتناسب مع مجموعة واسعة من القوانين الفيزيائية التي تحتوي على مجمل معرفتنا الحالية، وذلك لأن التطورات التقنية والعلمية للبشرية يمكن اعتبارها مرحلة حتمية وضرورية في عملية تطور الحضارة . وبناءً على هذا المبدأ، يقترح كارداشيف تعريف العديد من المفاهيم القابلة للتطبيق على الحضارات خارج كوكب الأرض. ^[47] ويمكن استخدام القوانين الفيزيائية، التي هي عالمية، كأساس مشترك لفهم الحضارات الأخرى، وعلى وجه الخصوص، تسمح لنا بتطوير برنامج بحث موضوعي. ^{[47] يعتقد} ميتشيو كاكو أيضًا أن تطور الحضارات يخضع لـ "القوانين الحديدية للفيزياء" وخاصة قوانين الديناميكا الحرارية ، وقوانين المادة المستقرة ( المادة الباريونية ) وقوانين تطور الكواكب (احتمالية حدوث الكوارث الطبيعية أو الكونية). ^[3] كما يجعل المبدأ الأنثروبي من الممكن التنبؤ بالخصائص الاجتماعية التي تقوم عليها أي حضارة. ^[61]

ومع ذلك، فإن هذه القوانين العالمية ليست المعايير الوحيدة التي يجب مراعاتها. يوضح زولتان جالانتاي أنه "من المستحيل حساب مستقبل الكون على مدى فترات طويلة من الزمن دون تضمين تأثيرات الحياة والذكاء"، وهو موقف قريب من موقف فريمان دايسون . ^[20] مع الأخذ في الاعتبار هاتين الظاهرتين، القوانين الفيزيائية العالمية والذكاء الناتج عن الحياة، يتم تعريف " علم نهاية العالم الفيزيائي "، كما يقول جالانتاي. بدأ هذا النهج في سبعينيات القرن العشرين مع عمل كارداشيف، ثم اهتم علم نهاية العالم الفيزيائي تدريجيًا بعدد من العلماء والمفكرين، كما يلاحظ دايسون. ^[20]

إن ملاحظة تطور الكائنات الحية تظهر أنها تتميز بالميل إلى تخزين أقصى قدر من المعلومات ، سواء عن البيئة أو عن نفسها. وتؤدي هذه المعلومات بعد ذلك إلى تحليل تجريدي، والذي يلعب دورًا مهمًا في تطور أشكال الحياة. وبالتالي، يعرّف كارداشيف الحضارة من منظور وظيفي بأنها "حالة من المادة المستقرة للغاية القادرة على اكتساب المعلومات وتحليلها وتطبيقها بشكل تجريدي من أجل استخراج البيانات حول البيئة ونفسها، من أجل تطوير ردود الفعل على البقاء". ^[47] ومع ذلك، فإن هذا التعريف الوظيفي للحضارة يعني أنه لا يمكن أن يكون لها هدف أو غاية، لأنها تستند إلى مبدأ تراكم المزيد والمزيد من المعلومات. وباستخدام فئات فون هورنر، يرى كارداشيف أربعة سيناريوهات محتملة لتطور الحضارات:

1. تدمير كامل للحياة.
2. تدمير الحياة الذكية فقط
3. انحطاط.
4. فقدان الاهتمام.

ومع ذلك، فهو يرفض أن يرى هذه كغايات حتمية. لكن الافتراض القائل بأن الحد الوحيد لتطور الحضارة يمكن أن يكون وجود كمية محدودة من المعلومات، في جميع المجالات، هو افتراض خاطئ أيضًا، لأنه من غير المحتمل للغاية أن تكون المعلومات في الكون لا نهائية. ^[47] بالنظر إلى هاتين الفرضيتين ، يزعم كارداشيف أنه لا توجد حضارة عالمية (حضارة فائقة) لأن الحضارات المتقدمة للغاية تفقد الاهتمام باستكشاف الفضاء. على أي حال، وعلى الرغم من مشكلة نهاية الحضارات، فإنه يستنتج، في ضوء تعريفه الوظيفي للحضارة المتقدمة، أن الأخيرة يجب أن تستخدم الكتلة والطاقة على مقاييس خيالية. ووفقًا له، لا يوجد سبب للتنديد بالفرضية القائلة بأن توسع الكون لن يكون نتيجة للنشاط الذكي للحضارة الفائقة. ^[47]

يطرح كارداشيف السؤال التالي: "هل من الممكن وصف تطور الحضارة بشكل عام على مدى فترات كونية كبيرة؟" الآن، تنمو العديد من المعايير الأساسية التي تميز تطور الحضارة على الأرض بشكل كبير . في مجال الطاقة، قدر عالم الفلك دون جولدسميث أن الأرض تتلقى حوالي واحد على مليار من طاقة الشمس، وأن البشر يستخدمون حوالي واحد على مليون منها. ^[3] لذلك نستهلك حوالي واحد على مليون من المليار من إجمالي طاقة الشمس. نظرًا لأن التوسع البشري أسي، فيمكننا تحديد المدة التي ستستغرقها البشرية للانتقال من النوع الثاني إلى النوع الثالث وفقًا لميشيو كاكو . ^[3] وبالتالي، يظل معدل تطور عالمنا هو المعيار الوحيد لاستقراء حالة الحضارات الأقدم من البشرية. ^[47] وينطبق الشيء نفسه على القيم الاجتماعية والاحتياجات الأساسية وفقًا لأشكنازي. ^[62] لذلك، فإن الوقت اللازم لمضاعفة المعرفة التقنية حوالي عشر سنوات، ومضاعفة إنتاج الطاقة والاحتياطيات المتاحة والسكان حوالي 25 عامًا. ومن ثم يصبح من الممكن حدوث سيناريوهين: التوسع المكاني أو ركود الطاقة، والأخير ممكن فقط لمدة 125 عاما، وفقا لكارداشيف، باستخدام العلاقة التالية : ${\displaystyle \alpha =1,04}$

$${\displaystyle t={\frac {\log \left(P/P_{o}\right)}{\log \alpha }}}$$

حيث هو عدد السنوات، هو معامل يتزايد سنويًا كدالة لـ و وفقًا لـ و ، معدل النمو. ${\displaystyle t}$${\displaystyle P}$${\displaystyle P_{o}}$${\displaystyle t}$${\displaystyle P=P_{o}\alpha ^{t}}$${\displaystyle \alpha }$

إذا ، فإن استهلاك البشرية للطاقة سيتجاوز الطاقة الشمسية الساقطة (1,742 × 10 ¹⁷ واط ) بعد 240 عامًا، والطاقة الكلية للشمس ( 3,826 × 10 ²⁶ واط ) بعد 800 عام، والطاقة الكلية للمجرة (7,29 × 10 ³⁶ واط ) بعد 1,500 عام. ^{[ملاحظة 1] [47]} بناءً على هذا الحساب، يقدر زوكرمان عدد الحضارات التي يمكن أن توجد في مجرتنا بـ 10,000. ^[63] يخلص كارداشيف إلى أن النمو الأسي الحالي هو مرحلة انتقالية في تطور الحضارة، وأنه محدود حتماً بالعوامل الطبيعية. في الواقع، يعتقد أن الكتلة والطاقة المطلوبة ستستمر في النمو بشكل أسي لمدة 1,000 عام أخرى. ^[47] وبالتالي يتم تعريف الحضارة بمعدل زيادة أسي . إن الإنسانية كنموذج للتفكير في تطور الحضارات خارج الأرض لها حدودها، والتي يمكن التغلب عليها حقًا من خلال نهج متعدد التخصصات وفقًا لعمل كاثرين دينينج. ^[64]${\displaystyle \alpha =1,04}$

في عام 1963، درس نيكولاي كارداشيف وجينادي بوريسوفيتش شولوميتسكي مصدر الراديو CTA 102 على نطاق 920 ميجا هرتز من محطة الفضاء العميقة في شبه جزيرة القرم ، بحثًا عن علامات على حضارة من النوع الثالث. ^[65] اكتشف شولوميتسكي CTA 102 قبل عام، وسرعان ما رأى كارداشيف أنه مصدر اصطناعي محتمل للدراسة من أجل التحقق من صحة تصنيفه. استمرت الملاحظة حتى فبراير 1965، وفي 12 أبريل، أعلن شولوميتسكي للصحافة (عبر وكالة إيتار تاس الروسية ) أن علماء الفلك السوفييت اكتشفوا إشارة يمكن أن تكون من أصل خارج الأرض. في 14 أبريل، ألقى مؤتمرا في موسكو حيث كرر إعلانه؛ ولكن بحلول نوفمبر 1964، حدد اثنان من علماء الفلك الأمريكيين CTA 102 على أنه كوازار ، وأغلق نشرهما "قضية CTA 102" نهائيًا. ^[66] كانت دراسة هذا المصدر هي التي أدت إلى مؤتمر بيوراكان في عام 1964. ^[67]

في عامي 1975 و1976، بحث الفلكيان الأمريكيان فرانك دريك وكارل ساجان في أريسيبو عن علامات حضارات من النوع الثاني في أربع مجرات من المجموعة المحلية : M33 و M49 و Leo I و Leo II . ^{[68] [69]} في العام السابق، أرسل الرجلان أول رسالة للبشرية إلى M13 . ^[70] نُشرت النتائج تحت عنوان "البحث عن ذكاء خارج الأرض" في مجلة ساينتفك أمريكان في مايو 1975. ^[71]

في عام 1976، استخدم كارداشيف وترويتسكي وجينديليس تلسكوب الراديو راتان-600 في شمال القوقاز للبحث عن إشارات من الحضارات من النوع الثاني أو الثالث في مجرة ​​درب التبانة والمجرات القريبة الأخرى. ^[69] تم بناء التلسكوب الراديوي في عام 1966 تحت إشراف جينديليس للاستماع عند أطوال موجية بالسنتيمتر. ^[67]

في عام 1987، استخدم تارتر وكارداشيف وسليش التلسكوب الكبير جدًا لاكتشاف مصادر الأشعة تحت الحمراء المحتملة بالقرب من مركز المجرة من كتالوج تلسكوب IRAS . وكان الثلاثة يبحثون عن دليل على وجود كرات دايسون الافتراضية . وتبين أن الأجسام هي نجوم من نوع OH / IR . ^{[69] [72]}

أجرى جيمس أنيس بحثًا صغير النطاق عن مصادر محتملة من النوع الثالث في عام 1999 ونشر في مجلة الجمعية البريطانية للكواكب تحت عنوان "وضع حد للحضارات من النوع الثالث التي تتغذى على النجوم". ^[73] درس أنيس ، وهو عالم فيزياء فلكية في مختبر فيرمي (الولايات المتحدة)، عينة من 31 مجرة، حلزونية وإهليلجية ، باستخدام مخطط تالي-فيشر ، حيث يكون القدر المطلق دالة على سرعة دوران المجرات. اقترح أنيس أن 75٪ من أقل الأجسام إضاءة (أي تلك التي يقل قدرها المطلق بمقدار 1.5 مقارنة بالرسم التخطيطي) يمكن اعتبارها مرشحين محتملين. ومع ذلك، لم يتم ملاحظة أي جسم بهذه الخاصية في مسحه. ^{[19] [44]} من ناحية أخرى، يستخدم أنيس البيانات الفلكية المتاحة لتقدير احتمالية وجود حضارة من النوع الثالث. ويبين أن متوسط ​​الوقت الذي قد يسمح بظهور مثل هذه الحضارة هو 300 مليار سنة، وبالتالي لا يمكن لأي منها أن توجد في كوننا الحالي. ^[74]

أجرى بير كاليسندورف دراسة على عينة من المجرات الحلزونية من قاعدتي بيانات: 4861 من نطاق Spiral Field I (كتالوج SFI ++ الذي جمعه Springob وآخرون في عام 2005) و95 من كتالوج Reyes وآخرون في عام 2011. ^[19] تم اتباع نفس الإجراء كما هو الحال في Annis، ولكن عينة المجرات المستخدمة أكبر بمقدار 80 مرة من تلك المستخدمة في دراسة Annis. ^[19] تم تصنيف بعض المصادر على أنها "غير متوازنة": فهي تبدو غير متماثلة في الشكل، مما يعني أن أحد جانبي القرص المجري أكثر ضخامة وأقل إضاءة من الجانب الآخر. يمكن أن تكون هذه الخاصية، وفقًا لكاليسندورف، مؤشرًا على أن المجرة موطن لحضارة وضعت كرات دايسون في الجزء الرئيسي منها. يمكن تفسير ذلك بحقيقة أن الاستعمار يبدأ من جانب واحد من القرص المجري، مما يجعله يبدو أكثر قتامة ويقود المراقب البعيد إلى الاعتقاد بأن اللب قد انتقل إلى نفس الجانب. ^[19] من ناحية أخرى، يجب أن تتميز المجرة التي تستضيف كرات دايسون بمصدر كبير للإشعاع تحت الأحمر البعيد . ^[19] تظل الحقيقة أن الحضارة من النوع الثالث يمكنها استهلاك الطاقة من خلال كرة دايسون دون إحاطة نجم. في الواقع، يمكن لمثل هذه الهياكل الضخمة أيضًا استخراج الطاقة من ثقب أسود ، وفقًا للدراسة التي أجراها إينوي ويوكو (2011). ومع ذلك، فإن مثل هذا الهيكل لن يقلل من سطوع المجرة المرصودة. ^[19] خلصت دراسة كاليسندورف إلى أن 11 من المصادر التي تم تحليلها (من كتالوج يضم 2411 مجرة، أو 0.46٪) تظهر أدلة محتملة على وجود حضارة من النوع الثالث. إن البحث عن الأجسام التي تحجب 90٪ من الضوء لا يترك سوى مصدر واحد يفي بالمعايير. ^{[19] تُظهر هذه المصادر الإيجابية} انزياحًا أحمر منخفضًا (لذا فهي قديمة، حوالي 100 مليون سنة)، وهو ما يتوافق مع الحضارات المحتملة من النوع الثالث، والتي ربما ازدهرت في الماضي المبكر فقط. ^[19] للحصول على فرصة أفضل للكشف عن مصادر اصطناعية من النوع الثالث، يقترح كاليسندورف التقاط عدة صور متتالية، بسرعة كافية لتحديد حركة الاضطرابات في الغلاف الجوي، وتطبيق مرشحات ضوئية مختلفة والبحث عن مناطق مظلمة (حالة كرة دايسون التي تم تجميعها بواسطة حضارة من النوع الثاني)، أو تحليل طيف الأشعة تحت الحمراء للمجرات. يجب دراسة عينة أكبر بكثير من الأجسام. ^[19]

في عام 2015، خلصت دراسة أجريت على انبعاثات الأشعة تحت الحمراء المتوسطة المجرية إلى أن "حضارات كارداشيف من النوع الثالث إما نادرة جدًا أو غير موجودة في الكون المحلي ". ^[75]

في عام 2016، وصف بول جيلستر، مؤلف موقع Centauri Dreams، إشارة قادمة على ما يبدو من النجم HD 164595 بأنها تتطلب قوة حضارة من النوع الأول أو الثاني، إذا تم إنتاجها بواسطة أشكال حياة خارج كوكب الأرض. ^[76] ومع ذلك، في أغسطس 2016، تم اكتشاف أن أصل الإشارة كان على الأرجح قمرًا صناعيًا عسكريًا يدور حول الأرض. ^[77]

وفقًا لكارداشيف، فإن جهلنا بالإمكانيات الفيزيائية للاتصال عبر الفضاء كبير. ^[47] نحن نعرف فقط جزءًا ضئيلًا من الطيف الكهرومغناطيسي ، وبالتالي، من مصادر المعلومات الموجودة في الكون. ^[47] وبالتالي، من بين 89٪ من المعلومات التي نفتقر إليها، 42٪ تتعلق بالمدى من 10 ⁹ إلى 10 ¹⁴ هرتز (الموجات السنتيمترية والمليمترية ودون المليمترية والأشعة تحت الحمراء) و 25٪ تتعلق بالمدى من 10 ¹⁵ إلى 10 ¹⁸ هرتز (الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية). ^[47] يميز كارداشيف بين فئتين من مناطق الاستماع: الأجسام التي تصدر في طيف تردد واسع والأجسام التي تصدر على العكس من ذلك في خط طيفي ضيق ، الفئة الثانية تطرح مشاكل نظرية أكثر بكثير من الأولى، في حين أنها مركزية، سواء بالنسبة للفيزياء الفلكية أو للبحث عن الحضارات خارج الأرض. ^[47] على الرغم من التقدم المحرز في مجال الفيزياء الفلكية، فإن المعلومات المتاحة لا تزال غير كافية لإثبات غياب الحضارات الفائقة، وذلك استنادًا إلى عدم القدرة على رصد علامات النشاط. ومع ذلك، نظرًا لاحتمال أن تكون الأنظمة الكوكبية أقدم كثيرًا من نظامنا، ونظرًا لأن الأجسام الكونية مثل الكوازارات قد تكون نتاجًا لنشاط الحضارة الفائقة، فإن برنامجًا مفصلاً للاستماع والبحث عن العلامات الذكية يظل صالحًا. يتضمن هذا البرنامج: ^[47]

• - مراقبة السماء عند 3 و 10 و 30 و 100 و 300 ميكرون، وخاصة عند 1 و 3 و 10 ملم، وذلك لتحديد مائة من أقوى المصادر بين تلك المرصودة وفي كل تردد؛
• دراسة خصائص الكوازارات والأجسام غير العادية الأخرى بالتفصيل؛
• البحث عن الشذوذ أحادي اللون بين أقوى مصادر الراديو (مثل خط انبعاث الهيدروكسيل )، في نطاق الديسيمتر؛
• البحث عن إشارات دورية ( النجوم النابضة ) من أصل بين النجوم، في نفس النطاق؛
• يبحث عن إشارات أحادية اللون ذات ترددات مختلفة، دائمًا في نفس النطاق.

وفقًا لكارداشيف، فإن جهاز قياس التداخل الراديوي بقاعدة، إما من رتبة قطر الأرض أو أكبر منها ، الموضوع في الفضاء المداري، سيسمح بالاستماع إلى الترددات السنتيمترية والديسيمترية. ^[47] بمجرد تحديد مجموعة من المصادر غير العادية، فإن الخطوة التالية هي البحث عن محتوى مهم في الإشعاعات من هذه الأجسام. ^[47] في عام 1998، اقترح نيكولاي كارداشيف وإس إف ليخاتشيف وإف آي زورافليف مشروعين فضائيين من مشروع SETI للكشف عن المصادر الاصطناعية: مشروع ميليمترون (مرصد مداري بمرآة قطرها 10 أمتار) والتلسكوب البصري VLBI (للتركيب التداخلي للصور فوق البنفسجية والبصرية والأشعة تحت الحمراء). ^[78]

بالنسبة لصامويل أرونوفيتش كابلان ، يظل "المعيار الأكثر موثوقية" هو القطر الزاوي الصغير لمصدر الراديو. الطول الموجي 21 سم، والذي تم تفضيله منذ عام 1959، وفقًا لدراسة كوكوني وموريسون، ليس منطقة الاستماع الوحيدة. ذكر كابلان أيضًا في عام 1971 منطقة الراديو من الطيف، والتي تتميز بالجذر الهيدروكسيلي (OH). بالنسبة لليفيو، يجب أن تركز وسائل الكشف على العناقيد الكروية ، وهي المناطق الأكثر احتمالاً لإيواء كواكب مماثلة للأرض. ^[25]

بالنسبة لغييرمو أ. ليمارشاند، لا ينبغي للحضارات خارج كوكب الأرض استخدام جهاز إرسال متعدد الاتجاهات. بدلاً من ذلك، يجب أن تبحث عن إشارات المعلومات الضعيفة والمتقطعة والأحادية الاتجاه. سيحتاجون بالتأكيد إلى استخدام قياس التداخل لفحص الأنظمة الشمسية حيث قد تظهر الحياة. من الأرض، سيكون من الممكن التقاط مثل هذه الإشارات على مسافات تصل إلى 35 + (t_f - 2000) / 2 ، حيث t_f هو تاريخ المراقبة بالسنوات، مع العلم أن t_f ≥ 2000. [ ^21] ومع ذلك، هناك العديد من التقنيات لنقل رسالة بين النجوم، تتراوح من البوزونات إلى الجسيمات وحتى الجسيمات المضادة . ^[23]

إن المصدر الاصطناعي الموجود في قرص التراكم لثقب أسود فائق الكتلة لن يكون قابلاً للكشف بواسطة الأشعة المستخدمة لنقل الطاقة المجمعة. في الواقع، فإن احتمال اكتشاف شعاع يبلغ طوله ميكرون واحد في الثانية القوسية أقل من 10 ⁻²³ . وعلاوة على ذلك، فإن الطاقة المنبعثة من الثقب الأسود لن تسمح باكتشاف الطاقة التي تستخدمها الحضارة من النوع الثالث. من ناحية أخرى، يمكن اكتشاف نظام الانعكاس المرآوي للإشعاع بواسطة الظل الذي يلقيه على قرص التراكم. ^[46]

يمكن اكتشاف الحضارة من النوع الثالث التي تستخدم " فقاعة فيرمي " من خلال حقيقة أنها تقلل من سطوع منطقة من المجرة. يقترح أنيس أن المراقبة بالأشعة تحت الحمراء ستجعل من الممكن تسليط الضوء عليها، وخاصة في المجرات الإهليلجية . ^[25]

استشهد كارداشيف بالكوازار 3C 9 في وقت مبكر من عام 1971. ^[47] تُظهر دراسة الكوازار 3C 273 أنه يتمتع ببنية صلبة. تمتلك الكوازارات الأخرى ( 3C 279 و 3C 345 و3C 84) خصائص قريبة من تلك المتوقعة من مصدر اصطناعي، خاصة وأن الانبعاثات قوية في المنطقة المتوسطة من الطيف (بين الترددات الراديوية والبصرية). ^[47] الكوازارات هي مصادر اصطناعية محتملة، خاصة وأن عمرها يتوافق مع الإمكانيات التقنية للحضارات الفائقة. يمكن أن تكون المصادر الراديوية في مركز المجرات أيضًا مصادر اصطناعية، وفقًا لكارداشيف، حتى لو ثبت في عام 2013 أنها ثقوب سوداء فائقة الكتلة. في عام 1971، اعتقد كارداشيف أن الأجسام الأكثر احتمالاً أن تكون مصادر اصطناعية يمكن اكتشافها في السنوات القليلة القادمة [في ذلك الوقت]. ^[47]

كان أنتوني هيويش ، مكتشف أول نجم نابض ( CP 19019 )، قد اعتبر بالفعل أن الدورية غير العادية لانبعاثات النجوم النابضة مصدرًا اصطناعيًا في عام 1968. وأطلقت الصحافة في ذلك الوقت على هذا الجسم لقب "LGM-1" (لـ "الرجال الخضر الصغار")، بعد إهمال هيويش، الذي لم ينتظر التحقق اللازم. في عام 1971، أزال كابلان النجم النابض من قائمة الأجسام التي يمكن أن تكون مصدرًا لأصل اصطناعي. ^[60]

في عام 2011، قام جيمس ودومينيك بنفورد بفحص الاحتمالات الموجودة للتمييز بين النجوم النابضة والمصادر الاصطناعية المحتملة التي تصدر إشارات ذكية، مثل: النطاق الترددي (يمكن أن تكون الإشارات التي تبلغ حوالي 100 ميجا هرتز اصطناعية)، وطول النبضة (لتقليل التكاليف، يجب أن تكون النبضة قصيرة) والتردد (حوالي 10 جيجا هرتز، أيضًا لأسباب اقتصادية). يمكن أن يكون مصدر الراديو PSR J1928 + 15 (الذي لوحظ في عام 2005 بالقرب من القرص المجري، بتردد 1.44 جيجا هرتز، في أريسيبو ) من أصل خارج الأرض. يفكر جيمس ودومينيك بنفورد في ثلاثة سيناريوهات يتم فيها أخذ عامل التكلفة في الاعتبار. إذا كان المصدر مُحسَّنًا من حيث التكلفة، فهو ينتمي إلى حضارة من النوع 0.35 (الأرض من النوع 0.73). ^{[ملاحظة 2]} إذا لم يكن مُحسَّنًا من حيث التكلفة ويعمل بهوائي صغير، فإن النوع هو 0.86. مع هوائي كبير، سيكون من النوع 0.66. وباستخدام طريقة التكلفة/الكفاءة هذه، يمكن تقدير أن المصادر منخفضة الكثافة قد تكون الأكثر انتشارًا، ولكنها أيضًا الأكثر صعوبة في المراقبة. ^[79]

يعتقد ويليام آي. نيومان وكارل ساجان أن نمو استهلاك الطاقة وحده لا يمكن أن يصف تطور الحضارات؛ ومن الضروري أيضًا مراعاة النمو السكاني ، وخاصة حقيقة أنه يمكن الحد منه من خلال قدرة وسائل النقل بين الكواكب. ويستنتجان أنه لا يمكن أن تكون هناك حضارات قديمة ذات أبعاد مجرية، ولا إمبراطوريات مجرية، على الرغم من أن إمكانية وجود شبكات من العوالم المستعمرة (حوالي 5 إلى 10 كواكب) قوية. ^[80]

وُلِد المقياس الذي وضعه كارداشيف في السياق الجيوسياسي للحرب الباردة ، حيث كانت الطاقة ذات قيمة عليا. ^[28] ووفقًا لغييرمو أ. ليمارشاند، وهو فيزيائي في جامعة بوينس آيرس، هناك أربع حجج ضد تصنيف كارداشيف: ^[21]

1. إن أجهزة الإرسال متعددة الاتجاهات طويلة المدى سوف تستهلك قدراً كبيراً من الطاقة. أما استخدام أجهزة إرسال اتجاهية أو متقطعة، كل منها يشير إلى اتجاه مختلف، فسوف يتطلب قدراً أقل كثيراً من الطاقة. وبالتالي فإن الحضارات من النوع الثاني أو الثالث قد يتم تعريفها بشيء آخر غير الاستهلاك الأسّي للطاقة.
2. إن افتراض الاستهلاك الأسّي للطاقة خاطئ بالتأكيد، لأنه إذا قمنا بتحليل استهلاك الفرد من الطاقة على مدار التاريخ البشري، فإنه يشكل سلسلة من المنحنيات اللوجستية مع نقطة تشبع لكل ابتكار تكنولوجي. وبالتالي، فإن حالة الاستقرار أو النمو المحدود هي الأكثر احتمالاً.
3. وفقًا لمبدأ الرداءة ، الذي طبقه ساجان وشكولوفسكي في عام 1966 على البحث عن الحضارات خارج كوكب الأرض على أساس حسابات جون ريتشارد جوت ، ^[81] يجب أن تكون الحضارات الأكثر أهمية من حضارتنا نادرة جدًا بحيث لا تملك القدرة على الهيمنة والظهور.
4. وأخيرا، فإن برامج البحث والاستماع في جامعة هارفارد وبوينس آيرس (هورويتز وساجان في عام 1993 أو ليمارشاند وآخرون في عام 1997) لم تقدم أي دليل علمي على وجود مصادر اصطناعية، لا في مجرة ​​درب التبانة ولا في المجرات القريبة ( M33 ، M81 ، مجرة ​​الدوامة أو قنطورس أ )، أو حتى في مجموعة العذراء .

بالنسبة لعالم الأرصاد الجوية البريطاني لويس فراي ريتشاردسون ، مؤلف دراسة إحصائية عن الوفيات (نُشرت في إحصائيات المشاجرات المميتة ، 1960)، فإن عدوانية الإنسان لا تسمح لنا بالتنبؤ بعمر يسمح للبشرية بالوصول إلى مراحل أكثر تطوراً. ويقدر أن الدوافع العنيفة للإنسان ستدمر النظام الاجتماعي على مدى فترة 1000 عام. علاوة على ذلك، من المحتمل أن يتم تدمير البشرية بأسلحة الدمار الشامل في غضون بضعة قرون على الأكثر. ^[21]

يفسر علماء التطور البشري بول هيوز وجون سمارت غياب الإشارات من الحضارة من النوع الثالث بفرضيتين: إما أنها دمرت نفسها أو أنها لم تتبع المسار الذي وصفه كارداشيف. ^[24] يجب أن يؤدي نمو استهلاك الطاقة إلى أزمة مناخية، والتي حددها إيفان دوتيل وستيفان دوماس عند 1 واط / م ² من الأرض أو 127 تيراوات للكوكب بأكمله. بمعدل نمو 2٪ سنويًا، يجب أن تتوقف الحضارة الصناعية عن النمو في وقت مبكر جدًا من تاريخها (بعد بضعة قرون). ^[49] باختصار، قد يفسر استحالة تأمين موارد الطاقة بشكل مستدام غياب حضارات النوع الثاني والثالث. ^[49]

بالنسبة لزولتان جالانتاي، من غير الممكن أن نتخيل مشروع حضاري يمتد لقرون (مثل كرة دايسون ) أو حتى ملايين السنين، ما لم نتخيل فكرًا وأخلاقًا مختلفين عن فكرنا وأخلاقنا، في متناول حضارة أسلافنا. لذلك يقترح تصنيف الحضارات وفقًا لقدرتها على تنفيذ مشاريع حضارية واسعة النطاق على المدى الطويل. ^[24]

أخيرًا، يرى فريمان دايسون أن التواصل والحياة يمكن أن يستمرا إلى الأبد في كون مفتوح مع كمية محدودة من الطاقة؛ وبالتالي فإن الذكاء هو المعيار الأساسي الوحيد لبقاء الحضارة على قيد الحياة على المدى الطويل، وبالتالي فإن الطاقة لم تعد هي ما يحددها، وهي الأطروحة التي طورها في مقالته "الزمن بلا نهاية: الفيزياء والبيولوجيا في كون مفتوح". ^[82]

• تطبيق واسع النطاق لقوة الاندماج : من حيث تكافؤ الكتلة والطاقة ، يشير النوع الأول إلى تحويل حوالي 2 كجم من المادة إلى طاقة في الثانية. من الناحية النظرية، يمكن تحقيق إطلاق طاقة مكافئة عن طريق دمج حوالي 280 كجم من الهيدروجين في الهيليوم في الثانية، ^[83] بمعدل يعادل تقريبًا 8.9 × 10⁹  كجم/سنة. يحتوي الكيلومتر المكعب الواحد من الماء على حوالي 10¹¹ كجم من الهيدروجين، وتحتوي محيطات  الأرضعلى حوالي 1.3 × 10⁹  كيلومترات مكعبة من الماء، وهذا يعني أن البشر على الأرض قادرون على الحفاظ على هذا المعدل من الاستهلاك على مدى فترات زمنية جيولوجية، من حيث الهيدروجين المتاح.
• إن وجود المادة المضادة بكميات كبيرة من شأنه أن يوفر آلية لإنتاج الطاقة على نطاق يتجاوز المستوى الحالي للتكنولوجيا بعدة أوامر من حيث الحجم. ^{[ بحاجة لمصدر ]} في تصادمات المادة المضادة والمادة، يتم تحويل كل كتلة سكون الجسيمات إلى طاقة مشعة . تكون كثافة طاقتها (الطاقة المنبعثة لكل كتلة) أكبر بحوالي أربعة أوامر من حيث الحجم من تلك الناتجة عن استخدام الانشطار النووي ، وأكبر بحوالي مرتبتين من حيث الحجم من أفضل إنتاج ممكن من الاندماج . ^[84] إن تفاعل 1  كجم من المادة المضادة مع 1 كجم من المادة من شأنه أن ينتج 1.8 × 10¹⁷  جول (180 بيتا جول ) من الطاقة. ^[85] على الرغم من اقتراح المادة المضادة أحيانًا كمصدر للطاقة، ^[86] لا يبدو هذا ممكنًا. يتضمن إنتاج المادة المضادة بشكل مصطنع - وفقًا للفهم الحالي لقوانين الفيزياء - تحويل الطاقة أولاً إلى كتلة، والتي لا تنتج طاقة صافية. لا يمكن استخدام المادة المضادة التي تم إنشاؤها بشكل مصطنع إلا كوسيلة لتخزين الطاقة، وليس كمصدر للطاقة، ما لم تسمح التطورات التكنولوجية المستقبلية (على عكس الحفاظ على رقم الباريون ، مثل انتهاك تكافؤ الشحنة لصالح المادة المضادة) بتحويل المادة العادية إلى مادة مضادة. من الناحية النظرية، قد يتمكن البشر من زراعة وحصاد عدد من المصادر الطبيعية للمادة المضادة في المستقبل. ^{[87] [88] [89]}
• الطاقة المتجددة عن طريق تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء - إما بشكل مباشر من خلال الخلايا الشمسية وتركيز الطاقة الشمسية ، أو بشكل غير مباشر من خلال الوقود الحيوي وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية : لا توجد طريقة معروفة للحضارة البشرية لتسخير ما يعادل إجمالي الطاقة الشمسية الممتصة على الأرض دون تغطية السطح بالكامل بهياكل من صنع الإنسان، وهو أمر غير ممكن بالتكنولوجيا الحالية. ومع ذلك، إذا قامت الحضارة ببناء أقمار صناعية كبيرة جدًا للطاقة الشمسية مقرها الفضاء ، فقد تصبح مستويات الطاقة من النوع الأول قابلة للتحقيق - يمكن أن تحول ضوء الشمس إلى طاقة ميكروويف وترسلها إلى مجمعات على الأرض.

• يمكن للحضارات من النوع الثاني استخدام نفس التقنيات التي تستخدمها حضارة النوع الأول، ولكن يتم تطبيقها على عدد كبير من الكواكب في عدد كبير من الأنظمة النجمية.
• كرة دايسون أو سرب دايسون والهياكل المماثلة هي هياكل عملاقة افتراضية وصفها فريمان دايسون في الأصل بأنها نظام من الأقمار الصناعية التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي تم تصميمها لتطويق نجم بالكامل والتقاط معظم أو كل ناتج طاقته. ^[90]
• هناك وسيلة أخرى لتوليد الطاقة القابلة للاستخدام وهي تغذية ثقب أسود بكتلة نجمية ، وجمع الفوتونات المنبعثة من قرص التراكم . ^{[91] [92]} وهناك وسيلة أقل غرابة وهي ببساطة التقاط الفوتونات التي تهرب بالفعل من قرص التراكم، وبالتالي تقليل الزخم الزاوي للثقب الأسود ؛ وهذا ما يُعرف بعملية بينروز . ومع ذلك، قد يكون هذا ممكنًا فقط لحضارة من النوع الثالث.
• رفع النجم هي عملية يمكن من خلالها لحضارة متقدمة إزالة جزء كبير من مادة النجم بطريقة منظمة لاستخدامات أخرى.
• من المرجح أن يتم إنتاج المادة المضادة كمنتج ثانوي صناعي لعدد من العمليات الهندسية الضخمة (مثل رفع النجوم المذكور أعلاه)، وبالتالي يمكن إعادة تدويرها. ^{[ بحاجة لمصدر ]}
• في الأنظمة النجمية المتعددة التي تحتوي على عدد كبير من النجوم: يتم امتصاص جزء صغير ولكنه مهم من مخرجات كل نجم على حدة.
• يمكن استخدام المحركات النجمية لتحريك النجوم.

• قد تستخدم الحضارات من النوع الثالث نفس التقنيات التي تستخدمها حضارات النوع الثاني، ولكن يتم تطبيقها بشكل فردي على جميع النجوم المحتملة في مجرة ​​واحدة أو أكثر. ^[6]
• قد يكونون قادرين أيضًا على الاستفادة من الطاقة المنبعثة من الثقوب السوداء الهائلة التي يُعتقد أنها موجودة في مركز معظم المجرات. ^[93]
• من الناحية النظرية، قد تتمكن الثقوب البيضاء من توفير كميات كبيرة من الطاقة عن طريق جمع المادة المقذوفة للخارج.
• يعد التقاط طاقة انفجارات أشعة جاما مصدرًا آخر للطاقة من الناحية النظرية للحضارة المتقدمة.
• إن الانبعاثات الصادرة عن النجوم الزائفة قابلة للمقارنة بالانبعاثات الصادرة عن المجرات النشطة الصغيرة، ويمكن أن تشكل مصدراً هائلاً للطاقة إذا أمكن جمعها.

هناك العديد من الأمثلة التاريخية للحضارة الإنسانية التي خضعت لتحولات واسعة النطاق، مثل الثورة الصناعية . يمكن أن تمثل التحولات بين مستويات مقياس كارداشيف فترات دراماتيكية مماثلة من الاضطرابات الاجتماعية، لأنها تنطوي على تجاوز الحدود الصارمة للموارد المتاحة داخل الأراضي الحالية للحضارة. التكهن الشائع ^[94] هو أن الانتقال من النوع 0 إلى النوع الأول يمكن أن يحمل خطرًا قويًا للتدمير الذاتي، لأنه في بعض السيناريوهات لن يكون هناك مجال لمزيد من التوسع على كوكب الحضارة الأصلي، كما هو الحال في كارثة مالتوسية .

على سبيل المثال، قد يؤدي الاستهلاك المفرط للطاقة دون إزالة الحرارة بشكل كافٍ إلى جعل كوكب الحضارة التي تقترب من النوع الأول غير مناسب لبيولوجيا أشكال الحياة السائدة ومصادر غذائها. باستخدام الأرض كمثال، فإن درجات حرارة المحيط فوق 95 درجة فهرنهايت (35 درجة مئوية) من شأنها أن تعرض الحياة البحرية للخطر وتجعل من الصعب، إن لم يكن من المستحيل، على الثدييات أن تبرد إلى درجات حرارة مناسبة لعملية التمثيل الغذائي الخاصة بها . بالطبع، قد لا تصبح هذه التكهنات النظرية مشاكل، ربما من خلال تطبيق الهندسة والتكنولوجيا المستقبلية. أيضًا، بحلول الوقت الذي تصل فيه الحضارة إلى النوع الأول، ربما تكون قد استعمرت كواكب أخرى أو أنشأت مستعمرات من نوع أونيل ، بحيث يمكن توزيع الحرارة المهدرة في جميع أنحاء النظام النجمي.

إن حدود أشكال الحياة البيولوجية وتطور تكنولوجيا الكمبيوتر قد تؤدي إلى تحول الحضارة من خلال تحميل العقل والذكاء العام الاصطناعي بشكل عام أثناء الانتقال من النوع الأول إلى النوع الثاني، مما يؤدي إلى حضارة رقمية .

• حضارات كارداشيف
• رسوم متحركة فلاشية عن الحضارات
• ما هو مقياس كارداشيف؟ بقلم يونيفرس توداي .
• وصف أنواع الحضارات من د. ميتشيو كاكو .
• مقياس كارداشيف: تصنيف الحضارات الغريبة بواسطة Space.com .
• إمكانية اكتشاف الأنشطة التكنولوجية خارج الأرض
• علم الأحياء الفلكي: الكون الحي في آلة Wayback (تم أرشفته في 2013-05-14)
• بعد كارداشيف: وداعا للحضارات العظمى في آلة واي باك (أرشيف 2007-01-08)
• الحضارات الغريبة: ما وراء كارداشيف في آلة واي باك (أرشيف 2009-02-20)
• البحث عن الحضارات من النوع الثالث في آلة Wayback (تم أرشفته في 2015-05-25)
• كيف تبدو الحضارات الغريبة؟ مقياس كارداشيف على اليوتيوب بواسطة Kurzgesagt ، يشرح ويصور الموضوع.
• مقياس كارداشيف، الصورة الكبيرة عن الحضارات الفضائية ، بودكاست صوتي يقدمه موقع SciFi Thoughts.