人类对气候的影响是明显且毁灭性的。在过去大约两百年里，我们向大气中排放了足够的温室气体，使其温度显著升高，并带来了地球大部分地区变得不宜居住的可怕前景。
避免这种命运的当前计划是在未来20年内将碳净排放量降至零。这无疑会有所帮助，前提是届时地球尚未越过任何重要的临界点。
但另一个迫在眉睫的问题是净零排放几乎无法缓解的。所谓的“深度变暖”问题源于一个不可避免的事实：人类使用的几乎所有能源最终都会以低级热量的形式进入环境。这包括来自太阳能、风能、核能、地热能、化石燃料和其他来源的所有能源。
目前，人类以这种方式产生的热量与来自太阳的能量相比微不足道。但如果我们的能源消耗继续以指数级速度增长，一个重要的问题是，这何时会最终与太阳能加热相媲美，以及它将如何影响地球的宜居性。
热寂
现在，意大利罗马大学的阿梅迪奥·巴尔比（Amedeo Balbi）和佛罗里达理工学院的马纳斯维·林加姆（Manasvi Lingam）计算了深度加热影响地球的时间尺度，以及它将如何取决于人类采取的缓解策略。他们的计算对寻找其他行星上的智慧生命也具有重要意义。
地球上所有能源的命运最终由热力学第二定律决定。这表明，在任何能量转移中，封闭系统的总熵或无序度总是随时间增加的。换句话说，没有一个能量转换过程是完美高效的，总会有一些能量损失，通常以热量的形式。
研究人员表示，如果人类的能源使用量继续以每年约1%的指数级速度增长，其后果将是不可避免的。他们的模型表明，废热最终会使全球气温升高到足以影响地球宜居性的程度。
他们说：“我们证明，此类类地行星宜居条件的丧失可能发生在不到1000年的时间尺度上。” 工业革命后，人类已经进入这个过程两百年了。
巴尔比和林加姆指出，即使所有能源都是无碳的，这种加热效应也会持续存在。问题不在于排放，而在于热量本身。
很容易想象，光伏发电产生的废热不会增加地球的温度，因为无论是否转换为电能，阳光都会照射到地球。
然而，巴尔比和林加姆指出，太阳能电池板吸收的光线本来会反射回太空。因此，这个过程不可避免地会向环境中注入额外的热量。
不受控制的增长
巴尔比和林加姆考虑了三种可能的情况。在第一种情况中，废弃能量导致失控的加热，有效地将地球“煮熟”，并导致人类灭绝。结果是通过不受控制的增长进行自我毁灭。
第二种路径是寻找方法来阻止能源使用的指数级增长，通过提高效率和减少能源使用量。这种方法将需要一种文化转变，优先考虑长期可持续性而非持续增长，而人类似乎并不擅长这种转变。但它可能允许一个文明在不压垮其环境的情况下繁荣发展。
最后一个场景是将文明扩展到太空。通过分散，人类可以更有效地管理废热，避免将地球变成一个烤箱。
其他文明也将面临同样的情况，这将对我们寻找和接触它们的能力产生重要影响——著名的费米悖论。巴尔比和林加姆认为，如果大多数技术物种都发展到将自己的行星“煮熟”的地步，它们可能永远无法达到我们能够探测到它们的程度。
意大利物理学家恩里科·费米（Enrico Fermi）曾有名地问道：如果先进文明存在，为什么我们没有看到它们？他们认为：“这个结果可能为著名的费米悖论提供一个（部分）‘解决方案’。”
然而，巴尔比和林加姆指出，即使先进文明最终自我毁灭，我们仍然可能看到比它们更长寿的技术信号。这些人工制品可能包括能源基础设施的遗迹、城市热岛或其他技术活动的痕迹。
今天的优先事项显然是将碳净排放量降至零。但巴尔比和林加姆（以及其他研究过这个问题的人）传递的信息是，如果我们最终解决了这个问题，我们将很快面临另一种以废热致死形式出现的生存威胁。
参考文献：废热与宜居性：技术能源消耗的限制：arxiv.org/abs/2409.06737
