Ya se sabe que a los humanos se nos da muy mal predecir el impacto del crecimiento exponencial. El problema se demuestra con la siguiente pregunta, que se suele plantear a los estudiantes desprevenidos:

Un cultivo de bacterias en una placa de Petri duplica su tamaño cada día. La placa se llena en el día 100, provocando una explosión de la población. ¿Qué día está la placa de Petri medio llena?

La respuesta es el día 99, un resultado que es matemáticamente trivial pero capaz de sorprender. La verdad es que los humanos simplemente no hemos evolucionado para pensar de forma intuitiva sobre el cambio exponencial.

Esta falta de capacidad tiene unas implicaciones importantes para nuestro entorno y para el modo en el que deberíamos utilizar los recursos que nos ofrece. La población mundial se ha duplicado dos veces en los últimos 100 años. La economía global duplica su tamaño cada 20 años. Y cada vez son más los expertos que advierten que debemos evitar el escenario de los 99 días, aunque nadie sabe si seríamos capaces de reconocerlo cuando nos encontráramos en esa situación.

Una posible solución es que la humanidad se expanda por el sistema solar. Los cuerpos rocosos como la Luna y Marte son objetivos obvios de colonización. Y los asteroides parecen fuentes tentadoras de minerales valiosos para los mineros espaciales. De hecho, la idea de la barra libre de materias primas espaciales ya está impulsando una nueva era.

Pero el sistema solar, aunque grande, también es un recurso limitado. Y eso plantea la importante cuestión de cómo debemos controlar su explotación. En concreto, la pregunta sería qué parte del sistema solar debería mantenerse intacta.

La respuesta se encuentra en el trabajo del investigador del Centro de Astrofísica de Harvard-Smithsonian (EE. UU.) Martin Elvis y el del Kings College de Londres (Reino Unido) Tony Milligan. Juntos, han estudiado la naturaleza del crecimiento exponencial y aseguran que nuestra limitada capacidad de predecir su impacto es algo que debemos tener en cuenta a la hora de restringir la explotación del sistema solar.

Los investigadores estiman que deberíamos poder explotar una octava parte del sistema solar, mientras que el resto debería declararse zona intacta. Y advierten que con las tasas actuales del crecimiento, este límite podría alcanzarse dentro de 400 años.

El razonamiento de los investigadores es sencillo. Cuando un sistema experimenta un crecimiento exponencial y se agota una octava parte, ya solo le quedan tres períodos de duplicación hasta que desaparezcan todos sus recursos, un punto que Elvis y Milligan llaman superexplotación. La investigación detalla: "Nuestra capacidad limitada de ver más allá hasta que dichos procesos estén muy avanzados sugiere que deberíamos establecer un plan de seguridad tipo 'tripwire' [un tipo de programa de ordenador] que nos permita, al menos, un margen de tres períodos de tiempo de duplicación".

¿Por qué tres? En este tipo de sistemas, cualquier pequeño error de medición puede provocar grandes errores en las predicciones. Es por eso que los investigadores prefieren este límite. "Un principio más limitado de 1/16 o 1/32 conlleva el problema de que un error menor en la estimación de la tasa del crecimiento pueda provocar un error mayor en la predicción de cuándo se alcanzaría la superexplotación", destaca el texto.

Los investigadores no se oponen al crecimiento ni a la explotación, elementos que consideran una parte importante del futuro de la humanidad. "[El principio de una octava parte] solo excluye el crecimiento sin restricciones e incontrolado", afirman.

¿Cuánto tiempo nos queda? Para medir un nivel realista del crecimiento, Elvis y Milligan utilizaron la explotación de hierro desde la Revolución Industrial, que ha crecido a una tasa media anual del 3,5 %, lo que resulta en una duplicación cada 20 años.

Luego calcularon cómo se desarrollaría una tasa de crecimiento similar en una escala interplanetaria. Sus cálculos sugieren que el punto de una octava parte se alcanzaría en 400 años. En esa etapa, los próximos períodos de duplicación serían cruciales. "En ese momento, solo quedarían 60 años para evolucionar el sistema económico hacia las nuevas condiciones para un estado estable", explica la investigación.

Para evitar esto, una gran parte del sistema solar debe ser protegida, pero definir cuánta exactamente es bastante complicado. Elvis y Milligan sugieren que los planetas se deben proteger en función de su área de superficie y los asteroides por su volumen. El Sol debería ser excluido por completo de los cálculos, y Elvis y Milligan creen que Júpiter, que tiene más masa que todos los demás planetas juntos, también podría ser excluido.

Luego está el Cinturón de Kuiper, el disco circunestelar de objetos helados que orbitan más allá de Neptuno, y la mucho menos conocida Nube de Oort de cometas incluso más lejanos. Elvis y Milligan destacan que si estas regiones se incluyeran en los cálculos las conclusiones no cambiarían mucho. La masa de materia en el Cinturón de Kuiper añade otros tres tiempos de duplicación, o 60 años, y la Nube de Oort añade otros 80 años.

De cualquier manera, el tiempo es oro. Debido a las enormes distancias, hay pocas posibilidades de que explotemos otros sistemas estelares ajenos al nuestro. "Los tiempos de viaje, que ya se han medido en décadas para la Nube de Oort, aumentan a siglos para cualquier lugar que no sean masas microscópicas en estas distancias interestelares", aseguran. En cuanto a los recursos, nuestro sistema solar es un sistema cerrado.

Pero debería ser suficiente, incluso si su explotación se limita a una octava parte del total. Elvis y Milligan calculan que con estos recursos debería ser posible construir millones de anillos alrededor del Sol. "Eso debería ser suficiente para continuar, aunque una esfera Dyson podría estar fuera de alcance", afirman, refiriéndose a la famosa idea del físico Freeman Dyson de que una civilización suficientemente avanzada y hambrienta de energía podría rodear completamente a su estrella anfitriona con una esfera que captura toda su energía emitida.

La tecnología necesaria para eso está actualmente fuera del alcance de la humanidad. Y, por lo tanto, es fácil imaginar que la idea de proteger el sistema solar en este momento resulta algo prematura. Pero el interés actual en la minería de asteroides podría cambiar este planteamiento y pronto. La investigación continúa: "La razón para adoptar el principio de la octava parte con tanta anticipación es que puede ser mucho más fácil implementar las restricciones desde el en una etapa temprana, en vez de más tarde, cuando ya haya intereses creados y conflictos".

Por supuesto, la humanidad ya protege algunas partes del sistema solar de la explotación. Pero los esfuerzos en la Tierra han sido limitados. La Ley de Áreas Silvestres de Estados Unidos de 1964 protege a grandes extensiones de Estados Unidos; la antigua Unión Soviética también protegió a la pushcha Belovezhskaya, una de las últimas áreas de bosque intacto en Europa, aunque esta región en Bielorrusia está ahora bajo amenaza.

Pero, solo el 12 % de la superficie de terreno de la Tierra está protegida, y solo el 6 % de los océanos. Cuando se alcancen estos límites, tendremos muy poco tiempo para cambiar de rumbo. El argumento de Elvis y Milligan es que, si queremos evitar un error similar en el espacio, debemos actuar ahora.

Ref: arxiv.org/abs/1905.13681: How Much of the Solar System Should We Leave as Wilderness?