Какова реальная скорость роста космической колонии?

Я не думаю, что они долго сохранят свои космические технологии. Современные космические технологии настолько сложны, что только несколько промышленно развитых стран на Земле способны это делать. Ваше население в 5000 человек просто не сможет производить сырье или обслуживать высокотехнологичные инструменты, необходимые для обслуживания и ремонта их высокотехнологичных инструментов.

Выбирайте любое современное удобство. Как микроволновая печь. Через несколько лет он сломается. Что нужно для создания нового? Магнатрон, обратноходовой трансформатор, металлические и стеклянные пластины, электрические компоненты. Что нужно для их производства? Прекрасные инструменты, металлоконструкции и стекло для магнетрона. Вакуумный насос. Тонкая медная проволока высокой чистоты для трансформатора, железо, сталь. Для этого нужны шахты, плавка руды, очистка. Производственные мощности. Плавильни и печи. Что вам нужно, чтобы сделать все это? Какие инструменты вам нужны, чтобы сделать эти инструменты?

Так что вещи сломаются, и инструменты для ремонта вещей сломаются, все машины, с которых начинается колония, сломаются, у них закончится клейкая лента. Как сделать новую клейкую ленту? И поэтому общество будет медленно скатываться назад, пока не будет достигнуто равновесие с тем, что они могут разумно производить и поддерживать. Ключевым моментом здесь является устойчивость, все, что колонисты приносят с собой, не прослужит долго, только то, что они могут постоянно производить сами, будет иметь значение через несколько поколений.

Где эта точка равновесия для общества в несколько тысяч человек? Вероятно, жили в глиняных или каменных хижинах, одевались в шкуры животных, использовали инструменты, сделанные из костей и остроконечных камней, недоедали, охотились на животных или работали по 18 часов в день в железной шахте и умирали в 30 лет.

Дерево технологий современного общества чрезвычайно велико и имеет множество взаимозависимостей. Чтобы производство таких вещей, как промышленные ткацкие станки и двигатели внутреннего сгорания, стало экономически выгодным, потребуется население в сотни тысяч, а то и миллионы человек. На богатой ресурсами и пищей земле (в лучшем случае) вашим колонистам нужно будет сосредоточиться на выживании и размножении, и в течение многих поколений увеличить население до миллионов, прежде чем истечет время, чтобы они могли начать поддерживать специализированных специалистов, таких как металлурги или химики или инженеры-электрики, когда технологии действительно начинают развиваться. А до тех пор это просто очень, очень долгий путь по грязи (несколько десятков тысяч лет, если судить по нашей собственной цивилизации).

Я думаю, что тот факт, что вы заявили, что это «корабль-колония», автоматически отрицает «боже мой! Распад в каменный век через десять лет!» сценарий. Корабль КОЛОНИИ будет оборудован для создания КОЛОНИИ. Это означает, что он не будет заполнен невежественными девушками из долины и мальчиками из братства в версии 23-го века. Посмотрите, через какую подготовку должны пройти современные астронавты, чтобы немного полетать над землей и, возможно, выйти в открытый космос. Держу пари, что колонистом будет фертильный человек в возрасте от 20 до 20 лет, который, независимо от сексуальной ориентации, соглашается участвовать в ручном увеличении популяции до тех пор, пока не будут созданы клиники оплодотворения, И завершит эквивалент докторского курса, включая:

Выживание, Психологическая закалка, Технологически взаимосвязанная история (как в старом сериале «Связи», но на гораздо более глубоком уровне), Ступенчатая специализация (медицина, механика, прикладные науки и т. д. И у каждого колониста будет основная специальность), Перекрывающееся знакомство с ряд других специальностей.

Точно так же процесс колонизации будет плановым, а не импровизированным:

Корабль колонии, вероятно, будет спроектирован так, чтобы, по крайней мере, быть съеденным для укрытий и строительства машин, если не предназначен для постоянной посадки и превращения в небольшой город / крепость в центре колонии, как только разведывательный корабль найдет место для посадки. Реактор корабля станет первой электростанцией на планете. Двигатели используют турбины для выработки дополнительной мощности или выполнения быстрых земляных работ. Рождение становится убежищем. Гидропоника теперь представляет собой гигантскую теплицу с предустановленной знакомой флорой. Медицинский отсек — это мгновенная больница. . . вы поняли идею.

После того, как первоначальная еда, жилье и безопасность будут начаты, самым следующим проектом будет контроль популяции. Задолго до посадки на борт у каждого колониста должна быть пара, и паре по очереди назначается место для размножения. Особенно, когда они узнают, что были отрезаны от эмигрантов/подкрепления, размножение становится вопросом выживания группы и будет сохраняться в качестве приоритета, по крайней мере, в течение первого поколения.

Ваши 5000 прибывших, вероятно, почти удвоят их число (каждая пара, имеющая примерно 4 детей в течение 10-15 лет оставшейся фертильности, не лишена смысла, если она находится в центре внимания группы в целом). После этого население, вероятно, все еще будет, по крайней мере, в Англии 19 века. Другая часть этой готовности, вероятно, будет включать в себя медицинские знания, которые сейчас + 200 лет, упакованные вместе с некоторыми довольно надежными методами лечения бесплодия.

Добавьте к этому тот факт, что ваши колонисты могли бы легко получить знания (или придумать их еще через 600 лет), чтобы создать оборудование для клонирования и искусственные матки. . .оценка в 12 миллионов является консервативной. Вы могли бы сделать так, чтобы к настоящему времени они распространились на многочисленные подколонии, и их число могло бы исчисляться десятками или даже сотнями миллионов.

Есть 2 фактора, которые вам нужно учитывать:

1) Каковы ограничения ресурсов ваших колоний? На Земле люди в основном достигли точки, когда пропускная способность на самом деле не применима в краткосрочной перспективе (долгосрочные проблемы, такие как глобальное потепление, все еще неизвестны, но я подозреваю, что современных технологий будет достаточно, чтобы предотвратить коллапс населения). В космосе вам нужно беспокоиться о нормировании космических кораблей и еды, что на самом деле сводится к начальной промышленной базе колоний (иначе говоря, как быстро они могут построить больше колоний). Здесь действительно нет теоретического предела, так как большинство заводов в этот момент будут автоматизированы. К тому же на Земле, как и на планетах, нет даже этих ограничений. В конечном счете, это просто вопрос того, насколько они отдают приоритет созданию новых колоний, а не, скажем, производству барбекю, игрушек и космических машин.

Единственным большим ограничивающим фактором является то, что рост должен будет остановиться во время межзвездных путешествий (возможно, они заморозят всех), но когда они прибудут, экспоненциальный рост может продолжиться. Эта задержка времени в пути будет в основном просто временем в пути, не более того (при условии, что они начинаются около середины галактики, пересечение ее займет около 50 миллионов лет, но это проблема двигателя, а не населения).

2) Настоящим ограничивающим фактором для современного общества является количество детей, которых хотят иметь люди. В большей части богатого мира население сокращается, потому что женщины (и мужчины) скорее сосредоточатся на образовании и карьере, чем на рождении детей. Предположительно передовое космическое общество столкнется с аналогичной проблемой и, возможно, даже никогда не сможет выйти за пределы своей колонии. На данный момент в Нигере самые высокие показатели рождаемости в мире — 7,6 рождений на одну женщину. При таком росте и обществе, полностью сосредоточенном на расширении, население может увеличиваться примерно в 1000 раз каждое столетие, продолжая экспоненциально. Однако это маловероятно, так как они, вероятно, не хотели бы иметь так много детей. На самом деле это зависит от их общества, это 40k или Star Trek?

Мирный сценарий: 600 000.

Сценарий действия: 12 миллионов.

Современная история показывает, что рождаемость снижается до уровня воспроизводства, когда дела идут хорошо. Беря типичный послевоенный западный темп роста в 0,8 процента в год, мы получаем 600 000 человек из исходного населения в 5000 человек.

Более интересный сценарий — когда есть что-то, заставляющее людей заводить больше детей, несмотря на хороший или, по крайней мере, растущий уровень медицинского обслуживания. Население Англии выросло с 8,3 до 30,5 миллионов человек в период с 1801 по 1901 год, что дает темпы роста 1,3 процента в год. То есть: 8,3 * (1 + 0,01309) ^ 100 = 30,5.

Если мы применим те же темпы роста к вашему сценарию, мы получим 12 миллионов за 600 лет.

Слишком много переменных, я бы сказал: 250 000 граждан.

Трудно сказать, как будут развиваться человеческие технологии в ближайшие 200 с лишним лет. Мы прошли путь от первого серийного автомобиля (Ford Model-T) до прогулки по Луне за 60 лет. Многие рабочие места будут автоматизированы в течение следующих 50-100 лет, роботы уже заполнили наши фабрики, и со временем они будут становиться все более и более совершенными. Я не думаю, что, как указано в других ответах, ресурсы будут серьезной помехой.

Обычно корабль-колония не возвращается на Землю, и вы не начинаете колонию, если не можете обеспечить ее ресурсами или знаниями, чтобы получить их самостоятельно на планете назначения. Тем более, что межзвездное общение похоже на путешествие во времени (его очень трудно эффективно осуществить), колония должна быть самодостаточной с самого начала.

В конце концов, как указано выше, у меня слишком много переменных, чтобы дать обоснованный ответ. Но...

Я бы сказал, поскольку планета, которую они нашли, кажется довольно хорошей, а 600 лет — это более или менее 24 поколения, после этого периода времени там может проживать более или менее 250 000 человек. Это означает, что у каждого колониста к 25 годам будет как минимум 2 ребенка, у которых потом будет 2 собственных ребенка, и так далее...

Кстати , если ваша колония начинается всего с 5000 человек и никогда не получит иммигрантов с Земли, то через некоторое время у вас возникнут проблемы с генофондом .

Принимая во внимание комментарии о технологии деградации колоний, я бы использовал скорость роста колоний Новой Англии. Википедия дает ставку 3% в год для рождений и 1% в год для новых эмигрантов.

Рождение женщинами детей ради колонии, вероятно, не будет «продаваться». Но если космическая колония была похожа на наши американские колонии, где ваш пенсионный план предусматривал наличие достаточного количества детей, чтобы прокормить вас в старости, то иметь детей очень важно.

Хотя рождение ребенка выводит женщину из состава рабочей силы, на какое-то время в рабочей силе будет преобладать низкоквалифицированный ручной труд на протяжении нескольких поколений. Ожидайте увидеть мужчин и женщин, работающих на ферме с младенцами на спине.

Дошкольное учреждение и детский сад будут заменены домашними делами и растущими обязанностями. Детям придется работать на ферме и помогать родителям в хозяйственных работах после наступления темноты. Когда колония разрастется до такой степени, что будет поддерживать фабрики, ожидайте, что дети тоже будут там.

https://en.wikipedia.org/wiki/Demographic_history_of_the_United_States#Earlier_Colonial_era

Начальное население 5000 человек - я предполагаю 2500 мужчин и 2500 женщин, все гетеросексуальные и моложе 30 лет.

Женщина может родить одного ребенка в год, так что теоретически ваши 2500 пар могут иметь одного ребенка каждый год.

Я предполагаю, что в первый год детей не родится - колонист будет сосредоточен на создании колонии и получении постоянного запаса еды и воды.

Начиная со второго года, когда колония стабилизируется, мы можем предположить, что большинство пар попытаются завести ребенка (скажем, одного, не считая близнецов). Поскольку не все попытки будут успешными (только естественные роды, без дополнительной медицинской помощи), можно предположить 1000 новорожденных из 2500 возможных. Это увеличение на 20% к 3-му году (как минимум).

После этого все зависит от вашего общества. Если вы будете придерживаться современных западных обществ, первоначальные пары в среднем будут иметь 1 или 2 детей. Если вы имитируете колонизацию старой Америки или даже средневековой Европы, то у каждой пары может быть от 5 до 9 (или более) детей — рост этих обществ зависел от новых детей (не говоря уже о том, что тогда не было ни телевидения, ни интернета).

Кроме того, по мере роста вашей колонии должно расти и ваше производство пищи и воды.

Думаю, для стартовой колонии 2-4 ребенка на пару будет приемлемо. Этот показатель упадет до 1-3 для поселенцев второго/третьего поколения.

Имея это в виду, у вас будет предполагаемый средний прирост населения в 30-40% для ваших колонистов первого поколения.