「レッドコースト基地」は単なるSFではありません。電波で異星人の文明を探しています

「レッドコースト基地」は単なるSFではありません。電波で異星人の文明を探しています

テレビシリーズ「三体」に登場する「現実と幻想」のレッドショア基地は、完全に作者の創作というわけではない。本物の天文学者は何十年もの間、地球外文明との接触を試みてきました...

「夜遅く、みんなが寝静まったとき、私はいつも誰もいない監視室に一人でいます。ヘッドフォンには宇宙の無気力な雑音が響き渡ります。その雑音は漠然としていて、星よりも永遠であるように思えます。時々、その音がレーダーのピークに吹き付ける果てしない冷たい風のようで、とても寒く感じます。そのような孤独感は、本当に言葉では言い表せません。」

——葉文潔（『三体』の登場人物） 最近、劉慈欣の同名SF小説を原作としたテレビシリーズ『三体』が放送され、SFファンの間で白熱した議論を巻き起こしている。このドラマは原作小説の基本的な文脈に基づいており、具体的な映画やテレビの言語を使用して、比較的完全な形で「三体」の世界を観客に提示し、多くの原作ファンを大いに興奮させました。中でも「レッドコースト基地」のシーンの緻密な描写は特に素晴らしい――

風雪の中にそびえ立つレーダーの峰、ゆっくりと回転する巨大な無線アンテナ、基地内を行き来する兵士たち...高エネルギーの電磁波が空中に発射されると、周囲の風や雲が突然変化し、氷や雪が一瞬にして溶け、鳥の群れが地面に落ち、観客は「レッドバンク計画は本当に存在した」という錯覚に陥りました。

▲ドラマ「三体」に登場したレッドコースト基地の巨大無線アンテナ（画像提供：ドラマ「三体」）

劉慈欣が構築した三体世界において、「紅岸基地」は我が国が地球外文明を探索するために実施している極秘の国防プロジェクトです。基地には巨大な電波アンテナが設置されており、定期的に高出力の電磁波を発射して地球の情報を宇宙に送信するとともに、深宇宙からの電波情報を24時間体制で監視しています。レッド コースト基地は SF の世界のフィクションに過ぎませんが、現実世界では、異星文明の探査は新しいテーマではありません。電磁波を使用した異星文明の探索は、何十年も前から行われています。

人間は本当に孤独なのでしょうか？

広大な宇宙の中で、人間は唯一の知的生命体なのでしょうか?この疑問は、人類の宇宙探査の歴史が始まって以来、開拓者たちの想像力をかき立ててきました。人々が太陽系の天体を観察するのに単純な光学機器しか使用できなかった頃、火星や金星、さらにもっと遠い惑星には、人間に似た知的生物が生息しているかもしれないと大胆に推測した人もいました。しかし、人類の科学研究能力が急速に発達するにつれ、「太陽系の他の惑星に生命が存在する」可能性は徐々にゼロに戻り、太陽系に存在するのは地球だけとなったのです。

もしそうだとしたら、太陽系外の他の恒星系でも生命が誕生したり、高度な文明が発展したりすることはできるのでしょうか?生命と文明を生み出す太陽系は、宇宙の中では単なる「通りすがり」に過ぎないことが、今ではわかっています。 1950年代、アメリカの物理学者フェルミは、天の川銀河だけでも約2500億個の恒星があり、宇宙全体の恒星の規模はさらに大きいという見解を提唱しました。知的生命体が誕生する確率は極めて低いものの、膨大な数の星を考慮すると、広大な宇宙には多数の異星文明が存在するはずです。

▲佳木斯にある高さ66メートルの深宇宙探査基地は、「紅岸基地」の原型の一つと考えられている。この探査基地は中国の月探査プロジェクトに何度も参加している（写真提供：中国軍事ネットワーク）

「地球外生命の探査は、いくつかのレベルと段階に分けられます。第一に、地球外惑星の探査、第二に、これらの惑星に生命が存在するかどうかの探査、そして、これらの生命が文明的な形態に発展できるかどうかの探査です。」中国科学院国立天文台の研究員、李然氏が記者団に説明した。

宇宙は広大です。遠く離れた太陽系外惑星をどうやって探査するのでしょうか?その答えは「三体問題」で示されています。星から放射される可視光線に加えて、宇宙の天体からも電波が放射されているのです。肉眼では見えないこれらの電波には、宇宙の膨大な情報が含まれています。宇宙の深淵に耳を傾ける

1930年代に人類が開発し始めた電波望遠鏡は、従来の光学望遠鏡の限界を打ち破りました。電波望遠鏡は光や気候の影響を受けにくいため、24時間休みなく「星を見上げ」、宇宙からの電波情報を収集することができます。これによって生まれた電波天文学は、人類の宇宙に対する理解の深さを大きく広げました。

大型パラボラアンテナは電波望遠鏡の典型的な特徴です。米国が前世紀に建設したアレシボ望遠鏡と、我が国が2016年に建設した「チャイナ・スカイ・アイ」FAST望遠鏡は、どちらも電波望遠鏡のリーダーです。電波望遠鏡の助けを借りて、科学者は遠くの星、パルサー、クエーサー、その他の天体からの電磁波や宇宙背景放射線を受信することができます。もちろん、理論的には異星文明から送られた情報も受信できます。

「当初、天文学界は宇宙の電波放射を研究するために電波望遠鏡を使用していました。もし地球外生命体が地球上の人類のように高度な文明を発展させれば、通信の必要性と宇宙に電波信号を送る能力を持つことになります。理論的には、電波望遠鏡の助けを借りて、我々は宇宙文明からの情報を受動的に受信できるかもしれません」と李然氏は語った。

そのため、電波天文学は誕生から20年以上経って、地球外文明の探査の分野で利用されるようになりました。 1960年、アメリカの天文学者フランク・ドレイクは、ウェストバージニア州の26メートルの電波望遠鏡を使用して太陽系付近の地球外文明からの信号を探すという野心的な「オズマ計画」を組織しました。これは人類史上初めて、電波望遠鏡が地球外文明の探査に組織的に使用された事例である。

▲「オズマ」プロジェクトは、米国のグリーンバンク天文台の26メートル電波望遠鏡を使用して、地球外文明からのメッセージを監視します（画像提供：国立電波天文台）

テレビシリーズ「三体問題」では、レッドコースト基地の本体は典型的な電波望遠鏡であり、その巨大なパラボラアンテナは必要に応じてさまざまな観測エリアに回転することができます。基地の監視室で、葉文潔は昼夜を問わず蝉の鳴き声のように聞こえる宇宙の無線情報を聞いていた。

実際には、天文学者たちは1972年に「オズマ計画」の第2段階を開始した。彼らは電波望遠鏡の検出チャンネルと範囲を拡大し、地球から80光年以内の600以上の星を数年間にわたって監視したが、何も発見できなかった。

「この探査方法には2つの大きな難しさがある。1つは電波望遠鏡が十分に大きく、十分な検出能力を持たなければならないということ。もう1つは受信した電波信号が天体から発せられたものか地球外文明から発せられたものかを見分けることだ」と李然氏は語った。 「オズマ」プロジェクトの科学者たちは、明らかに異星文明からの信号を検出する可能性を過大評価していた。現実の世界は常に、紙の上の理論よりもはるかに複雑です。 「天の川銀河には数千億の星があり、これらの恒星系のうちどれだけに知的生命体が存在する可能性があるかを判断するのは困難です。すべての恒星系に対して深い電波観測を行うことは極めて困難です。現在、このレベルの工学技術を実現できる国はありません。」宇宙への呼びかけ

「様子見」型の受動的な監視に加えて、人類は積極的に宇宙に無線信号を送信しようとも試みてきました。 『三体』のレッドコースト基地では、監視部門に加えて、送信部門も重要な役割を果たしています。テレビシリーズでは、レッドコースト基地は定期的に宇宙に信号を送信しています。高出力の電磁波が山頂の雲を突き抜け、大気を乱し、近くの氷と雪が急速に溶けます...

現実には、人類は宇宙のさまざまな場所に 12 回にわたって情報を送信してきました。その中で、何か新しいことに挑戦した最初の人物はフランク・ドレイクでした。 1974年、プエルトリコのアレシボ電波望遠鏡は改修工事が完了したばかりでした。ドレイク氏は、望遠鏡の3つの送信機を使って地球外の銀河に積極的に無線信号を送信し、高度な地球外生物がその信号を受信できるようにすることを提案した。その年の11月16日、ドレイクのチームは、地球から2万5000光年離れたヘルクレス座球状星団M13に169秒間の無線信号を送信した。

▲2020年10月、アレシボ望遠鏡が崩壊（写真提供：サイエンス）

人類から深宇宙へのこの「呼びかけ」は450キロワットの力を持っています。天の川銀河の広大なスケールから見れば、これは実に取るに足らないことです。ソ連の天文学者ニコライ・カルダシェフはかつて、通信に使用できる力に応じて文明のレベルを分類した。最も低いレベルであるタイプ I 文明は、通信のために地球全体の出力に相当するエネルギー、つまり 1016 ワットのオーダーのエネルギーを送出することができます。それに比べて、わずか 450 キロワットの電力で地球に関する情報を異星文明に送信するというのは空想でしょうか? 「電磁波信号は距離とともに減衰しますが、完全に消えることはありません。受信できるかどうかは送信電力だけでなく、異星文明の受信能力にも左右されます」と李然氏は説明した。

『三体』では、「人類が宇宙人と交信する」という設定を合理化するために、葉文潔が太陽を電波増幅器として利用できることを偶然発見し、太陽に電波を発射することで、より強い信号を他の恒星系に送信できるなど、劉慈欣は多くの独創的なアイデアを思いついた。 「しかし、これは物語の必要に応じて作られたSFの設定であり、現実には機能しない。太陽に電波を送っても小説のような効果は生み出せない」とリー・ラン氏は語った。

▲ドラマ「三体」の監視室で働く葉文潔（画像提供：ドラマ「三体」）

例えば、人類とエイリアンの円滑なコミュニケーションを可能にするために、葉文潔は無線情報の自己解読システムの作成も命じられました。彼女は「普遍​​的」な基本的な数学的および物理的原理を使用して、基本的な言語メタコード システムを確立しました。基本的な数学原理を理解できる文明は、受け取った情報を素早く解読して理解することができます。

しかし、李然氏の意見では、現時点では、画像が他の種類の知的生命体とのコミュニケーションと交流を実現する最良の方法である。 「異星文明は、天体の外観や生命体の輪郭など、画像から直接理解できる情報を見つけるかもしれない。」

今も宇宙を飛び回っているアレシボメッセージは、数字、DNAの要素、人間の外見、太陽系の構成などの主要な情報を含む、1679の2進数で構成されたいくつかの単純なパターンです。現在の人類の技術レベルと比較すると、『三体』で構想された自己翻訳システムはまだ少々空想的すぎる。

▲1974年にアレシボ望遠鏡から宇宙に送信された電波信号（写真提供：www.fuseworks.it）

実際、初期の「オズマ」プロジェクトや「片目の神」プロジェクトから、その後の「アレシボ・メッセージ」、HRMS プロジェクト、「コズミック・コール」プロジェクト、そして「フェニックス」プロジェクトに至るまで、人類は 60 年以上にわたって電波望遠鏡を使用して地球外文明を探索してきました。しかし、これまでのところ、地球外文明の痕跡は発見されていません。ホーキング博士が生前警告したように、あるいは『三体問題』の「暗い森」理論で表現されているように、地球外文明との接触を確立しようとする人類の大々的な試みは、人類自身に大きな脅威をもたらすことになるのだろうか？ 「答えるな」のストーリーが現実になるかどうかはまだ分かりませんが、人類の宇宙に対する理解の限界は今後も拡大し続けるでしょう。