人類は宇宙で最初の文明なのでしょうか？エイリアンに関する4つの科学的理論が真実を語る

この話題はインターネット上で長い間人気がありましたが、これまで明確に説明されたことはありませんでした。なぜなら、これまでのところ、地球外文明はおろか、地球外生命の痕跡さえ発見されていないからです。

しかし、これは地球外文明が存在しないことを意味するものではありません。ほとんどの科学者は、地球が宇宙における唯一の文明ではないと信じています。ただ、人類によってまだ発見されていないか、宇宙が広大すぎて文明が稀であるため遭遇することが難しいだけです。なぜこのようなことが起こるのでしょうか?これには、エイリアンに関する 4 つの理論からの説明が必要です。

前世紀半ば、科学界では「エイリアン」について白熱した議論が行われ、エイリアンに関する4つの理論が生まれました。これらの理論は、提案順に、フェルミのパラドックス、ドレイク方程式、ダイソン球、カルダシェフ階層です。それでは、これら 4 つの理論について一緒に学んでみましょう。

フェルミのパラドックス

フェルミのパラドックスは、1950年にアメリカの有名な物理学者でノーベル賞受賞者のエンリケ・フェルミによって提唱されました。これは、地球外文明の過大評価と関連する証拠の欠如との間の矛盾を説明する、エイリアンと恒星間旅行に関する科学的なパラドックスです。

フェルミのパラドックスの核となる考え方は、宇宙は非常に大きく、138億年の歴史があるため、多くの文明、さらには高度な文明が存在するはずですが、それらはどこにあるのかということです。このパラドックスが提唱されると、科学界で熱狂的な反応が巻き起こった。多くの科学者が議論に参加し、意見を述べた。関与する分野はますます広がり、天文学、生物学、生態学、哲学を網羅し、学際的な議論と研究が形成されました。

フェルミのパラドックスに関する議論は、おおよそ次のような質問と回答で構成されています。

1. 宇宙はとても大きいです。天の川銀河だけでも約4000億個の星があります。観測可能な宇宙には 1 兆個以上の銀河があり、少なくとも 100 兆個の星があると考えられます。地球は、太陽のわずか33万分の1の質量を持つ、比較的典型的な普通の惑星です。それは宇宙の中で特別なことではありません。したがって、天の川銀河だけでも相当数の文明が存在するはずです。たとえ天の川銀河に地球という 1 つの文明しか存在せず、1 つの銀河に平均 1 つの文明しか存在しないとしても、宇宙全体には何兆もの文明が存在します。

2. 現在、地球外文明を発見できない理由は 2 つ考えられます。1 つは、文明があまりにも稀で、遭遇するのが難しいことです。もう一つは、私たちの人生と文明に対する理解が誤解であるということです。おそらく宇宙の他の文明は私たちが想像していたものとは全く違うので、たとえ出会ってもお互いを知ることはないでしょう。

3. 宇宙にはガンマ線バーストなど不確実なリスクや災害が多く存在し、定期的または不定期に宇宙の文明の 90% 以上が消滅し、文明の生存時間が制限されるか、恒星間旅行が可能な文明の発展が困難になる。そのため、宇宙が誕生してから138億年の間に多くの文明が誕生したと考えられますが、これらの文明は一定の期間内に同時に存在することは稀であり、遭遇することが困難となっています。

4. 地球上の生命と文明の成長の歴史から見ると、地球の年齢は 40 億年以上です。生命は30〜40億年存在してきましたが、有形の生命は5億年しか存在していません。無数の生物の中で、知性を持ち、文明を築いた唯一の種として進化したのは人間だけです。このことから、地球と似た条件を持つ惑星があったとしても、文明が出現する確率は極めて小さいことがわかります。

ドレイク方程式

ドレイク方程式はドレイク公式とも呼ばれ、1960 年にアメリカの天文学者フランク・ドレイクによって提唱された理論です。これは実際にはフェルミのパラドックスに答えようとする理論です。この理論の核心は、人類が接触する可能性のある地球外文明の数を計算する公式を提案することです。天文学者でありSF作家でもあるカール・モーガンもこの方程式の研究と議論に参加した。

この方程式には 2 つの表現があります。式1は、N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FLです。式2は、N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×Lです。

式 1 の文字は次の意味を表します: N は、私たちと通信できる天の川銀河の星の数です。 Ng は天の川銀河の星の数です。 Fp は惑星を持つ恒星の割合です。 Ne は各惑星系内の地球型惑星の数です。 Fl は居住可能な惑星の割合です。 Fi は、高度に知的生命体が進化する確率です。 Fc は、高度に知的生命体がコミュニケーションできる確率です。 FL は、惑星のライフサイクルにおける科学技術テキストの期間の割合です。

式 2 と式 1 の違いは、Ng が R* に置き換えられ、FL が L に置き換えられていることです。 R* は天の川銀河における星形成の平均速度を表します。 L は技術文明の寿命を表します。

ドレイク方程式は複雑ではないように見えるかもしれませんが、解くのは困難です。なぜなら、この方程式における最大の不確実性は、技術文明の寿命だからです。たとえば、人間の科学技術文明は数百年しか存在しておらず、地球外生命体とコミュニケーションできるようになったのもわずか 100 年です。この時間を科学技術文明とみなすと、地球の年齢のわずか 4 億分の 1 を少し超える程度に過ぎません。未来のテクノロジーはどれくらい続くのでしょうか?それが数百年なのか、数千年なのか、あるいは不老不死なのかはまだわかっていません。

私たちが知っていることといえば、科学技術文明は誕生してまだ数百年しか経っておらず、自然災害や人為的災害が絶えず発生しており、人類の生存はすでに危険に満ちているということです。特に、環境破壊はますます深刻な温室効果をもたらしています。多くの科学者は、人類がこれを制御して逆転させなければ、今世紀には大規模な絶滅災害が起こるかもしれないと叫んでいる。

さらに、人類の歴史を振り返ると、権力を握って人間同士の殺し合いを煽動する毒野菜や反人類・反社会的なクズが時折存在する。このように、科学技術文明の高度化に伴い、文明の自己破壊の可能性はますます大きくなっています。例えば、核戦争の影は常に人々の頭上にかかっています。人類の文明がいつ終わるのか誰が知っているだろうか?

人類の文明がどれくらい長く続くかを予測することは不可能です。もし宇宙の技術的文明がごく短期間で破壊されたら、文明はどのようにして互いを知り、出会うことができるのでしょうか?

天の川銀河の星の数や、天の川銀河で星が形成される速度など、式のいくつかの項目は決定できます。しかし、居住可能な惑星の条件、文明的な生命が進化する可能性、恒星間通信が発達する可能性など、いくつかの項目はまだ決定されていません。したがって、天の川銀河や宇宙に存在する文明の数を正確に計算することは不可能です。大まかにしか見積もることができません。

より楽観的な推定では、天の川銀河には文明を持つ惑星が 100 万個あるとされ、中程度の推定では 10 万個の文明があり、最小の推定では文明は地球の 1 つだけであるとされています。

たとえ天の川銀河に100万の文明があったとしても、単純計算で平均距離は約680光年となり、光が往復するのに1,360年かかります。人類の技術文明が非常に短く、相互通信のための電波が受信されなくなったら、終わりです。もし地球が天の川銀河系における唯一の文明であるならば、文明間のつながりはさらに薄いものとなるだろう。

ダイソン球理論

ダイソン球理論は、アメリカの著名な物理学者、数学者であり、かつてアインシュタインの助手であったフリーマン・ダイソンによって提唱された理論です。彼は、人類の文明が十分長く続くなら、必要なエネルギーはいつか太陽の総出力に達するだろうと信じていました。この膨大なエネルギーは太陽系内では太陽自体以外どこからも得られないため、太陽のエネルギーをすべて集めることができる太陽の周りを回る装置を構築する必要がありました。

彼のアイデアは、1959 年に「人工恒星赤外線放射源の探索」と題する論文としてサイエンス誌に掲載されました。そのアイデアの核心は、太陽を包み込む巨大な球殻装置を人工的に作ることでした。この装置の半径は約1億5000万キロメートルで、太陽から地球の軌道までの距離と同じくらいの大きさです。このようにして、内壁は太陽放射エネルギーをすべて捕捉し、核融合装置を通じて人類の技術開発や恒星間移住に必要なエネルギーに変換することができます。

この球殻装置はダイソン球と呼ばれます。ダイソン球は核融合エネルギー変換を行うことができるだけでなく、その上に人間が生活するための施設を建設し設置することもできます。将来、人類はダイソン球の上に住むことになるでしょう。

これは想像を絶するほど巨大なプロジェクトです。計算してみると、太陽系にあるあらゆる大きさの惑星や天体を​​すべて解体するだけでは不十分です。また、太陽系で最も豊富な水素とヘリウム元素を核融合によって重金属に変換し、厚さ約20センチメートル、1平方メートルあたり約600キログラムの殻をかろうじて構築する必要があります。

ダイソン球理論は多くの科学者に支持されており、彼らは研究に参加し、ダイソンシェル、ダイソンクラウド、ダイソンバブル、ダイソンネットなど、多くの種類のダイソン球スキームを開発しました。これらの方法はすべて太陽を包みますが、包み方は異なります。完全に囲まれているものもあれば、隙間を空けて包まれているものもあります。

Dyson Shell は、実際には前述の主流の Dyson 球です。このタイプのダイソン球は重力の引力と回転速度に抵抗するのが難しいですが、Dyson Cloud はこの問題を解決できます。いわゆるダイソン雲は、太陽を取り囲む膨大な数の独立した構造物を構築するものです。各構造物は太陽エネルギー収集衛星と宇宙居住地で構成されています。地球を囲む白い雲のように、太陽を囲むこれらの装置が多数存在するでしょう。

このタイプの構造の利点は、サイズが固定されておらず、構造方法の選択性が高いことです。長い時間をかけて一つずつ構築され、最終的には太陽を取り囲むダイソン雲を形成し、エネルギーの収集と送信はワイヤレスで行われます。 Dyson Cloud の欠点は、複雑な軌道パターンが相互に影響し合い、不安定性が増したり、太陽光が互いに遮られ日食が発生して効率が低下し、太陽エネルギーを十分に収集できない可能性があることです。

ダイソンバブルの概念はダイソンクラウドの概念に似ており、多くの独立した構造で構成され、長い期間にわたって段階的に構築することもできます。ダイソンクラウドとの違いは、太陽光を集めるために巨大なソーラーセイルを使用していることです。ソーラーセイルは太陽光の圧力を利用して太陽の重力を相殺することができます。それは太陽の軌道に沿ってさまざまな距離に分布しています。ソーラーセイルは太陽エネルギー収集衛星に取り付けられており、独立して動かずに太陽エネルギーを集めます。

この技術の難しさは、光帆の密度が1平方メートルあたり0.78グラムに達する必要があるが、現在人間は1平方メートルあたり3グラムしか達成できないことだ。この技術の利点は、消費する材料が非常に少ないことです。太陽を包むダイソンバブルの総質量は約2.17×10^20キログラムで、直径560​​キロの小惑星パラスを崩壊させるのに十分な質量です。

ダイソン球理論は単なる思考実験ではあるが、多くの科学者は、人類文明がクラス II にアップグレードするにはこれが避けられない道である可能性が高いと考えている。さらに、多くの科学者は、この道は今後 100 年以内に実現可能であり、実現可能であることを実証しました。

ダイソン球理論は科学界が宇宙人を探索するための基礎にもなっている。なぜなら、ダイソン球によって星の明るさが必然的に大幅に低下するのであれば、そのような星が見つかれば、宇宙に高度な文明が存在することを証明できるからです。そのため、前世紀半ば以来、人々は電波望遠鏡を使って何億もの星をスキャンし、天の川銀河にダイソン球が存在する証拠を見つけようとしてきました。

驚くべき発見がいくつかあり、科学者たちはダイソン球に似た現象を発見したと信じていましたが、後にこれらは否定され、今日までダイソン球の明確な存在を示す証拠は見つかっていません。

カルダシェフスケール

カルダシェフのスケールとは、1964年にソ連の天文学者ニコライ・カルダシェフが考案した理論を指す。この理論では、宇宙文明を3つのレベルに分け、第1レベルの文明は母星文明、第2レベルの文明は星文明、第3レベルの文明は銀河文明としている。

文明レベルの尺度はエネルギー消費であり、主に星間通信や星間活動に消費されるエネルギーを指します。カルダシェフ氏は、異なる文明レベルのエネルギー消費基準は、それらが位置する惑星、惑星系、銀河によって異なり、それぞれの実際の状況に基づいて決定されると考えています。

地球上の人類文明を例にとると、第一級文明の母星文明とは地球文明を指します。このレベルに到達した文明は、地球上のすべての資源とエネルギーを完全に制御し、地球上のすべての災害に対応できるようになります。その活動範囲は太陽系内であり、地球に近い惑星にも到達できる。そのエネルギー消費量は、太陽から地球に放射される総エネルギー、つまり太陽放射総量の 22 億分の 1 に達し、これは約 1.75*10^17 ジュール/秒に相当します。

二級文明と呼ばれる恒星文明とは、太陽文明を指します。このレベルに到達した文明は、太陽と太陽系のすべての資源とエネルギーを完全に制御し、太陽系からのすべての災害に対応できます。その活動範囲は太陽系とその周囲の恒星系の隅々まで及ぶ。そのエネルギー消費量は太陽の全放射量、つまり約 3.86*10^26 ジュール/秒に達します。

第三級文明で言う銀河文明とは天の川文明を指します。このレベルに到達した文明は、天の川銀河内のすべての資源とエネルギーを完全に制御し、銀河から発生するすべての災害に対処できるようになります。現時点では、意識の消散とビッグバンを除けば、人類はほぼ不死であり、その活動範囲は銀河団、さらにはより広い星間空間にまで及ぶ。エネルギー消費量は天の川銀河の総放射量に達し、約 4*10^37 ジュール/秒になります。

現在の人類のエネルギー使用量を計算・分析した結果、人類の文明はレベル 0.73 にしか達していないと考える科学者もいます。レベル 1 の文明に到達するには、エネルギー利用を数千倍に増やす必要があり、それには 200 年の努力が必要になります。レベル 2 の文明に到達するには、エネルギー利用を数千億倍に増やす必要があり、それにはさらに 5,000 年の努力が必要になります。

これは、二流文明を実現するためにダイソン球を構築しなければならない理由でもあります。他のエネルギー源ではこの需要を満たすことはできません。

第三級文明は現代人には全く想像できない神レベルの文明と考えられており、どれくらいの時間がかかるのかは不明です。科学者の中には、1億年以上、あるいはそれ以上の継続的な努力が必要になるかもしれないと予測する人もいます。高度な文明を実現するための前提条件は、技術文明が十分に長く存続し、さまざまな災害によって破壊されないことです。

技術文明は諸刃の剣である。それは人類の災害に対する抵抗力を高めることができるが、反人類組織が人類を滅ぼすための武器にもなり得る。しかし、一般的には、人類の文明のレベルが高ければ高いほど、災害によって破壊される可能性は低くなり、長期的に継続する可能性が高くなります。

もちろん、この理論自体は単なる推測であり、宇宙文明を4段階や7段階に分けるなど、宇宙文明に関する他の多くの理論が後に登場しました。しかし、科学界で最も広く受け入れられている理論は、地球外文明の探索に広く使われているカルダシェフの階層理論です。

では、これら 4 つの理論に基づいて結論を導き出すことはできるでしょうか?

それでも、そうではないと推測することしかできません。上記の理論に基づくと、地球外文明が存在する可能性は非常に高いと思いますが、全体的には非常に稀です。距離、文明の種類、文明の存続期間などの理由により、文明同士が出会うことはおろか、お互いを知ることさえ困難です。おそらく人類は、その全歴史の中で、いわゆる「エイリアン」に遭遇することは決してないだろう。

このように、人類の文明は宇宙で最初の文明、あるいは唯一の文明であるとしか考えられません。もちろん、地球外文明や「エイリアン」を発見する可能性は、小さいとはいえ、ゼロで​​はありません。この場合、明日突然発見される可能性もあれば、100万年後、あるいはもっと後になって発見される可能性もあります。発見されれば、唯一の文明であるという仮説は破綻するだろうが、それは最初の文明なのだろうか？評価と検証の時期です。

エイリアンに関するこれらの 4 つの科学的理論を通じて、宇宙文明やいわゆるエイリアンについてより明確な理解が得られましたか?コメント欄であなたの意見を共有してください。議論へようこそ。読んでいただきありがとうございます。

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