宇宙人と遭遇するには40万年かかる？これはどのように計算されるのでしょうか?

SF作家の劉慈欣は『宇宙思想』の中で、いつの日か人類は金属の種子の中にその脆弱な体を入れ、荒涼とした世界や豊かな世界を飛び回り、神々が知覚できないものを認識するようになるだろうと述べている。宇宙の美しさの証人となることこそが、彼らの存在の本当の目的なのかもしれません。

宇宙の美しさを目の当たりにする過程で、人類は異星の文明に遭遇するのでしょうか?現在の科学的結論によれば、地球は依然として美しく孤独な惑星です。探査可能範囲内では、これまでのところ地球外文明の存在を示す痕跡は発見されていない。

地球外文明を発見するにはどれくらいの時間がかかるのでしょうか?最近の「天体物理学ジャーナル」では、北京師範大学の研究チームが40万年という具体的な数字を発表しました。

地球外文明が地球外に存在すると仮定すると、私たちが彼らとコミュニケーションをとる機会を得るまでには少なくとも数千年はかかるだろう。楽観的に考えると、このプロセスには約 2,000 年かかります。悲観的な場合、宇宙人との接触を確立するにはさらに40万年かかるだろう。

人類の文明の起源を遡ると、それはわずか数千年の歴史にすぎません。 2000年であろうと40万年であろうと、時間スケールで言えば微小な人間にとって、宇宙人と遭遇する可能性はゼロに近い。結局のところ、核爆発、異常気象、致命的なウイルス、惑星衝突などの脅威が存在するため、人類は数千年以内に絶滅する可能性があるのです。

結論はそれほど楽観的ではないが、この研究でさらに興味深いのは、研究者が遭遇の具体的な時期を2000年と40万年前と示していることだ。では、これらの具体的な数字は何に基づいているのでしょうか?

思考実験: ドレイク方程式

我々がいつ地球外文明に遭遇するかという疑問に答えるためには、まず、地球外文明が存在する確率と数について想定する必要がある。この質問に対する答えは、人間が提案した思考実験に基づいています。

コミュニケーション能力のある地球外文明の探索は 1960 年に始まりました。人類は探知機、電波、宇宙探査プログラムなど、さまざまな方法で地球外文明の探索を試みてきましたが、他の惑星に生命の兆候は見つかりませんでした。多くの天文学者や生命科学者は、太陽系外惑星の形成初期段階では環境が非常に不安定であり、地球外生命の出現は非常に困難であると考えています。宇宙生物学者のチョプラ氏とリニー・ウィーバー氏も、地球誕生当初は火山の噴火、有毒ガスの拡散、大量の隕石の頻繁な衝突などにより生態環境が非常に厳しく、生命が誕生する機会を得るのが困難だったと述べている。

生命が誕生するための条件は厳しいが、これほど広大な宇宙には、地球のように幸運な惑星が必ず存在するだろう。科学者たちはこの事実を信じており、地球と通信できる地球外文明の数を推定する方法を見つけようとしています。

天文学者のフランク・ドレイクは、1961 年に電波帯域で地球外文明を探すプログラムを開始しました。同時に、ドレイクは天の川銀河で通信可能な文明の数を推定する式を提案し、ドレイク方程式と名付けました。N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L。ここで、N は天の川銀河で電磁放射を検出できる文明の数です。 R*は知的生命体の発達に適した星形成率です。 Fp は惑星系を持つ恒星の割合、Ne は天の川銀河内の生命に適した惑星の数、Fl は生命が実際に出現する生命に適した惑星の割合です。 Fi は、知的生命体が存在する惑星の割合です。 Fc は、宇宙に自らの存在を示す検出可能な兆候を放出する技術を開発した文​​明の割合です。 L は、そのような文明が検出可能な信号を宇宙に放出する時間の長さ (年単位) です。

この式は思考実験です。変数はたくさんあります。ドレイク方程式の変数は最も単純なものから最も難しいものの順に並べられており、変数自体の正確な値を決定することは困難です。導き出された結論の数が多いだけでなく、それほど正確でもありません。その限界のため、多くの科学者から批判されてきた。

ドレイク方程式自体は多くの批判を受けてきたが、地球外文明の研究の支点にもなっている。地球外研究を分析する際、多くの若い科学者はこの方程式に基づいて研究の推定を行うことを選択し、探査の過程で、銀河の星形成の歴史、金属の存在量の分布、恒星の居住可能領域に惑星が存在する可能性など、多くの可変要素を徐々に追加して豊かにしていきます。

ドレイク方程式を使用して地球外文明を推定する最も有名な研究は、2020年にノッティンガム大学物理学・天文学部の2人の研究者によって実施されました。 2人の科学者は、太陽系外惑星でも地球と同様の方法で生命が進化するという仮定に基づいて、天の川銀河系内でコミュニケーションを行っている地球外文明の数を推定した。彼らは、天の川銀河には36の活動的な地球外文明が存在する可能性があると計算した。最も近いものは、17,000光年離れた赤色矮星系です。最も近い異星文明でさえ、検出して通信するには遠すぎます。

北京師範大学の最新の研究に戻ると、40万年分のデータもドレイク方程式に基づいて計算されました。

エイリアンとの出会い：2000年と40万年

北京師範大学の研究「天の川銀河に存在する可能性のある CETI の数と、それらの CETI 間の通信の可能性」は、過去の研究に基づいてさらに一歩進んだものです。ドレイク方程式に基づいて、2人の学者はまず、可能性のある惑星の数と、生命が外界と通信できるまでに進化するのにかかる時間について調査した。これらのパラメータを変数として使用して、2,000年と400,000年のデータを計算しました。

その中で、研究の著者2人はドレイク方程式におけるFcの数値設定を強調した。高度知的生命体がコミュニケーションできる確率は決定できないため、0.1%、0.01%、0.001%の3つの異なる係数が人為的に選択されました。この係数を推定する方法は論文ではこれ以上説明されておらず、実際には説明できず、値自体を推定することは困難です。これらの主要な変数を設定した後、研究者たちはさまざまな初期条件下で人間が知的なエイリアンとコミュニケーションするのにかかる時間をシミュレートしました。

研究では、楽観的な状況であれば、恒星のライフサイクルの25％ほどの早い時期に地球外文明が出現する可能性があるが、各惑星で生命体が地球外文明に進化する可能性はわずか0.1％であると推定している。このシナリオでは、進化のさまざまな段階にある 42,000 以上の地球外文明が天の川銀河全体に広がっていることになります。理論的には、地球外文明との双方向通信を実現するには、わずか 2,000 年しかかかりません。

もっと極端なケース、つまり星の年齢がはるかに古く、寿命の 75% を超えている可能性がある場合、地球外文明が出現する確率はわずか 0.001% になります。これにより、天の川銀河に異星文明が出現する確率はわずか 111 にまで減少し、異星文明との双方向通信は 40 万年以内に実現することになります。

40万年という具体的な数字が算出されましたが、実はこの答えも思考実験の結果です。この研究はドレイク方程式でシミュレートされた時間に基づいており、重要なパラメータFc（高度知的生命体がコミュニケーションできる確率）は完全に人為的に設定された値であるため、最終的な計算結論はまだ議論の余地があります。したがって、厳密に言えば、エイリアンを発見してコミュニケーションをとるには何年かかるかという質問に対する答えは、まだ混乱状態です。

もちろん、この結論が起こる可能性があると仮定すると、それが 2,000 年であろうと 400,000 年であろうと、人間の寿命スケールでは長すぎます。極端な気候、核爆発の危険、致命的なウイルス、惑星の衝突などの脅威に直面して、人類がそこまで到達できるかどうかはまだ不明です。宇宙空間と永遠の時間というスケールの中では、文明の存続は小さすぎます。

しかし、この研究には依然として価値があります。他の学者の中には、科学者は依然として論理的な仮定に基づいた価値あるモデルを作成できる、あるいは少なくともそのような文明の発生率について合理的な推定値を作成することはできるとコメントした者もいる。

科学研究には未知の状況が数多く存在しますが、未知であるからといって探究をやめるわけにはいきません。仮説とモデルに関する議論は、科学研究の発展において重要なリンクです。先人たちが行った研究は、将来の研究においても常に価値を持ち続けます。

積極的に異星文明を呼ぶ

地球外文明を探索する旅の中で、人類は理論的な研究以外にも多くのことを行ってきました。 1960年代、人類は「オズマ計画」を開始しました。人類が組織的かつ計画的に宇宙空間で地球外文明を探索したのはこれが初めてである。 1992年、NASAは地球外知的生命体探査（SETI）プロジェクトを立ち上げ、2つの巨大な電波望遠鏡を建造しました。彼らは、宇宙の奥深くにいる異星文明から来るかもしれない信号や、地球外文明が使用した技術の痕跡を夜空で探しています。このプロジェクトは進捗が遅れたため閉鎖されましたが、2018年に再開され、2つの電波望遠鏡は今も精力的に稼働しています。

中国は地球外文明の探査にも取り組んでいる。 2001年、中国のFAST（500メートル口径球面電波望遠鏡）プロジェクトが正式に開始されました。 15年間の努力を経て、FASTは2016年7月に正式に完成し、世界で最も感度の高い単一開口電波望遠鏡となりました。現在、FAST望遠鏡は地球外文明の観測にも使用されています。しかし、科学者たちは宇宙における地球外文明の可能性を非常に積極的に探しているものの、これまでのところ確実な進展は見られません。エイリアン信号と疑われる電波情報の収集に多大な苦労を要したが、最終的には人間の活動によって引き起こされた電磁干渉であることが確認された。

成果は満足できるものではないものの、人類は深宇宙探査において急速な進歩を遂げています。近年の航空宇宙分野の発展は目に見えて急速であることがわかります。嫦娥月探査機シリーズの打ち上げ成功、天問やパーサヴィアランスなどの火星探査機の着陸と運用の成功、西和太陽探査衛星の飛躍、有人月面着陸、火星移住などが議題に上がった。商業宇宙飛行の出現により、多くの裕福な人々が宇宙を満喫できるようになった。

深宇宙の探査において、私たちは常に画期的な進歩を遂げ、限られた視野を少しずつ広げています。古代人は言った。「空を知る者が王となる。」現代の人々は、探査機の恒星間移動、有人宇宙旅行、そして将来の恒星間移住によって、空に到達したいという古代人の願いを実現しました。これらの技術は徐々に普及し、地球外文明の探査へと広がっています。

地球外文明の探査の過程では、さまざまな声が上がっています。ホーキング博士が代表を務める反対派は、人類が地球外文明に勝手に情報を開示しないように勧告している。もし宇宙が本当に暗黒の森の法則のようなものだとしたら、暴露されれば略奪され侵食されるかもしれない。しかし、過激な接触を主張する科学者たちはこれらの声を無視している。 1973年、NASAのパイオニア探査機は地球の位置情報を持って深宇宙へ飛行し、現在は惑星帯に到達している。米国のアレシボ天文台も、地球から2万5000光年離れた「M13球状星団」に宇宙人の探索のため一連の情報を送った。国際天文台はまた、2023年に中国の電波望遠鏡FASTを使い、地球から数百億の星がある天の川銀河の中心領域に情報を送る計画だ。

私たちは積極的な深宇宙探査を行うと同時に、地球に情報を送り、宇宙人からの接触を待っています。広大な星雲がこれらの問い合わせを飲み込んでおり、人類はまだ文明的な回答を受け取っていません。返事を待つことは人間を不安にさせます。結局のところ、私たちと接触を確立した文明が、私たちと同じくらいコミュニケーションと平和を愛しているのかどうか、あるいは私たちの資源を略奪し、私たちを滅ぼしたいと思っているのかどうかは、誰にもわかりません。

生命の起源を探るためであれ、異星文明からさまざまな資源を得るためであれ、私たちは好奇心を満たしながらも、最悪の事態に備えなければなりません。もし宇宙の法則が暗い森であるならば、我々の文明は終焉を迎えるでしょう。

我々の立場は暴露されてしまったので、後戻りはできません。異星文明との接触が差し迫っています。我々は彼らを見つけるのに時間がかかっていますが、もし高度な文明が存在するなら、公開された地球の座標情報から、高度なエイリアン文明がいつ我々のところにやってくるかは分かりません。それは私たちの生涯における出来事かもしれません。人類は自らの力で発展し、航空宇宙技術を強化し、知恵と科学技術力を蓄積し、さまざまな準備をしなければなりません。私たちが考える近道が回り道、あるいは破滅である場合でも、少なくとも私たちは抵抗することができます。