私たちが知っている唯一の知的生命体は、ここ地球に住んでいます。しかし、だからといって、「私たちは一人ですか?」という質問に答えようとするのをやめませんでした。
地球外知的生命体の探索には、現在、受け入れられている頭字語である SETI があり、関心のある参加者が増えています。銀河系の会社の可能性は推定することしかできず、そこにある他の文明の数を予測するための主要なツールはドレイクの方程式です. SETI に関心のあるほぼすべての人が聞いたことがあるでしょう。しかし、その有用性についての見解は大きく異なります。一部の人にとっては、銀河系の技術文明の数と地球外メッセージを検出する可能性を推定するのに役立つ方法です.他の人は、その構成要素に含まれる膨大な範囲の推測を考えると、それを無駄な努力と見なしています.それを使用して、私たちが持っている関連データの信頼性を更新および評価し、不確実性を改善する方法があります.これは確かに、この主題に対する好奇心を刺激する効果的なツールになる可能性があります。
フランク・ドレークは、1961 年にウェスト バージニア州の国立電波天文台で開催された最初の正式な SETI 会議と思われる会議で、この方程式を発表しました。その意図は、議論を刺激し、提案された研究を評価することであり、その成分を乗算することによって信号を検出できるインテリジェントな ET の数の正確な見積もりに到達することではありませんでした。元の形式では、ドレイク式は次のとおりです:
いいえ =R * x fp x ne x fl x fi x fc x L ここで:
· いいえ は、天の川銀河内の知的文明の数であり、この演習では、遠くから検出可能な電波、光、またはその他の送信を発しています。
· R * は、銀河の 1 年あたりの星形成率です。
· fp 惑星を持つ星の割合です。
· ne は、生命を維持できる惑星の平均数です (e は「地球のような」または「生態学的に適合する」と考えてください)。
· fl 実際に生命を発達させるものの数です。
· fi 生命が知的になる人の数。
· fc 検出可能な信号を空間に放出するものの割合
· L 通信文明の生涯.
これらの項を掛け合わせると、ETI (地球外知的生命体) でいっぱいの銀河から私たちだけの範囲の推定値が得られます。 ET はまだ電話をかけていませんが、1961 年以降の天文学の進歩により、これらの用語のいくつかの推定値が確定しました。それぞれをもう一度見てみましょう。
いいえ 通常、私たちの天の川銀河だけで通信する文明の数と考えられています。しかし、目に見える宇宙にはさらに遠く離れた数千億の他の銀河とその星があることを心に留めておいてください.
係数 R * 一部の天文学者は、現在の銀河全体での星形成率に基づいて ~1 と見積もっています。しかし、星の形成速度は以前より高く、銀河の星の数 (2000 億から 4000 億) を推定年齢 (約 100 億年) で割ると、R が得られます。 * 年間 10 に近く、プラグインすることを選択します。
fp 最近の天文学の進歩により、より制限された分数の 1 つです。 10 年前でさえ、新しい星の誕生によって残されたガスと塵が合体して惑星になるという理論上の可能性に基づいた推測でした。しかし、データは利用できるようになりました。軌道を回る惑星が軌道中に太陽を前後に引っ張る際に、スペクトルのドップラーシフトのぐらつきを観察することにより、恒星を周回する惑星を検出しました。惑星がそのホームスターの前を通過するときに、恒星の食を直接観察することもできます。これにより、背景の星に対して惑星の暗い丸い円盤を実際に見るのに十分強力な望遠鏡がなくても、星の光が周期的に暗くなります。地上観測に続いて、最近完了したケプラー衛星ミッションは、数千の太陽系外惑星を獲得しました。
このデータにより、天文学者は現在、星の約半分に惑星系があり、それぞれに複数の惑星が含まれている可能性が高いと主張しています。現在のチャンピオンは TRAPPIST-1 システムで、地球からわずか 39 光年の距離にあり、軌道上に 7 つの岩石惑星があります。現在の検索の制限と関連する選択効果に留意してください。 2 つのタイプの星 (比較的質量の小さい M および G クラスの星) のみがより徹底的に検索されているため、他の星のタイプへの外挿が必要です。さらに、太陽の近くを公転している大きな惑星や、太陽の近くを公転している惑星は、星に重力によるぐらつきを引き起こし、星の前を横切るときに検出可能な影を落とす可能性が高くなるため、最も簡単に見つけることができます。したがって、多くの小さな「地球に似た」惑星が検出を逃れています。 fp の推定値を差し込むのはおそらく安全です =0.5 ですが、ほとんどの天文学者は現在、惑星の総数が実際にはそこにある星の数を超えていると結論付けているかもしれません.
生態学的に生命に適合する推定 ne 、惑星が液体の水を持つのにちょうどいい表面温度を持つ「ゴルディロックスゾーン」を周回していることを意味するとよく言われます。別のシナリオも考えられますが、これは生命にとって妥当な前提条件です。
例えば、探査機は最近、土星の衛星エンケラダスと木星の衛星エウロパが氷の地殻の下に液体の海を持っていることを発見しましたが、宇宙に電波やレーザー信号を放送するようなものではない可能性が高いと考えられます。特定の光度の星から適切な距離を持つことに加えて、要件はneを減らすでしょう .地球のような生態系の可能性のある前提条件のこのリストには、次のものが含まれます:表面温度を安定させるための適切な種類の大気を持つこと (過熱した金星を持つ暴走温室効果を回避する)、その生命のために「呼吸可能な」大気を持つこと-外洋と堅固な陸地の両方を持ち、惑星の自転を安定させる大きな月を持っているなど、さまざまな形があります。これらのフィットネス エクストラにより、ne の推定値を減らすことができます ほぼ 1 から約 0.5 まで。
今、私たちは人生について推測することができます。多くの科学者は、地球が固化した「直後」に生命が形成され、約 40 億年前の岩石の衝突と過熱した火山活動の生誕の苦しみから生じた最初の溶融状態からその表面が冷却されたと主張しています。この場合の「まもなく」は、数億年を意味します。もしそうなら、生命の到来は「簡単」でflと考えられるかもしれません はほぼ 1 です。しかし、この問題には続きがあります。 fl の証拠に基づく値を求める場合 、最古の生命の地質学的証拠は不確かです。放射性崩壊によって確実に年代測定された岩石には、はるか後の生命体から期待されるような認識可能な化石はまだ含まれていません。 38 億年以上前の岩石の規則的な微視的特徴は、その時代にバクテリアのような生物によって形成されたと主張されてきましたが、生きていない鉱物プロセスもそれらを説明できる可能性があり、議論が続いています。より一般的に受け入れられている生命の証拠は、約 35 億年前の地質記録に現れています。
fl を推定する別の方法 生命の起源の化学と生物学を考察します。このプロセスはまだ解決されていません。画期的な実験により、アミノ酸や核酸 (タンパク質、RNA、DNA の最終的なビルディング ブロック) を含む有機分子が、二酸化炭素、アンモニア、水、その他の無機分子などの単純な前駆体から形成できることがラボで示されました。このような生命の構成要素は、現在、星間雲、隕石、および彗星で観察されています。しかし、最初の生きた細胞を作るには、分子エンジンを維持し、分子構造を構築するために、エントロピーと戦う分子の合流点が太陽光 (または別の熱源) からエネルギーを抽出する必要がありました。さらに、ある時点で、これらの関連する化学反応と「原始細胞」は、将来の世代を構築するための指示を再現してエンコードする方法を見つけなければなりませんでした。これは大変な作業のようです。しかし、時間、スペース、そして試す機会がたくさんあることを考えると、少なくとも一度はそれが起こったことがあることがわかっています.したがって、ある人は、可能な限り生命が形成されると主張し、fl =1 ですが、それは非常にありそうもないことであり、ドレイクの方程式のボトルネックであると主張する人もいます。
1 つの例からオッズを選択することは、危険な作業です。実際、この難問は、火星の表面下や、木星と土星の衛星の氷層の下にある海で、原始的な生命体を探すことの科学的価値を裏付けています。太陽系の 2 つまたは 3 つの異なる惑星または衛星で生命が独立して発生したことがわかった場合、f の推定を修正します。 l から 1 まで。ただし、この演習では fI の保守的な値を選択します =0.1、現在の一般的な選択肢よりもかなり低い.
個人的には、方程式の次の 2 つの要素 fi のオッズが好きです。 そしてfc 、惑星の生命が知的な種を生み出し、それらが最終的に宇宙に通信すること。生命が動き始めると、ダーウィンの進化が始まる可能性が高いようです。自然淘汰と呼ばれるのは、実際にそうであるためです。生命のゲームでは、最も実行可能な子孫を生み出す、最も機能的な品種が勝ちます。もちろん、これは現代の進化論を過度に単純化したものですが、真実の核心はそこにあります。進化論者は、「適応性」という用語を使用して、生き残った個体数や新しい種に変化する能力においてダーウィンの利点を提供する特性を指します。進化は予測不可能で、fl の値を選択します 推測に近づきます。 (1 つの冷静な考えは、多細胞動物が出現する前の 30 億年近くの間、地球上の生命は微生物だけであったということです。) しかし、知性は強力に適応すると思います。ですから、私は楽観的になり、fi を 0.5 と推測します。 . 6,500 万年前に恐竜や他の多くの種を絶滅させた小惑星の衝突など、惑星規模の大惨事の可能性を考えると、おそらくこれは過大評価です。地球の歴史。
次に、知的種族が他の惑星と通信する確率は? fc じゃない =1. イルカは確かに頭が良いが、強力な無線送信機を作ったり、空に向けたりすることはまずない. fc を設定しました =0.5、知的種族を進化させた惑星の半分が、意図的または不注意で外部に信号を送る少なくとも1つの生命体をスポーツすることを期待しています.これは当て推量であり、外来種に人間のような態度や能力があると推測するのは危険です.
これまでのところ、すべてのドレイク ファクターの個人的な集計は 0.0625 です。
Lに来ました .技術的 (送信) 文明の私たちの定義によれば、私たちは約 100 年前から存在しています。 ホモ・サピエンスの未来について、あなたはどれほど楽観的ですか ?それとも、より安定した知的生命体が地球上で進化することを予見していますか?一部サイボーグ/一部人間?それとも、自己修復機能を備えた勝利を収めたコンピュータですか?そして、技術文明が大量破壊兵器や故郷の惑星の生態系を破壊する手段を発明すると、それが本質的に不安定になると、あなたはもっと悲観的ですか? Lを支持しますか =500 年、または 5,000 年、または 500 万年、または 50 億年?ハルマゲドン後の惑星での技術文明の発展の繰り返しのエピソードを許可することで、これを強化しますか? Lの不確かさの範囲 ドレイク方程式の他のすべての要因のそれを圧倒します。これはおそらく、演習の最大の価値です。個人的には、500 年から 500 万年の間以上に正確な推測を思いつくことはできません.
したがって、上記のすべてを考慮して、N についての私の現在の推測 30万から30万くらいです。言い換えれば、私たちの最も近い隣人は、私たちから銀河をはるかに越えているか、最も近い星の間にある可能性があります.これはあまり予測的ではなく、気分やその日のニュースに大きく左右されます。
さらに検討するために、元のドレイク方程式を修正するために多くの拡張が提案されています。まれな超高度な文明が銀河全体に広がり、多くの場所に現れることさえないかもしれません (おそらく、スタートレック のように、顔にわずかに異なる仮面を付けたヒューマノイドです) )?一方、ET がわざわざ他の惑星と通信したくない場合はどうなるでしょうか。もしそうなら、私たちは非常に高度な知性が私たちに言おうとすることを理解できるでしょうか?はい、誰かから聞いたことがありますが、そのメッセージはまったく意味不明であるか、あなたの猫があなたの学習した会話を認識する方法に似ているようです.
これは深刻な問題になる可能性があります。自然の天体や局所的なおしゃべりからの「ノイズ」ではなく、ETIからの信号を聞いていることを確信できるでしょうか?メッセージを理解できるでしょうか？オッズは、私たちが聞いているETが私たちと比較して非常に進んでいることを示しています.最初のラジオやテレビ番組から数えて、電波望遠鏡や強力なレーザー バーストの出現まで、私たちは約 100 年間星間信号を送信することができました。太陽のような恒星は、約 100 億年持続します (それよりもはるかに長いものもあれば、はるかに短いものもあり、技術的な生命を進化させるのに十分な時間がない可能性があります)。したがって、ベル型の確率曲線は、進化の軌跡において私たちよりも数百万年から数十億年先にある ET からメッセージを受け取る可能性がはるかに高いことを示しています。私たちよりも数百年先のより快適な人からの連絡の可能性はごくわずかであり、私たちより原始的な人は無線信号を送信できません.これらの超高度な存在を理解できますか?彼らはわざわざ原始地球人に自分たちのことを理解してもらうつもりですか? (理解できる会話をする負担は、より高度な生物に課せられるべきだと思います。それ以外は素晴らしい SF 映画 Arrival で 、訪問する雲の生き物の言語を理解するのはエイミー・アダムスに任されていて、その逆ではないことに当惑しました。)
ドレイク方程式は、そこにある ETI 文明の数を推定するために定式化されました。私たちが一人ではないことを知るだけでも驚くべきことですが、彼らからのメッセージを理解できる可能性を考えてみませんか?そして、誰かがメッセージを解読している間に、人類の多くがそれを無視するか、信じない可能性はどうですか?結局のところ、フラットアースソサエティはまだあります。サイエンス フィクション作家のアーサー C. クラークは、十分に進歩した技術は魔法と見分けがつかないだろうと言ったことで有名です。他の人々は、この公理を拡張して、十分に進化した地球外生命体は神と見分けがつかないと述べています.
結局、ドレイクの方程式は、正確な予測や予算計画のための手段ではありません。決して解決するつもりはなかったと言われています。その価値は、考えさせられるクエスチョン マークにあります。結局のところ、国家予算のかなりの割合を SETI に充てるよう議会に求めている人は誰もいないし、NASA 予算の大部分を費やすことすら求めていない.しかし、今のようにゼロパーセントであってはなりません。見返りは大きすぎて、検索にまったく労力を割くことができません。そして、私たちは確かに検索を使い果たしたわけではありません. いいえの場合 =100,000 ということは、接触する確固たるチャンスを得るには、複数の波長で 300 万個以上の星を探索する必要があることを意味します。カール・セーガンの言葉を借りれば、単に「空飛ぶ円盤がハーバード スクエアに着陸するのを待つ」のではなく、積極的に信号を探せば、チャンスは明らかに改善されます。
リチャード・ローンは、ハーバード大学で天文学の博士号を取得した元学生です。分子生物学で。彼の生物医学研究のキャリアには、ヒト遺伝子の最初の分離と特徴付けのいくつかが含まれており、基礎研究の目標と、血友病や貧血を含む多くの遺伝性疾患の治療法の開発の両方に貢献しました。彼は最近、天文学への最初の科学的愛情に戻り、カリフォルニア大学バークレー校の SETI グループと協力しています。彼は、天文学と地球外生命体の探索に関するホットなトピックに関する記事を定期的に執筆しています SETI@home 、このエッセイの以前のバージョンが掲載された場所
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