エイリアンを数えることの難しさ

もちろん、これは…大した数字ではなく、いくつか憂鬱な意味合いを孕んでいます。論文によると、地球外文明を発見するまでには数百年もの歳月を費やさなければならない可能性が高く、また、最も近い隣人は最大1万7000光年離れている可能性も示唆しています。「宇宙に生命が存在するという点では、私たちはこれまでかなり楽観的でしたが、時が経つにつれて、やや悲観的になってきています」と、ノッティンガム大学の天体物理学者で論文の著者の一人であるクリストファー・コンセリス氏は述べています。「それは当然のことだと思いますが、今や私たちは、他の惑星で生命がどのように形成されるかについて、合理的な仮定に基づいた現実的な推定を行うために必要な情報を手に入れているのです。」

銀河系における知的生命体の分布を推定する試みは、現代の地球外知的生命体探査（SETI）の黎明期にまで遡ります。1961年、世界初の電波探査による地球外生命体探査を終えたわずか数か月後、惑星天文学者フランク・ドレイクは、SETIの将来、あるいはそもそもSETIに将来性があるのか​​どうかについて議論するため、アメリカの著名な科学者を集めた小規模な会議を開催しました。会議運営にあたり、ドレイクは探査が成功する確率を判断する上で重要と思われる質問のリストを作成しました。

これらの疑問の中には、銀河系における平均的な星形成速度や、惑星を宿す恒星の数といった疑問は、ファーストコンタクト以前から科学者が答えを出すことが可能でした。一方で、惑星のどのくらいの割合が知的生命体を生み出すのか、そしてその生命体が宇宙にメッセージを発信する期間はどのくらいなのかといった疑問は、推測することしかできませんでした。しかしドレイクは、これらの疑問の答えを掛け合わせれば、銀河系に存在する知的文明の数を概算できることに気づきました。この式はドレイクの方程式として知られています。

今日、天文学者はドレイク方程式の空白部分のいくつかを自信を持って埋めることができます。例えば、惑星を持つ恒星の数（ほとんど）や、銀河系における星形成の平均速度（年間数個程度）などです。また、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のような新世代の太陽系外惑星望遠鏡が稼働すれば、これらの惑星のうち、その恒星のハビタブルゾーンに位置する惑星の数についても、より正確な情報が得られるでしょう。これは、これらの惑星の表面に液体の水が存在する可能性があることを意味し、私たちの知る限り、これは知的生命体であろうとなかろうと、生命の必須条件です。

しかし、「私たちの知る限り」という表現こそが、ドレイク方程式のまさに問題点です。私たちの銀河系でコミュニケーションを行っている地球外文明の数は統計的な推定値であり、他の統計的推定と同様に、推定に用いられる仮定によって大きく変動する可能性があります。ドレイク方程式では、未知数の約半分が地球外文明に関するものです。地球外生命体については何も分かっていないため、天文学者は推測するしかありません。そして、コンセリス氏と彼の同僚であるノッティンガム大学のエンジニア、トム・ウェストビー氏は、新たな論文の中で、ドレイク方程式の修正において、2つの非常に大きな仮定を立てています。

まず研究者たちは、知的生命体が誕生したことが事実として知られている唯一の惑星、つまり地球に着目し、それを地球外知的生命体が存在する可能性のある他のすべての惑星のモデルとして用いた。人類は地球形成から約45億年後に出現し、宇宙に電波を放射し始めたため、コンセリス氏とウェストビー氏は他の地球型惑星でも同様の結果が現れるだろうと仮定した。しかし彼らはさらに踏み込み、その恒星のハビタブルゾーンにあるすべての地球型惑星は、約50億年後には必ず知的生命体を生み出すと仮定した。

「地球に似た惑星のすべてに知的生命体が存在すると言うのは、あまりにも大きな仮定であり、深刻な問題を抱えています」と、カリフォルニア州にある非営利団体SETI研究所の上級天文学者セス・ショスタク氏は語る。「私たちの太陽系のハビタブルゾーンには、火星と、（誰に聞くかにもよりますが）金星が含まれます。しかし、地球と同じくらい長い間存在し続けてきたにもかかわらず、これらの惑星には知的生命体は生息していません。」

統計学者が大規模で未知の集団について学ぶ方法の一つは、小さなサンプルを抽出し、それをより大きな集団に外挿することです。これは、コンセリスとウェストビーが論文で行ったことと本質的に同じです。問題は、彼らがたった1つのサンプルから外挿したことです。これは、自分自身だけを調査して国政選挙を予測しようとするようなものです。サンプルサイズが小さいと結果のばらつきが大きくなり、ドレイクの式が地球外知的生命体の存在率についてこれほどまでに大きく異なる推定値を生み出すのはそのためです。実際、コンセリスとウェストビーは論文の中でこれを実証しました。

研究者たちは2つの仮説を提示しました。1つは強い仮説、もう1つは弱い仮説です。強い仮説では、地球に似た惑星は45億年から55億年の間に知的生命体を生み出すと仮定しています。これは地球で実際に起こったことで、人類は約45億年後に技術を習得し始めました。弱い仮説では、時間枠を少し緩め、地球に似た惑星は50億年後以降であればいつでも生命を生み出すことができると仮定しています。天の川銀河の恒星の平均年齢が約100億年であることを考えると、この仮説は今日でも存在する可能性のある地球外社会のプールをより大きくします。（これは、地球外社会が50億年も存続しないと仮定しています。これについては後ほど詳しく説明します。）

強い仮説では、銀河系内に少なくとも36の地球外文明が存在すると推定されますが、誤差は非常に大きいです。研究者たちは、強い仮説の下限値は天の川銀河に存在する地球外文明の数は4から211の間であると計算しています。弱い仮説では、地球外社会の数は最低でも100から3,000の間と推定されており、より有望な見通しとなっています。

これはかなり大きなばらつきですが、最も楽観的な下限値である3,000社会でさえ、天の川銀河の規模を考えるとかなり小さい数字です。銀河系内の2,500億個の恒星のほとんどに惑星があり、そのうちの一部が居住可能な惑星だとすれば、それでも数百万の文明が存在すると推定できるかもしれません。では、なぜ強い仮説と弱い仮説の両方で、これほど小さな推定値が得られるのでしょうか？それはすべて、ドレイク方程式における重要な変数、つまりL、つまり放送文明の寿命に帰着します。

「地球外知的生命体の寿命、つまりどれくらい長く電波を発信し続けるかが、この議論の真の核心です」とショスタクは言う。「ドレイクの方程式の他の項は、どれだけの社会が生まれるかを示していますが、ラジオを発明すると同時に水素爆弾も発明し、自爆してしまうので、もしかしたらそれほど長く電波を発信し続けることはないかもしれません。」

実際、ドレイク自身も彼の名を冠した公式を「N = L」と簡略化したことで有名です。つまり、銀河系における文明の数は、それらの文明の寿命に等しいということです（彼はこの等式を自分のナンバープレートにさえ記しています）。つまり、知的生命体の存続期間が長ければ長いほど、その数は増えると期待できるのです。人類が無線技術を手に入れたのはわずか100年ほどですが、その間に核戦争や気候変動といった存亡の危機も生み出してきました。人類文明はどれくらい長く存続するのでしょうか？それは、私たちが自らにもたらす危険にどう対処するかにかかっています。

コンセリスとウェストビーは論文の中で、二つ目の大きな前提として悲観的な見方を取っている。強い仮説と弱い仮説の両方において、彼らは地球外文明が銀河系にその存在を発信するのは、人類がラジオを手に入れたのと同じ期間、つまり約100年だけだと仮定している。これは基本的に、人類が絶滅の瀬戸際にいるという仮定に基づいているが、地球外文明の寿命をこれ以外の値で推定することも全く恣意的である。知的文明は500年続く傾向があるのか​​、それとも1万年続くのだろうか？確かなことを知る唯一の方法は、実際に文明を発見することだ。

「人類がテクノロジーを手に入れたのは、銀河の年齢に比べればごくごく短い期間です」と、バークレーSETI研究センター所長のアンドリュー・シーミオン氏は述べている。シーミオン氏は今回の研究には関わっていない。これは、もし地球外生命体と接触することになった場合、あるいは接触することになった場合、その文明が地球よりもはるかに古い可能性が非常に高いことを示唆している。「これは、技術的に優れた文明が長きにわたって存続する可能性があることを示唆しています」とシーミオン氏は語る。「それは非常に心強いことです」

シーミオン氏は、史上最大の地球外知的生命体探査（SETI）実験である「ブレークスルー・リッスン」プロジェクトの主任科学者です。ロシア生まれの億万長者ユーリ・ミルナー氏から1億ドルもの資金提供を受けたこのプロジェクトは、ここ数年、地球上で最も強力な電波望遠鏡を用いて宇宙を観測し、生命の兆候を探ってきました。もし地球外生命体が見つかるとしたら、シーミオン氏と彼の同僚たちがその可能性を最も高く評価するでしょう。シーミオン氏は、地球外生命体の存在率を推定することは興味深い思考実験だと認めつつも、実際に接触するまでは、どの推定値が他の推定値よりも優れているかを判断する方法はありません。

「いかなる先験的な議論も実験プログラムの代替となるべきではない」とシエミオン氏は言う。「この疑問に答える唯一の方法は、地球外知的生命体の探索を行うことだ。」

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