[비즈한국] 地球外の異星文明が流しているかもしれない信号を探すという大胆な目標で始まったSETI。しかし残念ながら、これといった成果を上げることなく幕を閉じた。SETIの最も有名な取り組みの一つは、世界中の人々のコンピュータのアイドル時間を利用して膨大な電波信号を分析する「SETI@home」プロジェクトだ。そして、数十年にわたって続いたこの巨大プロジェクトの最終分析結果がついに発表された！驚くべきことに、疑わしい信号がいくつか発見された。
天文学者たちは、現在は崩落したアレシボ電波望遠鏡を用いて宇宙全域から多くの電波信号を収集した。大部分は自然現象による信号だったが、その中には我々が探している異星文明による人工的な電波信号が混じっているかもしれない。パターンを自動的に分析し、人工信号の疑いがあるものを抽出する作業が長年続けられた。しかし、分析すべきデータ量が非常に多く、限られた計算資源では効率的な分析が困難だった。そこで天文学者たちは1999年にSETI@homeプロジェクトを稼働させた。世界中の市民のコンピュータを分散資源として活用する試みである。
バークレー校の研究陣がSETIデータの分析を試みていた当時、ちょうど分散コンピューティング技術が研究されていた。研究陣は地球の人々の協力を得てSETI@homeを立ち上げた。わずか数日で100カ国以上の国々から、宇宙人を探したいと願う20万人以上がプログラムをダウンロードした。1年後には「宇宙人ハンター」の数は200万人を超えた。人々がコンピュータを使っていない時、スクリーンセーバーが起動しているアイドル時間に、個々のコンピュータが宇宙人の信号を探し回ったのである。
過去20年間で120億を超える信号データを収集した。その中からまず自然信号を除外し、人工信号を探す。特に、極めて短い時間に突然強い電波信号が漏れ出る現象に注目する。これは一般的な自然現象では説明がつきにくいためだ。もちろん、こうした信号のすべてが宇宙人によるものではない。大半は人間によるものだ。人工衛星や周辺の都市雑音に紛れた信号も含まれる。街の明かりが星の光をかき消すように、都市化が急速に進んだ地球の空は、電波望遠鏡にとっても騒々しい雑音に満ちた世界だ。そうした雑音をかき分けて入ってくる、かすかな宇宙人の信号を探し出さなければならない。
最近では、自然現象でも一瞬のうちに強い電波フラッシュが発生し得ることが判明した。遠方で爆発する超新星爆発やガンマ線バースト天体などがそうだ。そのため、実際の異星文明の信号ではなくても、疑わしい信号のように見える「偽陽性」の信号が作り出されてしまう。もちろん、こうした場合は電波だけでなく、隣接する波長の他の電磁波領域でも観測可能な痕跡を残す。したがって、電波信号が捕捉された瞬間、同じ方向でガンマ線やX線など他の光も同時に検出されたかどうかを確認すれば、爆発を伴う自然信号なのか、それとも説明不能な人工信号なのかを判断できる。
研究陣は信号を分析する前、「バディ」と呼ぶ3000個の偽信号をあらかじめ学習させた。これに基づいて偽信号の疑いが強いものを先に取り除き、残った信号を分析した。20年にわたる徹底的で困難な分析が続いた。120億個の信号から100万個の信号を絞り込み、その中からさらに疑わしい1000個にまで絞った。そしてついに、最も有望な最終候補100個が選定された。
これらはまず、天文学者が期待していた正しい周波数領域で捕捉された信号である。SETIプロジェクト開始当時、天文学者のフランク・ドレイクは、異星文明が波長21cm（1420MHz）近辺の中性水素線で電波をやり取りする可能性が高いと推測した。水素は宇宙で最も一般的な成分であるため、どこでも普遍的に使える目印となる。したがって、技術文明であれば必然的にこの電波の存在に気づくはずであり、周波数の基準を共有しやすいためだ。異星文明間の通信が成功しているなら、この普遍的な電波を活用する確率は高い。また、この電波は地球の磁気圏に遮られずに通過し、星間物質にも吸収・散乱されにくいため、遠距離の通信に適している。
天文学者たちは、単発の爆発的な電波ではなく、意図を持って送信されたかのようなパルス状の信号にも注目した。一方で、異星文明が存在するなら、中心の星を公転する惑星である可能性が高い。その場合、惑星の電波信号は規則的なドップラー効果を示すはずだ。惑星が星の周囲を巡るにつれ、地球で観測される電波信号が周期的な赤方偏移と青方偏移を繰り返すことになる。このような規則的な変化が伴っていれば、より一層異星文明の信号である疑いが強まる。こうした厳しい条件をくぐり抜けた有望な信号が100個存在するのだ。
今後は、これら100個の信号をより体系的に分析する必要がある。残念ながらアレシボ望遠鏡は崩壊し廃棄された。代わりに、地球上の他の巨大電波望遠鏡がその役割を担うことができる。天文学者たちは現在、中国にある直径500mの巨大電波望遠鏡「FAST」で同様の信号を探している。FASTはアレシボ望遠鏡よりも8倍強力だ。今回の分析で選ばれた100個の最終候補の信号が飛んできた方向をFASTで再度観測し、各信号につき15分ずつの精密観測を行う。確実に「人工信号としか考えられない」ものを最終的に絞り込む予定だ。近い将来、FASTの観測結果が発表されるだろう。
もちろん最終結果が出た際、過度な期待をしないよう心の準備も必要だ。これまでも一瞬期待しては失望した事例が多々ある。有名な「Wow!信号」も結局その正体は正確に解明されず、ミステリーとして残った。ここ数年の間に、偶然そこを通った彗星だった、あるいは地球大気に反射した人工衛星の信号だった、別の星の電波だったといった様々な推測がなされているが、時が過ぎた今、正体を特定するのはほぼ不可能だ。Wow!信号の正体が突き止めにくい最大の理由は、最初の目撃以降、二度と捕捉できなかったためである。
だからこそ、体系的で地球規模の大規模探索が切実に求められている。単一の場所で幸運にも捕捉して終わるのではなく、少なくとも2カ所以上で同時に捕捉しなければ、信号を検証して正体を確認することはできない。今や地球外知的文明を探す任務はSETIから「ブレイクスルー・リッスン」へと引き継がれた。SETIの叶わぬ夢と精神を受け継ぎ、より大規模に宇宙の信号に耳を傾けている。
多くの天文学者は、完成間近の巨大電波望遠鏡アレイ「SKA」と人工知能技術が組み合わさることで、近い将来、異星文明の探索が価値あるものかどうかを語れる日が来ると期待している。果たして異星文明は存在するのか？そして我々がその存在を確実に語れる日は来るのか？もしかすると無駄なことかもしれないが、こうした無駄なことこそが面白いのではないだろうか。
SETIプロジェクトが初めて稼働した当時、人員はわずか6名だった。初期に収集したデータは、大半がまともに分析すらされずに廃棄されたものも多い。もしかすると当時、すでに異星文明の信号が届いていたにもかかわらず、予算と資源の不足で惜しくも逃していたのかもしれない。異星文明を探査しその存在を確認することは、多大な時間と努力、エネルギーを必要とすることは確かだ。果たして彼らの存在を確認することは、これほど価値があり重要なことだろうか？探せなければ無駄骨に終わるが、もし見つけることができれば、歴史上最も価値ある挑戦として記憶されるだろう。結局、その運命はこのプロジェクトの最終的な成功にかかっている。
参考
https://www.science.org/content/article/scienceadviser-final-spark-seti-home
筆者チ・ウンベは？ 猫と宇宙を愛している。幼少期に『銀河鉄道999』を見て、宇宙の美しさを広めるという夢を持つようになった。現在は世宗大学自由専攻学部助教授として、講演や執筆など様々な科学コミュニケーション活動を行っている。『毎日宇宙をひとかけら』、『星が輝く宇宙の科学者たち』、『行けないが分かる』、『宇宙を見ると浮かぶ奇妙な質問たち』などの著書があり、『真の宇宙を旅するヒッチハイカーのためのガイドブック』、『私はどうして冥王星を殺したか』、『クォンタム・ライフ』、『コスミグラフィック』などを翻訳した。