[비즈한국] 宇宙はあまりにも巨大だ。星も数え切れないほど存在する。さらに、宇宙の歴史だけでも138億年に達する。太陽系と地球が誕生し、今の文明が誕生するまで、どれほど長く見積もっても50億年しかかかっていない。宇宙の年齢はその2倍以上だ。これほど星や惑星が多く、宇宙の歴史も十分長かったのであれば、当然この宇宙のどこかに私たちと同じくらい発展した地球外文明が存在するはずではないだろうか？しかし、私たちはまだたった一つの信号さえ捉えられていない。一体彼らはどこに隠れているのか？この問いは、有名な「フェルミのパラドックス」としてよく知られている。
しかし、フェルミのパラドックスを少し違った観点から見ると、さらに驚くべき答えが見えてくる。「なぜ地球外文明が見えないのか」ではなく、「地球外文明が見えないという事実が私たちに何を語っているのか」という視点で眺めると、今の現実はかなり恐ろしい結論を指し示している可能性がある。最近、フェルミのパラドックスに対する驚くべき回答が提示された。もしかすると、宇宙に存在したすべての地球外文明は、わずか5000年も持ちこたえられずに消滅したのかもしれない。
ドレイク方程式は、地球外文明の可能性を最も直感的に示している。もともとカール・セーガンが広めたドレイク方程式は、さまざまな変数を一つ一つ検討するため長く複雑に見えるが、結局はシンプルに表現できる。
銀河系において、地球と似た条件を持ち、生命が生存可能な惑星の数をNEHとすると、その値は銀河系内のすべての星の数N*に、そうした星が居住可能な惑星を持つ確率、そしてその中で地球と似た条件を持つ確率を掛け合わせれば算出できる。
しかし、これだけでは不十分だ。最も重要で不可解な変数を考慮しなければならない。それは時間である。ここまで考慮したのは、あくまで惑星の環境に過ぎない。実際には、その上で複雑な技術文明がどれほど頻繁に、容易に誕生するか、また誕生した文明がどれほど長く持ちこたえられるかを検討しなければならない。地球と似た好条件の惑星で、工業化に至った知的文明が誕生する確率をfとする。すると、一つの星が誕生してから死ぬまでの全寿命の間に知的文明が誕生する確率は、NEHにfを掛け、星の寿命Lsで割った値、NEH*f/Lsとなる。これに、一度誕生した文明がどれほど長く持続するかという文明の寿命Lを掛ければ、平均的に銀河系に存在する知的文明の数Nを推定できる。
地球の人類文明は、本格的な技術社会に突入してから約200年が経過した。今後、人類文明があと1000年続くのか、1万年続くのかは分からないが、人間が許された寿命を10の累乗で簡単に表現するなら、10^n年生きることになると言える。ここに銀河系の推定星数、過去20年間の系外惑星探査で得られた居住可能領域にある地球型系外惑星の頻度を考慮すれば、N値をnの関数として表現できる。つまり、銀河系で見つけられる地球外文明の数を、人類を含む知的文明の平均寿命が10の何乗であるかを示す指数の関数で表せるということだ。nの値に応じて、私たちが発見できる地球外文明の数Nがどう変わるかを比較できる。
現実を当てはめてみよう。私たちはまだ地球外文明を一つも見つけていない。つまり、N値は1を超えていないのだ。この現実を適用した結果は非常に恐ろしい。Nが1を超えないためには、困ったことに、技術文明の平均寿命Lは5000年を超えてはならない。nが3.7のときにNが1を超える。10の3.7乗はおよそ5000だ。つまり、銀河系内に存在するかもしれないほぼすべての技術文明が、5000年も持ちこたえられずに消滅してしまうため、私たちはまだどの文明の信号も捉えられていないという説明だ。
銀河系内に異なる技術文明が少なくとも一つ以上は存在するが、複数の文明が同時に存在できていない。一つが誕生すればもう一つが消える、というサイクルを繰り返している。結局、異なる二つの文明が同時に存在し、お互いの存在に気づくチャンスがないのだ。わずか5000年も耐えられずに消える文明で満ちた銀河系で、このような切ないタイミングのいたずらが起きているのかもしれない。
5000年という数値は極めて恐ろしい。文字で歴史を残し始めてからの人類史全体の長さと似ている。まるで、私たちに与えられた寿命の終わりがそう遠くない、余命わずかな文明なのではないかという恐怖を与える。しかし、今すぐ過度に心配する必要はない。今回の論文では、寿命を計算する期間に原始農耕社会や古代文明を含めていない。宇宙へ信号を送受信できる現代的技術文明を備えた後の寿命だからだ。今回の論文は、私たち人類がそうした宇宙文明の入り口に立ってから、まだわずか200年しか経っていないと見ている。産業革命以後、人類は宇宙の時間で見れば、ようやく火を灯したばかりの存在に過ぎない。しかし、今後4800年が経過すれば、その火種で自らの家をすべて焼き尽くしてしまう存在になるかもしれない。
今回の分析はさらに一歩踏み込む。おそらく知的文明間では、光や電磁波を通じた通信が最も頻繁に行われるだろう。銀河系の直径は10万光年だ。電波が銀河系の直径を横切るのにも10万年かかる。もしある技術文明が、銀河系のどこかで過去10万年の間に、検知されるほど強力な信号を一度でも発信したことがあれば、原則としてその信号は私たちに届くはずだ。つまり、もし銀河系に十分に長い間、滅びずに生き残り、安定した強い電波を発信した文明があったなら、今私たちが直面している宇宙の沈黙は説明しがたい。電磁波に基づいた宇宙通信の可能性を念頭に置くと、宇宙の沈黙はよりいっそう恐ろしく感じられる。
わざわざ電波を発信する前に、直接宇宙船に乗って私たちを訪ねてくる物理的な探査も考えられる。地球外文明が直接宇宙船を送ると仮定しよう。宇宙船が一隻、自分の星から別の星へランダムに移動しながら銀河を探査しているとすれば、その過程は気体分子が拡散する過程と似ている。広がる距離の最大値は、宇宙船が移動する回数の平方根に比例して伸びる。計算を単純にするため、銀河系内の星と星の平均距離を1光年、銀河系の大きさを10万光年としよう。すると、宇宙船が一隻、10^10回移動すれば、銀河系の全星の10%を探査できる。問題は速度だ。たとえその宇宙船が光速の10%の速度で動くとしても、そのような探査だけで銀河系をくまなく調べるには1000億年かかる。宇宙の年齢と比較してもはるかに長い歳月だ。
もちろん、星間航行が可能なほど発展した地球外文明が、宇宙船を一隻だけ送るはずはない。多数の探査船を同時に送れば、探査期間は大幅に短縮される。もし極端に多くの宇宙船を飛ばすような、非常に攻勢的な文明があれば、銀河系全体を調べるのにかかる時間は100万年ほどまで短縮される。したがって、物理的に銀河系を直接探査するのにかかる時間の規模は、最小100万年から最大1000億年の間となる。範囲は広大だが、教訓は明らかだ。銀河系を実際に一つ一つ巡って探査するには、わずか数千年しか持たない文明では不十分だ。それ以上長く生き残れる知的文明にのみ、銀河系を直接駆け回る機会が与えられる。わずか5000年は、銀河系を征服するにはあまりに短すぎる。
少し極端だが、単純な仮定をしてみよう。銀河系を単なる半径Dの巨大な円盤状の銀河と仮定する。その中に同時に存在する技術文明の数をNとすると、技術文明の密度はNを銀河の面積で割った値になる。これに基づくと、隣り合う二つの技術文明間の平均的な距離は、銀河の半径を文明の数Nの平方根で割った値になる。もし銀河系に同時に少なくとも二つの技術文明が共存するという希望的観測を抱いてみよう。Nが2となる。もし互いに光速の10%まで移動できるなら、二つの文明がお互いの存在に気づくまでにかかる時間は、およそ20万年となる。つまり、二つの文明が直接訪問し合い、互いを認識するためには、技術文明の寿命は少なくとも数十万年は必要だ。それより先にどちらか一方が消滅すれば、二つの文明は出会うことができない。
この興味深い分析は、フェルミのパラドックスを少し違った観点で見させる。「宇宙人はいるか？いないか？」だけでは、他の地球外文明の発見可能性を教えてくれない。彼らがいるかいないかが重要なのではない。彼らが私たちと同じ時代に共存できるほど、互いに十分に長く生き残れたかどうかが最も重要な問題だ。
銀河系はもしかすると、かつて文明が満ち溢れた全盛期を過ごしたのかもしれない。海が存在し、単細胞生物が誕生し、知性を持った生物たちが都市を成して暮らす惑星で満ち溢れていた時代があったかもしれない。彼らは多様な電波を故郷の外へ流し、直接宇宙船に乗って勇敢な航海に旅立ったかもしれない。しかし、その燦爛たる文明がわずか5000年にも満たない時間で崩壊したなら、いかなる遭遇もなかっただろう。銀河規模では、ほぼ瞬間に過ぎない。夜空のあちこちにホタルが住んでいるが、彼らが一度ずつしか点滅しなかったなら、お互いの光を認識する前にすべて消えてしまうようなものだ。
宇宙文明が5000年という壁を越えられないという恐ろしい推測が事実なら、一体その理由は何だろうか？なぜ技術文明はもっと長く持続できないのか？小惑星が衝突したり、巨大な火山が噴火したり、運悪く近くでガンマ線バーストに巻き込まれたりしたのかもしれない。しかし、こうした自然災害や外部要因だけでなく、より大きな危険は文明自らが作り出したリスクかもしれない。核戦争やパンデミック、制御不能な人工知能やバイオテクノロジー、資源の乱用などが想像できる。すでに地球の歴史でも、ローマやマヤなど様々な文明が自らの原因によって崩壊した事例がある。もちろん、そうした崩壊は一つの都市国家の崩壊に過ぎず、人類全体の絶滅までには至らなかった。しかし、今の世界は過去と違う。経済、エネルギー、食料、情報、すべてが一つの巨大な都市国家のように絡み合っている。今や、一つの文明の失敗は、その地域だけの問題にはとどまらない。
もちろん、今回の分析には非常に重要な楽観的な前提が隠されている。地球と似た条件の惑星で、ほぼ確実に生命や知的文明が誕生するはずだという期待だ。逆に、そのような確率自体が非常に低ければ、つまり好条件の惑星であっても生命がほとんど誕生しなかったり、生命が誕生しても知性が誕生することは極めて稀だったり、知性があっても技術文明へとなかなか進めない現実であれば、文明一つ一つに許される寿命はもっと長くなる。もしfが1ではなく0.01であれば、技術文明の寿命は10の5.7乗、およそ50万年まで延びる。もちろん、永遠の人類の繁栄を期待する人々にとっては、依然としてかなり恐ろしい時間ではある。
最後に、一縷の望みをかけてみよう。地球外文明が幸運にも5000年、50万年の壁を越えて長く生き残ったが、私たちとは違って電波に依存しない通信を使っているかもしれない。また、彼らが非常に狭い方向にしか信号を発射しておらず、私たちが影の地域に住んでいるだけかもしれない。私たちが全く見ることのできない周波数を使っている可能性もある。もしかすると、自分の位置を自分でさらけ出すのが非常に危険だと気づいた宇宙文明たちが、もうこれ以上意図的に自分の痕跡を宇宙に残さない方式へと発展したのかもしれない。このように、もし宇宙文明が意図的に通信を選択しなかったり、私たちが到達できない方式の通信をしていたりするなら、5000年という短すぎる制限時間に縛られる必要はない。
とにかく、人類はまだ5000年の壁に到達していない。技術文明として私たちはまだ200年しか経過していないのだ。しかし、その短い期間に私たちはすでに惑星の気候を変える力を持ち、核兵器で都市の一つくらいは瞬く間に吹き飛ばせるようになった。遺伝子を編集し、人工知能で知識と権力の構造を変える時代へと向かっている。宇宙的観点から見れば、これは非常に速い変化だ。200年で一種が自らの惑星で地質学的な影響力を持つようになった。問題は、果たして私たちが自らが持つ強大な力を賢明に扱うほど成熟しているかどうかだ。
ドレイク方程式を有名にした天文学者カール・セーガンは、これを悲観的に見ていた。彼は人類を、自分を傷つけてしまうかもしれない危険なおもちゃを持って恐れもなく遊んでいる「技術的思春期」の文明だと評した。そして今日私たちが直面する様々な混乱と現実を見ると、人類文明に許された時間を最小5000年と見通した今回の分析の最も絶望的な計算でさえ、楽観的な期待のように感じられる。
いつか私たちが消えた後、遅れて登場した後輩文明が銀河系に向けて耳を傾けるかもしれない。彼らも今の私たちのように、期待とは裏腹にあまりにも静かな空を眺めながらこう問い返すだろう。「みんな、どこにいるんだ？」その時までに私たちが存在しており、十分に長く生き残って星と星の間に私たちの痕跡を残せているなら、その問いへの答えは確実に変わるはずだ。沈黙は宇宙の法則ではなく、まだ打ち破られていない一時の歴史に過ぎないことを願う。もしかするとフェルミのパラドックスの答えは、地球外文明にはかかっていない。答えは私たちにある。銀河系が静かな理由を明らかにする最も確実な方法は、私たちが静かに消え去らないことだ。
参考
https://academic.oup.com/mnras/article/548/3/stag405/8499605?login=false
筆者のチ・ウンベは？ 猫と宇宙を愛する。幼い頃『銀河鉄道999』を見て、宇宙の美しさを伝える夢を持つようになった。現在、世宗大学校自由専攻学部助教授として、講演や執筆など多様な科学コミュニケーション活動を行っている。『天文学者の役に立たなさについて』、『私たちはみな天文学者として生まれる』、『宇宙を見ると浮かぶ奇妙な質問たち』などの著書があり、『私はどうして冥王星を殺したのか』、『クォンタムライフ』、『UFO』などを翻訳した。