フランク・ドレイクは亡くなったが、彼が開発した宇宙人の知性に関する方程式は、これまで以上に重要だ

The Conversation

今、私たちの銀河系にはどれくらいの知的文明が存在しているのだろうか?1961年、米国の宇宙物理学者フランク・ドレイク9月2日に92歳で死去)は、これを推定する方程式を考え出した。ドレイクの方程式は、彼が「神経質になるにはあまりに素朴だった」(後にそう語っている)段階からのもので、彼の名を冠して有名になった。

ドレイクは、マクスウェルやシュレーディンガーなど、自分の名前を冠した方程式を持つ高名な物理学者と肩を並べる存在となった。ドレイクの方程式は、これらの物理学者とは異なり、自然法則を表現したものではない。その代わり、あまり知られていないいくつかの確率を組み合わせて、情報に基づいた推定を行うものである。

この方程式にどんな合理的な値を与えても(下図参照)、私たちは銀河系で孤独ではないはずだという結論は避けられない。ドレイクは、その生涯を通じて地球外生命体の探索を支持し続けたが、彼の方程式は本当に私たちに何かを教えてくれたのだろうか?

file 20220903 13447 vjbyw6
ドレイクの方程式の展開:著者提供

ドレイクの方程式は複雑に見えるかもしれないが、その原理は実に単純である。この方程式によると、我々の銀河系のように古い銀河では、文明が存在することを放送することによって検出できる文明の数は、文明が発生する速度とその平均寿命を掛けたものに等しいはずである。

文明が発生する速度というのは、一見当てずっぽうのように思えるが、もっと扱いやすい要素に分解できることにドレイクは気づいたのだ。

ドレイクは、星が形成される速度に、その星のうち惑星を持つ割合を掛けたものが、全体の速度に等しいと述べた。そして、生命を宿すことのできる惑星の数に、生命が誕生する惑星の割合を掛け、生命が知性を獲得する惑星の割合に、その存在を知らせる惑星の割合を掛けたものである。

トリッキーな価値観

320px Frank Drake at Cornell%2C October 2017 %28cropped%29
フランク・ドレイク(Wikipedia, CC BY-SA)

ドレイクが最初に方程式を立てたとき、信頼できる唯一の項は星の形成率で、1年に約30個だった。

次の項については、1960年代当時、他の星に惑星があるという証拠はなく、10個に1個というのは楽観的な推測に思えたかもしれない。しかし、1990年代から始まった太陽系外惑星(他の星を周回する惑星)の観測的発見が今世紀に入ってから盛んになり、今ではほとんどの星に惑星があることが確実視されている。

常識的に考えて、複数の惑星が存在する場合、生命が存在するのに適した距離にある惑星が含まれているはずだ。私たちの太陽系では、地球がそのような惑星である。さらに、火星は過去に豊かな生命を育むのに適した場所であった可能性があり、今もなお、生命がしがみつき続けている可能性がある。

さらに現在では、生命維持に必要な液体の水が地表に存在するほど惑星が温暖である必要はないことも分かっている。氷に覆われた天体では、太陽光ではなく、放射性物質や潮汐によって発生する熱に支えられて、内部の海に水が存在することがあるのだ。

例えば、木星や土星の衛星の中には、その可能性が高いものがいくつかある。実際、生命を宿すことができる月が加われば、惑星系あたりのハビタブル天体の数は平均して1個を簡単に超えるだろう。

しかし、式の右辺にある項の値については、まだ議論の余地がある。数百万年の時間があれば、生命が存在するのに適した場所であれば、どこでも生命が誕生するだろうという考え方もある。

つまり、実際に生命が誕生するのに適した天体の割合は、ほぼ1に等しいということになる。また、地球以外の場所で生命が誕生したという証拠はまだなく、生命の起源は実際には極めて稀な出来事かもしれない、という意見もある。

生命が誕生したら、やがて知性は進化するのだろうか?微生物的な段階を経て、多細胞になることが先決だろう。

地球上では多細胞生物が複数回誕生している証拠があるので、多細胞になることは障害にならないかもしれない。しかし、地球上では、進化を続けた「正しい」多細胞生命は一度しか現れず、銀河の規模では珍しいかもしれないと指摘する人もいる。

知性は、他の種に対する競争優位をもたらす可能性があり、その進化はむしろあり得るということだ。しかし、確かなことは分からない。

また、知的生命体は、(偶然にせよ意図的にせよ)その存在を宇宙空間に発信する段階まで技術を発展させるのだろうか?我々のような地表に住む生物にとってはそうかもしれないが、大気のない凍てつく世界の内部の海に住む生物にとってはまれなことかもしれない。

文明の寿命は?

検出可能な文明の平均寿命、Lはどうだろうか。1950年代にテレビ放送が開始され、地球が遠くから見えるようになったことから、私たちの場合、Lの最小値は約70年である。

しかし、一般的には、文明の崩壊(私たちの文明があと100年続く確率はどのくらいだろうか)、ラジオ放送がインターネットに取って代わられ、ほぼ完全に消滅した場合、あるいは敵対する銀河の住民を恐れて意図的に「沈黙」を選択した場合、寿命は制限されるかもしれない。

自分で数字を使って遊んでみるといい。Lが1,000年以上なら、N(検出可能な文明の数)は100以上である可能性が高いことがわかるだろう。2010年に収録されたインタビューで、ドレイクはNの最良推定値は約10,000であると語っている。

太陽系外惑星については、毎年多くのことが解明されており、大気組成を測定して生命の痕跡を明らかにすることも可能な時代になりつつある。今後10〜20年の間に、地球型惑星の中で生命が誕生する割合が、より確かな根拠に基づいて推定されるようになることが期待される。

しかし、木星や土星、天王星などの氷の衛星を探査することで、そのような生命体の存在を知ることができるかもしれない。もちろん、地球外生命体からの実際のシグナルを検出することもできる。

いずれにせよ、多くの研究に刺激を与えてきたドレイクの方程式は、これからも私たちに示唆に富む視点を与え続けるだろう。そのことに、私たちは感謝しなければならない。

本記事はThe Conversationに掲載された記事「Frank Drake has passed away but his equation for alien intelligence is more important than ever」について、Creative Commonsのライセンスおよび執筆者の翻訳許諾の下、翻訳・転載しています。

著者紹介
RackMultipart20140326 10781 173vsky

Professor David Rothery

Professor of Planetary Geosciences, The Open University

1994年から地球科学の上級講師を務めていましたが、2013年11月に放送大学の惑星地球科学教授に就任しました。それ以前は、ここの講師を務めていました。現在は物理科学科に所属していますが、2011年までは旧地球科学科に所属していました。1999年から2004年にかけては、教育ディレクターと地球科学プログラムディレクターを務めました。また、IAVCEI Commission on Remote Sensingのリーダーも務め、2005年にはPPARC Solar System Advisory PanelとBepiColombo Oversight Committeeのメンバーに任命されました。

この装置は、2017年に打ち上げ予定の欧州宇宙機関の水星探査機「BepiColombo」の英国唯一の主任研究員装置である。ESAの水星表面・組成ワーキンググループの議長を務めています。また、2008年10月22日に打ち上げられた「チャンドラヤーン1」のX線分光器、C1XSの科学諮問委員会のメンバーでもある。
2006年から2007年にかけては、ESSC/ESFのアドホックグループ「科学主導の欧州宇宙探査シナリオの定義」のメンバーも務めた。

研究テーマは、リモートセンシングによる火山活動の研究、および他の惑星における火山学と地球科学全般である。私の画期的な著書「Planet Mercury:From Pale Pink Dot to Dynamic World」は、2014年12月14日にSpringer-Praxisから出版されました。また、Hodderの「Teach Yourself」シリーズに「Volcanoes, Earthquakes and Tsunami, A complete introduction」(新版2015)、「Geology, A complete introduction」(新版2015)、「A Very Short Introduction to Planets」(オックスフォード大学出版、2010)を執筆しています。2015年11月に姉妹編’A Very Short Introduction to Moons’が出版された。

経歴

  • ~現在 オープン大学教授(惑星地球科学)

学歴

  • 1982 オープン大学 PhD

Webサイト : https://www.open.ac.uk/

Twitter : @daverothery

TEXALでは、テクノロジー、サイエンス、ゲーム、エンターテインメントなどからその日の話題のニュースや、噂、リーク情報、レビューなど、毎日配信しています。最新のニュースはホームページで確認出来ます。GoogleニュースTwitterFacebookでTEXALをフォローして、最新情報を入手する事も出来ます。記事の感想や、お問い合わせなども随時受け付けています。よろしくお願いいたします。

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

この記事を書いた人

TEXAL管理人。学校の授業でMS-DOSを使っていたくらいの年代。Windows95の登場で衝撃を受け、テクノロジー業界に興味を持つ。以来ガジェット・ゲーム情報を追い続けてうん十年。大学では物理を専攻していたこともあり、物理・宇宙関係の話題も大好き。

コメント

コメントする