もし宇宙人が地球を見たら、携帯電話の電波塔から蛍光灯に至るまで、多くの人類の技術が生命の存在を示すビーコンになるかもしれない。
私たちは、地球外知的生命体（Extraterrestrial Intelligence: SETI）の探索に取り組んでいる2人の天文学者だ。私たちの研究では、地球外からやってきた技術の特徴を明らかにし、その痕跡を見つけようとしている。これはテクノシグネチャーと呼ばれている。地球外のオリンピックのテレビ放送のために空をスキャンすることは簡単なように思えるが、遠くの高度な文明の痕跡を探すのは、見た目よりもずっと微妙で難しい仕事なのだ。
無線機とレーザーで「こんにちは」を言う
1959年、天文学者Giuseppe Cocconi（ジュゼッペ・コッコーニ）とPhilip Morrison（フィリップ・モリソン）が、地球からの電波が星間距離の電波望遠鏡で検出されることを示したとき、現代の地球外知的生命体の科学的探索が始まった。同年、Frank Drake（フランク・ドレイク）が最初のSETI調査「オズマ計画」を開始し、大型電波望遠鏡を太陽に似た2つの星に向け、その星からの電波を検出できないか調査した。1960年にレーザーが発明されると、天文学者は遠くの惑星から可視光線が検出されることを示した。
このように、他の文明からの電波やレーザー信号を検出するための最初の、そして基礎となる試みは、いずれも太陽系に意図的に送り込まれ、発見されることを意図した、集中的で強力な信号を探したものである。
1960年代の技術的な限界を考えると、天文学者は、地球上のテレビやラジオ放送のように、宇宙に漏れる放送信号を探すことは真剣に考えなかった。しかし、地球に向かって全パワーを集中させた電波のビームは、もっと遠くからでも検出することができる。ちょうど、レーザーと弱い電球の違いを想像してほしい。
意図的な電波やレーザー信号の探索は、現在でも最も一般的なSETI戦略の1つである。しかし、この方法は、地球外文明が他の技術的に進んだ生命体とコミュニケーションを取りたがっていることを前提にしている。人類が宇宙に向けてターゲットとなる信号を送ることは非常に稀であり、知的種族は意図的に自分たちの位置を放送することを避けているのではないかと主張する学者もいる。このように、誰も送っていないかもしれない信号を探すことを「SETIのパラドックス」と呼んでいる。
電波漏れ
人間が意図的に宇宙に向けて発信することはあまりないが、現代人が使っている多くの技術から、宇宙に向けて発信される電波はたくさんある。これらの信号の中には、近くの星から送られてきたものであれば、検出できるものもある。
テレビ塔の世界的なネットワークは、常に多方面に信号を発しており、それが宇宙空間に漏れて、比較的微弱ではあるが、検出可能な電波信号として蓄積されることがある。現在、地球上の電波塔から放射されている電波が、現在の望遠鏡で検出可能かどうかについては研究が進められているが、近々登場する電波望遠鏡「スクエア・キロメートル・アレイ」は、現在の電波望遠鏡アレイの50倍の感度で、さらに微弱な電波を検出できるようになるという。
しかし、人間が作った信号のすべてが、これほどまでに焦点が定まっていないわけではない。天文学者や宇宙機関は、太陽系内の人工衛星や宇宙船と通信するために電波ビームを使用している。また、小惑星を研究するために、レーダー用の電波を使う研究者もいる。どちらの場合も、電波の焦点は宇宙に向かっている。このような電波が届く範囲に地球外文明があれば、人工的な電波であることを明確に認識することができるだろう。
メガストラクチャーを発見する
実際の宇宙船を見つけることは別として、電波はSF映画や本で最もよく取り上げられるテクノシグネチャーである。しかし、電波はそれだけではない。
1960年、天文学者のFreeman John Dyson（フリーマン・ダイソン）は、星が惑星系で最も強力なエネルギー源であることから、技術的に進歩した文明は、星の光の大部分をエネルギーとして集め、巨大なソーラーパネルを作っているかもしれないと理論化した。多くの天文学者は、このような星をメガストラクチャーと呼んでおり、それを発見する方法はいくつかある。
集められた光のエネルギーを使った後、先進的な社会の技術は、そのエネルギーの一部を熱として再放出するだろう。この熱は、星系から来る余分な赤外線として検出できる可能性があることを天文学者は示している。
メガストラクチャーを見つけるもう一つの方法は、星を暗くする効果を測定することだ。具体的には、星の周りを回っている大きな人工衛星が、定期的に星の光を遮っているのだ。そうすると、星の明るさが時間とともに落ちていくように見える。この効果は、現在、遠くの惑星を発見するのと同じように、天文学者が検出することができるのだ。
大量の汚染
天文学者が考えてきたもう一つのテクノシグネチャーは、汚染だ。
地球上の二酸化窒素やクロロフルオロカーボンのような化学汚染物質は、ほとんど人間の産業によって生み出されている。ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が遠くの惑星に生物の痕跡を探すのに使っているのと同じ方法で、太陽系外惑星の大気中にあるこれらの分子を検出することができる。もし天文学者が、テクノロジーによってのみ生産できる化学物質で満たされた大気をもつ惑星を発見したら、それは生命の痕跡かもしれないのだ。
さらに、都市や産業からの人工的な光や熱も、大型の光学・赤外線望遠鏡で検出できるかもしれないし、惑星を周回する多数の人工衛星も検出できるかもしれない。しかし、人類が現在持っている技術で、広大な宇宙を越えて検出できるようにするには、地球よりもはるかに多くの熱、光、衛星を作り出す必要がある。
どの信号が有望か？
これまで確定的なテクノシグネチャーを発見した天文学者はいないので、何が宇宙人文明の最初のサインになるかは分からない。多くの天文学者が、何が良いシグナルになるのかについていろいろと考えてきたが、結局のところ、地球外のテクノロジーがどのようなもので、宇宙にはどのようなシグナルがあるのかは誰にもわからないのだ。
天文学者の中には、現在の科学知識では自然に説明できないものを宇宙で探すという、一般的なSETIアプローチを支持する人もいる。また、私たちのように、意図的なものと非意図的なものの両方のテクノシグネチャーを探し続けている者もいる。要するに、遠くの生命を発見する方法はたくさんあるということだ。どの方法が最初に成功するかは誰にも分からないので、まだ多くのエキサイティングな仕事が残されているのだ。
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