フェルミのパラドックスは消え去ることはない。これは最も説得力のある思考実験の1つであり、何世代もの科学者がこの問題に取り組み続けている。このパラドックスは、銀河系に存在する文明の数が多く見積もられているにもかかわらず、そのような文明が見当たらないという事実を突きつけている。もし銀河系に急速に拡大する文明が存在するならば、その一つはここ太陽系に到達しているはずだというのだ。しかし、それがないということは、文明が存在しないということを意味している。

多くの思想家や科学者がフェルミのパラドックスに取り組み、なぜ拡大する技術文明の証拠が見られないのか、その理由を考え出そうとしている。生命体が極めて稀な存在であり、恒星間移動の障害が大きすぎるのかもしれない。そんな単純な話かもしれない。

しかし、新しい論文には新しい答えがある。もしかしたら、太陽系には、長寿で急速に発展する文明が求める、適切なタイプの星がないのかもしれない。

「フェルミのパラドックス」を理解するためには、「ドレイクの方程式」を理解する必要がある。ドレイクの方程式は、天の川に存在する文明の数を確率的に推定したものだ。この方程式は、文明がいくつあるかということを教えてくれるのではなく、いくつの文明があり得るかということを考えるために、我々が格闘しなければならない概念を要約したものである。

「ドレイクの方程式」の重要な要素は、星に関するものである。この方程式では、銀河系内の星形成の割合、惑星を持つ星の数、生命を宿す可能性のある惑星の数などを考慮ｓる。さらに、これらの惑星のうち何個が生命を育み、何個が技術的な文明を持ち、何個が宇宙空間に信号を放ちその存在を明らかにしたかを調べ、より詳細な方程式を導き出す。最後に、これらの文明の寿命を推定する。

ドレイクの方程式コミュニケーション文明の数（N）＝R*（星形成率）×fp（惑星を持つ星の割合）×Ne（星系ごとの居住可能な惑星の数）×fl（居住可能な惑星のうち生命を育む割合）×fi（そのうち知的生命体を育む割合）×fc（コミュニケーション技術を開発する割合）×L（それらの文明の平均コミュニケーション寿命）です。
これらの質問にそれぞれ異なる変数を使って答えることで、どれだけの技術文明が存在しうるかの異なる推定値が得られる。これは思考実験で、初歩的なものではあるが、証拠に基づいたものである。

新しい論文では、星の種類に着目してフェルミのパラドックスに取り組んでいる。その論文によれば、拡大する科学技術文明にとって、すべての種類の星が望ましいというわけではないそうだ。低質量の星、特にK-矮星は、長寿命の文明が移住するのに最適なターゲットである。

論文は「フェルミのパラドックスの解決としての低質量星の銀河系移住」で、Astropysical Journal誌が掲載を認めた。著者は、Jacob Haqq-Misra（ジェイコブ・ハック・ミスラ）氏とThomas J. Fauchez（トーマス・J・ファウチェス）氏だ。Haqq-Misra氏は、ワシントン州シアトルにあるブルーマーブル宇宙科学研究所の上級研究員だ。Fauchez氏は、ワシントンDCのアメリカン大学で物理学の研究助教授を務めている。

この論文は、まずフェルミのパラドックスについて、「膨張する文明は銀河系に急速に広がる可能性があるので、太陽系に地球外からの入植がないことは、そうした膨張主義文明が存在しないことを意味する」と平易に述べている。

著者らは、フェルミのパラドックスに関する最も有名な分析の一つを紹介している。それは、1975年にアメリカの宇宙物理学者であるMichael H. Hart（マイケル・ハート）氏によってなされたものである。Hart氏の論文は「地球外生命体の不在に対する説明」で、王立天文学会の季刊誌に掲載された。この論文は、パラドックスに関する最初の厳密な分析であると考えられている。Hart氏は論文の中で、ある文明が銀河の年齢よりも短い期間で銀河全体にどのように拡大するかの方法を示した。また、ある文明が最も近い100個の星にコロニー船を送り込んだらどうなるかも説明している。そして、それらの星系を植民地化し、その植民地がまた同じように植民地化し、それを繰り返していくのである。

「もし、宇宙旅行の間に休止がなければ、宇宙探査のフロンティアは、半径が0.10cの速度で増加している球体の表面にほぼ位置することになる。この速度では、我々の銀河系の大部分は65万年以内に横断されることになる。」とHart氏は説明する。技術的な文明が200万年前に始まったのでなければ、我々に到達するのに十分な時間があっただろうと指摘した。そのため、Hart氏にとって、宇宙人文明の証拠がないことの唯一の説明は、「存在しない」ことなのだ。

論文の中で、Hart氏は2つの結論に達した。そして、もし誰かが太陽系を植民地化するとしたら、それはおそらく我々の子孫であろうということである。

この論文の著者たちは、これには同意しない。

フェルミのパラドックスについて考える多くの人々の根底にある仮定は、星は宇宙文明にとって一様に魅力的であり、その文明はどこにでも平等に広がっていくだろうというものである。しかし、それは本当だろうか？

この新しい論文の著者たちは、そうは考えていない。「我々は、Hansen & Zuckerman (2021)の仮説に従って、拡大する文明は、銀河系での寿命を最大にするために、質量の大きい星を避けて、質量の小さいK-またはM-矮星系に優先的に移住することを提案します」と彼らは書いている。

星の寿命を測ることは、人間にとって直感的なことではない。ある種の星が100億年、別の星が10兆年生きたとしても、天体物理学者以外には何の違いがあるのだろうか？しかし、あなたが100万年、あるいはそれ以上の歴史を持ち、さまざまな太陽系に進出している文明の意思決定機関に所属しているとしたらどうだろう。そうすると、星の年齢が気になる。

K矮星やM矮星（赤色矮星）は長寿命だ。どんなに高度な文明でも、他の太陽系を植民地化するには多くの資源が必要だ。その資源を、長くは続かないかもしれない星系に費やす必要があるのだろうか？

この新しい論文の著者は、銀河文明が銀河を植民地化するのに必要な時間を、K矮星とM矮星だけをターゲットにした場合の新しい推定値を計算した。この論文によれば、銀河系が低質量星に到達するのに20億年かかるという。「この場合、すべての M 矮星に入植するには約 0.3 ly 以下の星間移動能力が、すべての K 矮星に入植するには約 2 ly の星間移動能力が必要となる」と、彼らは書いている。

移動能力が高まれば、20億年のタイムスパンを劇的に短縮することができる。「さらに急速な拡大が2ミリオンの間に起こるかもしれない。すべてのM矮星に移住するのに約10ly、すべてのK矮星に移住するのに約50lyの旅費ですむ。」

この試算は、文明が波状的に銀河系に広がっていくことに基づいている。文明は、好都合な星の接近を待っている期間もある。著者は、「…文明は、相対論的な宇宙飛行をしなくても、恒星との接近を利用して銀河系を急速に拡大することができる」と主張している。

著者らは、2Myrの和解シナリオは安全に拒否することができると言う。「しかし、このシナリオは、完全な銀河系での入植と同様に、太陽系が入植していないという我々の仮定に基づいて除外することができます。」彼らはまた、他の文明の証拠が全体的に欠けていることが、彼らの低質量星仮説を支持しているとしている。「しかし、太陽系に地球外生命体が定住していないことは、銀河の半分、M矮星、またはK矮星に限定された膨張と矛盾しない」と彼らは書いている。

著者らは、今まさに天の川銀河に「低質量星銀河クラブ」が広がっている可能性があり、それに気づいていないからと言って、それを排除することはできないと考える。証拠がないことは、ないことの証拠にはならない、という格言があるように。「特に、親G矮星を起源とする低質量銀河クラブは、銀河の歴史の中で、我々がその活動に注意を払うことなく発展するのに十分な時間があったであろうことに、我々は注目する」と彼らは書いている。

種が継続的に拡大する原動力は何だろう？人口増加？エネルギー需要？科学的好奇心？他者に対する支配力？「しかし、このような銀河規模の拡大が、一般的な技術文明にとって当たり前なのか、望ましいのか、それ以上のことは分かっていない」と、彼らは書いている。

我々にとって、それを知るすべはない。現代の人類は、その旅を始めてからまだ4分の1年しか経っていない。農耕を始めてからまだ1万年しか経っておらず、宇宙への第一歩を踏み出したのはほんの数十年前である。私たちを突き動かしている動機も、私たちを導いている思考の枠組みも、決して時代遅れのものではない。私たちにできることは、古代の宇宙進出種族の社会構造について考えること、そして彼らの拡大への意欲が続くかどうかを考えることだけだ。しばらくすると、それは無意味に思えるかもしれない。

著者らは、我々の考察にもっと証拠に基づいた制約を与えるためだけであれば、別の文明が拡大する兆候を探す価値はまだあると言う。そして、その対象は低質量星であるべきだという。「系外惑星系におけるテクノシグネチャーの探索は、今日の銀河系にそのような『低質量銀河クラブ』が存在するかどうかを制約するのに役立つ。」彼らは、SETIや類似の試みは時間と資源の無駄であるというHart氏の意見に反対している。

時間は私たちの宇宙の支配者です。私たち自身の寿命から、異星人の文明の年齢、星や惑星の生死まで、時間はすべてを支配している。相対性理論は時間をいじくり回すかもしれないが、時間の経過を止めることはできない。

どのような文明が存在し、彼らがどのように時間を管理し、認識しているのかはわからない。私たちは、自分自身の経験に偏っているのだろうか？確かにそうだ。しかし、もし異星人の生活があまりにも違っていて、フェルミのパラドックスについて議論することさえ軌道修正が必要だとしたらどうだろう。もし、宇宙人の時間に対する理解や経験が、私たちとは全く異なっていたらどうだろう？

もしエイリアンが寿命延長をマスターし、他の星系に何度も進出することができるほど長生きしていたら？もし彼らが我々のような厳密な個人ではなく、個人と遺伝子集団のハイブリッドであるとしたらどうだろう？もし、私たちが想像もつかないような方法で新しい遺伝情報を取り込むことができるとしたらどうだろう？もし、交配が彼らにとって絶望的に時代遅れで、そのような懸念や短い寿命の限界から自由であるとしたら?もし、彼らがもう有機的な存在ではなく、私たちを動かすようなことは彼らの遠い過去のことだとしたらどうでしょう？もし、共生生物だったら？その他にも、何百もの「もしも」があるとしたら？

もし、彼らの社会があまりにも違っていて、拡大する必要がなかったら？もし、拡大することに価値がなかったら？その場合、惑星が生命を維持できなくなったとき、文明は死滅するように思われる。しかし、それを回避することができたらどうでしょう？しかし、私たちが思いつかないような他の100のことがあるとしたらどうでしょう？

私たちが思いつかないことは、その存在を認める以外には役に立たないようなものです。

これが、フェルミ・パラドックスやドレイク方程式にまつわる多くの議論の終着点である。私たちは知らないことがたくさんあり、それを知らないということさえ理解できない。人類はまだ幼児なのです。

しかし、人間は好奇心が旺盛で、それが最も愛すべき特性の1つです。ハック・ミスラやフォーチュのような科学者は、このようなことを考えるように仕向けられているのです。彼らは正しいのか？間違っているのだろうか？

天の川に銀河文明は広がっているのだろうか？

私たちにはわからないかもしれない。しかし、私たちは探し続けるべきだ。

研究の要旨

膨張する文明は銀河系全体に急速に広がる可能性があるため、太陽系に地球外からの移住者がいないことは、そのような膨張主義的な文明が存在しないことを意味するのである。フェルミのパラドックスと呼ばれるこの議論では、銀河系内で一様に膨張が進むと仮定しているが、すべての星型が長寿命の文明にとって等しく有用であるわけではない可能性がある。我々は、低質量星、特にK矮星は、G矮星系を起源とする文明にとって理想的な移住先であることを示唆する。ドレイク方程式を修正し、すべての低質量星が2Gyrで膨張することを示す。これは、膨張の波の間の待ち時間を含み、適切な移住先の星に接近することを可能にする。この場合、すべてのM矮星を解決するには約0.3 ly、すべてのK矮星を解決するには約2 lyの恒星間移動能力が必要となる。さらに、2ミリオンの間に、すべてのM矮星を移住させるのに約10ly、すべてのK矮星を移住させるのに約50lyの移動能力があれば、さらに急速な拡大が起こる可能性がある。このような「低質量銀河クラブ」が銀河系に存在する可能性は、惑星外惑星系にテクノシグネチャーを探索することで解明できるかもしれない。

この記事は、Universe Todayに掲載されたものを、クリエイティブ・コモンズ・ライセンス（表示4.0 国際）に則り、翻訳・転載したものです。元記事はこちらからお読み頂けます。