太陽系外惑星の発見の波の後のフェルミのパラドックス
銀河 RX J1131-1231 で、オクラホマ大学の天体物理学者のチームが、天の川の外にある知られている最初の惑星群を発見しました。 重力マイクロレンズ技術によって「追跡」されたオブジェクトは、月から木星のようなものまで、さまざまな質量を持っています。 この発見はフェルミのパラドックスをより逆説的にしますか?
私たちの銀河系にはほぼ同じ数の星 (100 億から 400 億個) があり、目に見える宇宙の銀河の数もほぼ同じです。したがって、私たちの広大な天の川には、すべての星に対して銀河全体が存在します。 一般的には10年間22 10へ24 出演者。 科学者たちは、どれくらいの星が私たちの太陽に似ているか (つまり、サイズ、温度、明るさが似ている) についてコンセンサスを持っていません - 推定値は 5% から 20% の範囲です。 最初の値を取得し、星の数が最も少ないものを選択します (1022)、太陽のような 500 兆または XNUMX 億の星があります。
PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) の研究と推定によると、宇宙の星の少なくとも 1% は、生命を維持できる惑星の周りを回っています。地球へ。 数十億年の存在の後、地球の惑星の 100% だけが生命を発達させ、そのうちの 1% が知的形態の進化的生命を持つと仮定すると、これは存在することを意味します。 XNUMX つのビリヤード惑星 目に見える宇宙の知的な文明と共に。
天の川銀河の正確な数 (100 億) を仮定して、私たちの銀河系についてだけ話して計算を繰り返すと、私たちの銀河系にはおそらく少なくとも 100 億個の地球のような惑星があると結論付けられます。 そしてXNUMX XNUMX。 知的文明！
一部の天体物理学者は、人類が最初の技術的に進歩した種になる可能性を 1 分の 10 としています。22つまり、重要ではないままです。 一方、宇宙が誕生してから約13,8億年が経ちます。 たとえ文明が最初の数十億年で出現しなかったとしても、文明が出現するまでにはまだ長い時間がありました。 ちなみに、天の川銀河での最終的な消滅の後、文明が「たった」千個しかなく、それらが私たちの文明とほぼ同じ期間（これまでのところ約10年）存在していたとしたら、それらはおそらくすでに消滅しているでしょう。絶滅するか、私たちのレベル開発にアクセスできない他者が集まりますが、これについては後で説明します。
「同時に」既存の文明でさえもコミュニケーションが困難であることに注意してください。 10万光年しかない場合、質問をしてから答えるのに20万光年かかるという理由だけで。 年。 地球の歴史を見ると、そのような期間に文明が表面から発生したり消えたりする可能性があることを排除することはできません...
未知数のみからの方程式
異星人の文明が実際に存在できるかどうかを評価しようとする際に、 フランク・ドレイク 60 年代に彼は有名な方程式を提案しました。この方程式のタスクは、私たちの銀河系における知的人種の存在を「機械論的に」決定することです。 ここでは、ヤン・タデウシュ・スタニスワフスキが何年も前に造語した用語を使用します。ヤン・タデウシュ・スタニスワフスキは風刺作家であり、ラジオやテレビで「応用人間学」に関する「講義」を行っています。
による ドレイク方程式 – N、人類が通信できる地球外文明の数は、次の積です。
R* 私たちの銀河系における星の形成速度です。
fp 惑星を持つ恒星の割合です。
ne 恒星のハビタブルゾーン、つまり生命が発生できる惑星の平均数です。
fl ハビタブルゾーン内で生命が誕生する惑星の割合です。
fi 生命が知性を発達させる（つまり、文明を創造する）人が住む惑星の割合です。
fc - 人類とのコミュニケーションを望んでいる文明の割合。
L はそのような文明の平均寿命です。
ご覧のとおり、方程式はほとんどすべての未知数で構成されています。 結局のところ、文明が存在する平均期間も、私たちに連絡したい人の割合もわかりません。 いくつかの結果を「多かれ少なかれ」方程式に代入すると、数千ではないにしても、数百のそのような文明が私たちの銀河に存在する可能性があることがわかります.
ドレイク方程式とその著者
希土類と邪悪な宇宙人
ドレイク方程式の構成要素を保守的な値に置き換えても、私たちの文明に似た、またはより知的な文明が潜在的に何千も得られます。 しかし、もしそうなら、なぜ彼らは私たちに連絡しないのですか? このいわゆる フェルミのパラドックス。 彼は多くの「解決策」と説明を持っていますが、現在の技術状態では、そして半世紀前ではさらにそうですが、それらはすべて推測と盲目的射撃のようなものです。
たとえば、このパラドックスはしばしば説明されます 希土類仮説私たちの惑星はあらゆる点でユニークです。 圧力、温度、太陽からの距離、軸の傾き、または放射線遮蔽磁場は、生命ができるだけ長く発達し進化できるように選択されます。
もちろん、居住可能な惑星の候補となる可能性のある系外惑星が生態圏でますます発見されています。 最近では、私たちに最も近い恒星であるプロキシマ・ケンタウリの近くで発見されました。 しかし、類似点はあるものの、異星人の太陽の周りに見られる「第 XNUMX の地球」は、私たちの惑星と「まったく同じ」ではなく、そのような適応においてのみ、誇り高い技術文明が生まれるのでしょうか? 多分。 しかし、地球を見ても、生命は非常に「不適切な」条件下で繁栄していることがわかります。
もちろん、インターネットを管理して構築することと、テスラを火星に送ることには違いがあります。 宇宙のどこかに、地球とまったく同じであるが技術文明を欠いている惑星を見つけることができれば、独自性の問題は解決される可能性があります。
フェルミのパラドックスを説明するとき、いわゆる 悪い宇宙人. これは、さまざまな方法で理解されます。 したがって、これらの架空のエイリアンは、誰かが彼らを悩ませ、介入し、煩わせようとすることに「怒っている」可能性があります。 彼らが遭遇するすべての文明を破壊する「自然に悪」のエイリアンの空想もあります. 非常に技術的に進歩した彼ら自身は、他の文明が先を行って自分たちへの脅威になることを望んでいません.
宇宙での生活は、地球の歴史から知られているさまざまな大惨事にさらされていることも覚えておく価値があります。 私たちは、氷河作用、星の激しい反応、流星、小惑星または彗星による衝撃、他の惑星との衝突、さらには放射線について話している. そのような出来事が地球全体を殺菌しなくても、文明の終わりになる可能性があります.
また、私たちが宇宙で最初の文明の XNUMX つであること (最初ではないにしても) を除外しない人もいます。 もしそうなら、地球外空間で知的な存在を探す問題はまだ解決できないでしょう。 さらに、仮想の「若い」文明は、リモートで連絡できるようになるために、私たちよりも数十年若いということはあり得ません。
正面の窓も大きすぎません。 XNUMX 年前の文明の技術と知識は、今日の十字軍の人間には理解できないものだったかもしれません。 はるかに高度な文明は、道端の蟻塚のアリにとって、私たちの世界のようなものです。
いわゆる投機的 カルダシェボスケール彼らの仕事は、消費するエネルギーの量に応じて、文明の仮想レベルを限定することです。 彼女によると、私たちはまだ文明でさえありません。 タイプⅠ、つまり、自分の惑星のエネルギー資源を使用する能力を習得したものです。 文明 Ⅱ型 たとえば、「ダイソン球」と呼ばれる構造を使用して、星を取り巻くすべてのエネルギーを使用することができます。 文明 Ⅲ型 これらの仮定によると、それは銀河のすべてのエネルギーを捉えています。 ただし、この概念は、未完成の Tier I 文明の一部として作成されたことを思い出してください。これは、最近まで、星の周りにダイソン球を構築するタイプ II 文明として誤って描写されていました (スターライト異常)。 KIK 8462852)。
もしタイプ II、さらにはタイプ III の文明が存在したなら、私たちは間違いなくそれを見て、私たちとコンタクトするでしょう - 私たちの中にはそう考えている人もいますが、さらに、私たちはそのような高度な宇宙人を見たり、知り合ったりすることがないので、彼らは彼らのことを知っていると主張しています。単に存在しないだけです。 しかし、フェルミのパラドックスを説明する別の学派は、これらのレベルの文明は私たちには目に見えず、認識できないと述べています。言うまでもなく、宇宙動物園の仮説によれば、文明はそのような未発達な生き物に注意を払っていません。
テストの後または前に？
高度に発達した文明についての推論に加えて、フェルミのパラドックスは概念によって説明されることがあります。 文明の発展における進化的フィルター. 彼らによると、進化の過程には、生命にとって不可能または非常にありそうにないと思われる段階があります。 いわゆる グレートフィルター、これは地球上の生命の歴史における最大のブレークスルーです。
私たちの人間の経験に関する限り、私たちが大きなろ過の後ろにいるのか、進んでいるのか、それとも真ん中にいるのか、正確にはわかりません. このフィルターを克服できた場合、既知の宇宙のほとんどの生命体にとって克服できない障壁であった可能性があり、私たちはユニークです。 濾過は、例えば、原核細胞から複雑な真核細胞への形質転換の際など、最初から起こり得る。 もしそうなら、宇宙での生命はごく普通の、核のない細胞の形でさえあるかもしれません. グレートフィルターを通過したのは私たちが最初なのかもしれません。 これは、すでに述べた問題、つまり離れた場所でのコミュニケーションの難しさに戻ります。
開発のブレークスルーがまだ先にあるというオプションもあります。 その時、成功の疑いはありませんでした。
これらはすべて非常に投機的な考慮事項です。 一部の科学者は、エイリアンの信号がないことについて、より平凡な説明を提供しています。 New Horizons の主任科学者である Alan Stern は、パラドックスは簡単に解決できると述べています。 厚い氷の皮他の天体の海を取り囲んでいます。 研究者は、太陽系での最近の発見に基づいてこの結論を導き出しています。液体の水の海は、多くの月の地殻の下にあります。 場合によっては (ヨーロッパ、エンケラドゥス)、水が岩の多い土壌と接触し、そこに熱水活動が記録されます。 これは生命の出現に貢献するはずです。
厚い氷の地殻は、宇宙空間での敵対的な現象から生命を守ることができます。 ここでは、とりわけ、強力な恒星フレア、小惑星の衝突、ガス巨人の近くの放射線について話しています。 一方で、それは、仮想の知的生命体でさえ克服するのが難しい開発への障壁を表している可能性があります。 そのような水生文明は、厚い氷の地殻を超えた空間をまったく知らないかもしれません. その限界と水生環境を超えることを夢見ることさえ困難です-それは、地球の大気を除いて宇宙空間もあまり友好的な場所ではない私たちにとってよりはるかに難しいでしょう.
私たちは人生を探していますか、それとも住むのに適した場所を探していますか?
いずれにせよ、私たち地球人は、自分たちが本当に求めているものは何か、つまり生命そのものや、私たちのような生命に適した場所についても考えなければなりません。 私たちが誰とも宇宙戦争をしたくないと仮定すると、それらはXNUMXつの異なるものです. 生存可能だが高度な文明を持たない惑星は、植民地化の可能性のある地域になる可能性があります。 そして、そのような有望な場所がますます見つかります。 観測ツールを使用して、惑星が軌道と呼ばれるものにあるかどうかを判断することができます。 星の周りの生活圏岩が多く、液体の水に適した温度かどうか。 すぐにそこに本当に水があるかどうかを検出し、大気の組成を決定できるようになります。
星の周囲の生命圏は、そのサイズと地球に似た系外惑星の例に応じて異なります（水平座標 - 星からの距離（JA）、垂直座標 - 星の質量（太陽に対する相対値））。
昨年、科学者たちは、ESO HARPS 機器と世界中の多数の望遠鏡を使用して、生命の最もよく知られた候補として系外惑星 LHS 1140b を発見しました。 地球から 1140 光年離れた赤色矮星 LHS 18 を周回しています。 天文学者らは、この惑星の年齢は少なくとも1,4億年であると推定しています。 彼らは、その直径がほぼ1140 XNUMXであると結論付けました。 km - これは地球のXNUMX倍の大きさです。 LHS １ b の質量と密度の研究により、それは緻密な鉄の核を持つ岩石である可能性が高いと結論づけられました。 おなじみですね?
少し前に、恒星の周りに地球に似た XNUMX つの惑星が存在するシステムが有名になりました。 TRAPPIST-1。 主星からの距離が近い順に「b」から「h」と表記されています。 科学者によって実施され、『ネイチャー・アストロノミー』XNUMX月号に掲載された分析は、適度な表面温度、適度な潮汐加熱、温室効果をもたらさない十分に低い放射束のおかげで、居住可能な惑星の最良の候補は「e」であることを示唆している。 」オブジェクトと「e」。 最初のものは水域全体を覆う可能性があります。
TRAPPIST-1 システムの惑星
したがって、生命を助長する条件を発見することは、すでに手の届くところにあるようです。 まだ比較的単純で電磁波を出さない生命自体の遠隔検出は、まったく別の話です。 しかし、ワシントン大学の科学者たちは、長い間提案されてきた多数の検索を補完する新しい方法を提案しました。 惑星の大気中の酸素. 酸素のアイデアの良い点は、生命がなければ大量の酸素を生成するのが難しいことですが、すべての生命が酸素を生成するかどうかは不明です.
ワシントン大学の Joshua Crissansen-Totton 氏は、Science Advances 誌で、「酸素生成の生化学は複雑で、まれな場合があります」と説明しています。 地球上の生命の歴史を分析すると、酸素と同じように生命の存在を示すガスの混合物を特定することができました。 といえば 一酸化炭素を含まない、メタンと二酸化炭素の混合物. なぜ最後のものがないのですか？ 事実は、両方の分子の炭素原子が異なる酸化度を表しているということです。 反応による一酸化炭素の生成を伴わずに、非生物学的プロセスによって適切なレベルの酸化を得ることは非常に困難です。 たとえば、メタンとCOの発生源の場合2 大気中に火山があり、必然的に一酸化炭素が伴います。 さらに、このガスは微生物によって迅速かつ容易に吸収されます。 大気中に存在するので、生命の存在はむしろ排除されるべきです。
2019年、NASAは打ち上げを計画しています ジェイムズウェッブ宇宙望遠鏡二酸化炭素、メタン、水、酸素などのより重いガスの存在について、これらの惑星の大気をより正確に研究できるようになります。
最初の系外惑星は 90 年代に発見されました。 それ以来、約4のシステムでほぼ2800つの系外惑星をすでに確認しており、その中には潜在的に居住可能であると思われる約XNUMXが含まれています。 これらの世界を観察するためのより優れた機器を開発することで、そこの状況についてより多くの情報に基づいて推測できるようになります。 そして、それがどうなるかはまだ分からない。
