地球が唯一の文明ではなく、宇宙のどこかには確かに高度な知的宇宙文明が存在するだろうと推定することは、地球が宇宙で特別な存在ではないことを認めることから始まる。これを「コペルニクスの原理」と呼ぶ。地球を宇宙の中心から引き下ろしたコペルニクスの地動説の根幹を成す論理だ。この論理の延長線上から見ると、地球は宇宙で特別な位置にないため、地球だけで文明が誕生したという考えは理にかなわない。
これを基に、これまで科学が明らかにしてきた法則を適用して、具体的に宇宙文明がどれだけ存在するか計算したのが、米国の天体物理学者フランク・ドレイク氏が1961年に考案した「ドレイクの方程式」である。ドレイクの方程式は、1年間に天の川銀河で誕生する星の数、星に惑星がある確率、惑星で生命が誕生する確率、生命が知的文明に進化する確率、その文明が私たちに信号を送るほど発展する確率、そしてこれらの条件を満たす知的文明が存在できる時間から構成される。
各項目に入れる値によって様々な結果が出る。したがって、正解が一つに定まらない方程式だ。米国のSETI協会によれば、「不確実性のため、その数は1（地球）から数百万に至るまで様々であり、ドレイク氏自身が推定した宇宙文明の数は1万個だ」という。
しかし、人類の宇宙探査網には異星知的生命体はおろか、単純な生命体さえもまだ捕捉されていない。異星文明は本当に存在するのだろうか？存在するなら、将来私たちの文明と遭遇することができるのだろうか？
オーストリア科学アカデミー宇宙研究所の研究チームは、先月フィンランド・ヘルシンキで開催された「Europlanet Science Congress（EPSC）」と「米天文学会惑星科学部会（DPS）」の合同学術大会で、「より具体的で現実的な条件を追加して推定した結果、異星知的生命体探査が成功する可能性は希薄に見える」と発表した。
それによれば、天の川銀河で私たちと最も近い技術文明は3万3,000光年離れている可能性があり、もしその文明が私たちと同じ時期に存在するなら、文明の存続期間は最低28万年、あるいは数百万年でなければならないという。
今回の推定は、単に生命体が住むのに適した環境を持つ惑星があるかどうかという点を超え、地球のような技術文明が繁栄するために必要な大気と地質の特徴を持つ惑星の存在確率、そしてそのような惑星で技術文明が私たちと同じ時期に存在する確率をすべて考慮して計算された点が特徴である。
研究チームは「どのような環境を持つ惑星が技術文明に進化できる生命体を支えることができるのか」という疑問を投げかけ、その答えとなるいくつかの重要な要素を抽出した。第一は大気である。地球の大気の大部分は窒素（78%）と酸素（21%）で構成される。二酸化炭素は0.042%と僅かだ。しかし、二酸化炭素は生命維持において非常に重要な役割を果たす。二酸化炭素が少なすぎると、生態系の主要なエネルギー供給源である光合成が成立せず、逆に多すぎると温室効果で温度が上昇しすぎたり、毒性が高くなって生物圏が存続しにくくなる。
研究チームがコンピュータモデルを回した結果、太陽～地球の距離よりもはるかに星から離れているか、星が若く明るさが弱い場合、二酸化炭素が最大10%まで高くなっても過熱せずに光合成が可能であるとの計算が出た。地球では今後、光合成が可能な期間が2億～10億年残っているが、二酸化炭素が10%の惑星では42億年、二酸化炭素が1%の惑星では31億年にわたって生物圏が維持できることが示された。
酸素の数値も適正な範囲を維持する必要がある。酸素は呼吸だけでなく、火を起こすためにも必要な元素だ。研究チームは、燃焼を前提とした金属精錬などの技術文明が繁栄するためには、大気中の酸素が最低18%でなければならないと推定した。
もう一つの必須条件は、プレートテクトニクスのような地質学的プロセスである。地殻プレートの移動は、炭素―ケイ酸塩の循環を通じて二酸化炭素の数値を適切に維持する役割を果たす。しかし、ほとんどの岩石惑星には、このような地質学的エンジンが存在しない。これは地球のような大気と地質の特徴を持つ惑星を見つける確率が非常に低いことを示している。
最後に、時間的要因も考慮しなければならない。地球で技術文明が登場するまでには45億年を要した。人類が技術文明を発展させた期間は、せいぜい数千年だ。したがって、種の存続期間が長いほど、私たちと同時に存在する可能性が高くなる。研究チームは、生物圏の寿命を、技術生命体が進化するのにかかる時間と技術文明種族の可能な寿命で比較した。
研究チームはすべての要素を総合すると、4,000億個の星が存在する天の川銀河で、私たちの文明と同時期に異星技術文明が一つでも存在するためには、生物圏の存続期間が最も長い二酸化炭素10%の惑星を基準に、最低28万年は存続していなければならないという計算結果に達した。
そのような文明が10個存在するためには、技術文明の平均寿命が1,000万年以上でなければならない。したがって、研究チームは、もし私たちが他の知的文明を発見するなら、その文明は私たちよりもはるかに古く、発展した形で存在しているだろうと主張した。
研究チームは、これらの計算に基づき、最も近い異星技術文明は約3万3,000光年の距離にある可能性があると推定した。この数値は、そのような文明が天の川銀河の居住可能領域全体に無作為に分布しているという仮定の下で算出されたものである。研究チームは「太陽系は銀河中心から約2万7,000光年離れているため、最も近い異星技術文明は銀河の反対側に存在しているかもしれない」と述べた。
また研究チームは、特にこれらの計算数値は最大値であると強調した。生命が誕生する確率、光合成の発展、多細胞生物への進化、技術発展の可能性など、他の重要な要素は考慮されていないため、これらの要素を一つずつ追加するほど、異星文明はさらに希少になる可能性がある。
今回の研究は、異星知的生命体探査がいかに困難な課題であるかを改めて認識させるものである。知的生命体が進化し技術文明を発展させ、かつ私たちと遭遇するほど長期間存続する確率は非常に低く、仮に存在しても距離があまりにも遠いという別の障壁が待っている。
研究チームはそれでもなお探査は続けるべきだと強調している。なぜなら、異星知的生命体を実際に発見できる方法は探査しかないからだ。研究を主導したマヌエル・シェルフ博士は「もし探査で何も発見されなければ、私たちの理論の妥当性が裏付けられることになり、もし何かを発見すれば、それは歴史上最も偉大な科学的成果の一つになるだろう」と述べた。
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