宇宙進出のコストが膨大すぎるから宇宙人が発見できないという説 / Pixabay
ビッグバンから現在までに流れた時間の長さや、広大な宇宙に無数に存在する星々の数を考えれば、どこかに地球外文明が存在していてもよさそうなものだ。それなのに、宇宙人がいるという証拠はまるで見つからない。
この矛盾に、物理学者エンリコ・フェルミはこう口にした
「彼らはいったいどこにいるんだ？」
これは「フェルミのパラドックス」と呼ばれる問題なのだが、もしかしたらその答えは、高度な知的文明にとって宇宙進出はそれほどお得ではないからというものかもしれない。Universe Todayでは宇宙に進出するコストはそれこそ天文学的なものであると論考されている。
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宇宙進出にかかるコストは膨大
フェルミのパラドックスが依拠しているもう一つの重要な前提は、高度文明ならこれまでに宇宙のかなりの部分を植民地にしてきたはずだというものだ。
天の川銀河だけでも1000億〜4000億個の恒星があり、これらを植民地として利用するメリットは大きいだろう。天の川は135億年経過しているのだから、この地球で地球人が各大陸へと熱心に進出したように、超高度に発達した文明ならこれまでに銀河全体に進出したに違いない。
ただ実際に宇宙人がそう思ったとしても、現実に星々を移動できなければならない。しかしそこには、星から星へと移動するために必要なエネルギーが天文学的な大きさという壁が立ち塞がる。
アイシュタインが1905年に発表した「特殊相対性理論」によるなら、物体は光速よりも速く移動することができない。
あの有名な「E = mc2」は、物体が光速に近づくほどに質量が大きくなることを意味する。そのため物体が光速に達するには無限のエネルギーを費やして加速せねばならず、光速に到達すれば質量は無限になる。早い話が、光速は実現不能ということだ。
光速まで行かずともそれに近づくためのアイデアがいくつか提唱されている。だが光速のほんの数%という速度を実現するだけでも膨大なエネルギーが必要になる。このコストをどう解決すのかを扱った理論は皆無だ。
Pixabay
文明は周囲の宇宙にじわりと浸透することしかできない
ジェフリー・A・ランディスは1993年の論文で、「パーコレーション理論」という統計学的理論に基づき、地球外文明は周囲に少しだけ勢力を拡大する程度しかできないのではないだろうかと推測している。
パーコレーション理論によるなら、ネットワークのノードが十分に取り除かれると、分解されて小さなクラスターになる。ここから考察すると、銀河に知的生命がいたとしても必ずしも星々の植民地化に意欲的なわけではない可能性が高いという。
もちろん未知との遭遇を求めて宇宙に出る者もいるだろう。しかし、あえて大きなリスクを負ってまでで見知らぬ世界に踏み出そうと思わない者たちもいる。
そもそも母星にある文明は、植民惑星をそれほど強く支配することなどできない。地球人が持つ現代の技術では、太陽からもっとも近い恒星であるプロキシマ・ケンタウリまで1000年から8万1000年かかる。
さらにそこから地球と交信をしようとしたとしても、メッセージが相手に届くには8年以上かかる。そんなことをやっている間に、植民惑星には母星とはまるで違った独自の文明が発達する。
遠くに行こうとすればするほど増大する一方のコストと通信の時間差が自ずと限界となる。メリットよりもコストの方が大きければ、宇宙人は銀河を遍く支配下に置こうなどとは思わず、ただ有限の範囲に”浸透”するにとどまるだろう。
したがって宇宙の植民地化は均一には進まない。それが行われるクラスターはあるかもしれないが、多くのクラスターは手付かずのまま残される。
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宇宙進出のコスト
宇宙進出のコストについて少し具体例を挙げよう。人類が史上初めて月に降り立ったアポロ計画では、1500億ドル（インフレを考慮して現代の価値に調整したもの）が投じられている。しかもその土台となるミッションとして、それ以前にはマーキュリー計画やジェミニ計画があり、それぞれ23億ドルと100億ドルが費やされた。
さらに1972年以来、再び人類が月に向かったアルテミス計画でも、わずか4年の間に350億ドルが投じられた。地球の衛星にたどり着くだけでも、膨大なお金がかかっている。
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未来の技術ならチャンスはあるか？
現在の科学技術では、人が生きている間に隣の恒星へ行くことすらできない。これを克服するために、光速に近い速度を実現するさまざまな理論上の推進システムが考案されている。
分かりやすいのが1950年代から60年代にかけて行われたオリオン計画の原子力推進システムで、要は核弾頭の爆発力でもって推進する。荒っぽいが、このやり方なら理論上、光速の5%までは加速できる。
だがやはりコストが問題だ。オリオン計画のロケットは重量が40万〜400万メートルトンになると想定されていたが、建造費は保守的に見積もっても現在の価格で2兆7500億ドル――2019年度米政府予算の78%、同国GDPの10%にあたる。
英惑星間協会のダイダロス計画で研究された核融合ロケットは、高エネルギープラズマで推進する。第一段で光速の7.1%、第二段で12%まで加速。プロキシマ・ケンタウリまで36年で到達できる。しかしコストは同様に、6兆ドルと膨大だ。
さらに未来的な反物質推進によるロケットは、光速の3分の1まで加速できる。しかしわずか1グラムの反物質を作るコストが1兆ドル。にもかかわらず、NASAの推定によれば、プロキシマ・ケンタウリに行くには80万メートルトン以上の燃料が必要になるという。
ほかにも宇宙に漂う水素を集めて利用するバザード・ラムジェットや、星間物質と巨大なレーザーで反物質を生成するVARIESなどあるが、いずれにせよ現代の技術では作ることが不可能か、膨大な開発コストのために現実的ではない。
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宇宙人なら克服できる？
これらは人間だから克服できない問題で、宇宙のどこかにいる高度文明ならば解決できるとお考えだろうか？
地動説を唱えたコペルニクスは、この世界に特別な「観測者」はいないと考えた。これは「コペルニクスの原理」や「平凡の原理」と知られるもので、つまり私たちに当てはまる問題は他の場所でも当てはまるということだ。
地球に知的生命が存在するのなら、宇宙にはそれを生み出した物理法則が普遍的に働いており、地球以外の惑星にも知的生命を誕生させるだろう。ここまではいい。
だが同様にして、私たちが星間宇宙を移動する方法に苦労するのなら、地球外生命もまた苦労するということでもある。現時点でコストや距離の問題をクリアする妙案がまるで見当もつかないなら、きっと地球外生命もそうに違いない。
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銀河全体への進出は現実的ではない
地球がそうだったように、仮に知的生命が誕生するまでに45億年かかるとする。天の川が誕生して135億年なので、私たちが登場する以前には90億年という時間があったことになる。
この間、複数の文明が誕生しては消え去っていたとしてもおかしくはない。天の川全体に進出できた文明はいないかもしれないが、それでもそれがまったく何の痕跡も残さなかったとは考えにくい。となると、文明が到達できる範囲の限界以外にも、宇宙人の発見を阻む要因があると考えることもできるだろう。
だが、ここで重ねた考察を踏まえるならフェルミのパラドックスへの答えはこうなる。なぜ宇宙人の存在を示す証拠が見つからないのか？ それは彼らが銀河全体に進出したはずだという想定は、とてもではないが現実的ではないからだ。
これまで、宇宙人と遭遇できない理由は様々な仮説が立てられており、宇宙人は存在すらしないという説もある。カラパイアでは様々な説を紹介しているが、今回の説もその1つである。
References:Beyond "Fermi's Paradox" XV: What is the Percolation Theory Hypothesis? - Universe Today/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント
1. 匿名処理班
これって地球人の物差しで測った上での推論じゃない？
光速に近づくための費用は地球人からすれば天文学的な費用だけど、宇宙人からしたら光速超えるのは夕飯買うより安く済むかもしれないじゃない
2. 匿名処理班
人間はまだ太陽系から出ることもできない。
その太陽系も、全宇宙から見たら一粒の砂のようなもん。
もしかしたら他の銀河のどこかの文明が発した信号が地球に届くかもしれないけど、
それを人間がキャッチする頃にはその文明はもう滅んでいるかもしれない。
地球外生命に遭うなんて絶対にないとは言わないけど奇跡だよ。
スケールが大きすぎて気が遠くなる。
3. 匿名処理班
いつも思うけど、高度文明なら狭い生活圏で十分やっていけるのでは。
宇宙進出はむしろデメリットしかなさそう。
4. 匿名処理班
地獄の沙汰も金次第
5. 匿名処理班
ちょっと待ってこないだの記事と真逆ゥ−！w
だから90億年の間に恒星間航行ができるほどの科学技術を発達させる文明がある可能性は結構あるわけで、その文明が滅びているかどうかはまた別の話でしょと。
何故か、滅びていないならコンタクトしてくるはず！というのを前提にしてるんだよなあ否定的な説はw
6. 匿名処理班
地球人は２次元以上３次元未満で低知能生命体だから高次元高知能の地球外生命体を認識できていないだけ。
7. 匿名処理班
すでに地球に到着しているのかもしれない。
膨大なコストのわりに財布にはマツモ○キヨシのポイントカードが入っているような節約家なのだろう。
8. 匿名処理班
人と似たような身体があってUFOやロケットで飛んでくるとかは多分ないでしょ
全く別の環境でゼロから生まれて進化した違う星の生き物の事なんか想像すらできない
（生き物とかそういう概念でさえないかも）
宇宙へ行くために精神体になって漂ってくる、とか全然別の方法かもしれないし
9. 匿名処理班
80万メートルトンって何トン？？？
10. 匿名処理班
現在交通で重要な役割を支えている新幹線ですら、当時の著名な
学者らは人類に残る無駄な施設とかやる価値もないなど暴言吐いてた
結果は交通事故あぼーん数を数千万以上も減らし、世界の鉄道を
数十年以上も進ませた偉大なる交通システム
それに現在ワープ法や次世代技術は開発進んでいるし
現在が無理でも未来もだめだとは確定しちゃいない
11. 匿名処理班
会いたくないので、巧妙に避けられている可能性
12. 匿名処理班
物質的な移動には時間の壁が立ちはだかる。
量子通信（量子暗号通信じゃないよ）が実現すると、
ブロック宇宙仮説の示す様に「現在から観て」未来、過去の宇宙の断面と時空を超えた通信が成立する。
ただし、受け手がいないと成立しない。
今まさに人類はそこに手を掛けているとしている段階。
鳴り止まないコールはすぐそこに。
13. 匿名処理班
まあ、用がなければ誰も来ることはできない。
用があるというのは確率やコストに対する非常に積極的な介入である。
無限に広がる大宇宙にくらべれば日本はこんなちっぽけなのに、どうしてHey! Say! JUMPが私の家に来て忘年会しないのか考察すれば分かる。
14. 匿名処理班
恒星間航行を実用レベルでテクノロジーが進歩する前に、知的生物というのは絶滅してしまうのかもしれない
15. 匿名処理班
宇宙人と出会えないのは宇宙が有限である証拠やと
もしも宇宙が無限の大きさを持っていたら、どんなに小さな確率のものでも宇宙の何処かでは確実に存在することになる
地球と全く完全に同じ惑星がもう一つ存在することはとんでもなく低い確率になるけど宇宙が無限なら必ず何処かに存在するし、地球と全く同じだけど唯一その惑星では俺に相当する存在が超絶金持ちなことだけが違うという惑星も存在することになる
同様に宇宙が無限なら、地球に来れるだけの科学技術を持ち且つ現在今も滅亡しておらず且つ地球に来ることを目的意識を持っており且つ実際にそれを実行しており且つその存在を隠そうとはしない文明が必ず宇宙のどこかに存在することになるからな
つまり今宇宙人が地球に居ないということは宇宙が有限である証拠になる、はす
16. 匿名処理班
メートルトンってなに？メトリックトンのこと？
17. 匿名処理班
※1
記事読んだのか？
触れられてるコペルニクスの原理が正にその答えで、そんな神みたいな技術を持った存在を仮定したって仕方ない
18. 匿名処理班
異星人が地球に来る場合、科学技術は間違いなくワープが出来なければならないし観測技術もワープ能力がなければ地球の地上に人類が居る事を知り得ない。
何故なら地上の開発が宇宙から分るのはココ数百年前からでそんな近距離に文明があるとは思えないからだ。
その上人類の科学技術から得られる物は何も無く、彼らから見たらアフリカの野生動物を観察する程度の関心しか得られないだろう。
そのように放置しても良いようなレベルの星に来るだけの意味を見いだすかどうか甚だ疑問。
19.
20. 匿名処理班
量子テレポートが実用化されれば、コンタクトだけなら可能性があるよね！ね？
21. 匿名処理班
UFOいるお…村の皆で典型的なやつ見ただ…。
22. 匿名処理班
人間を含めて知的生命体が全く同じタイミングで発生するかクロスする時期があるかということ。
地球から見たらまだ単細胞の時代に来て、今頃星そのものが消滅していたり、人類が絶滅塩田頃に切るかもしれないわな。
人間から見れば1億は長い時間だが、宇宙のレベルで考えれば短い時間だろう。
23. ナパチャット
＞しかしわずか1グラムの反物質を作るコストが1兆ドル。にもかかわらず、NASAの推定によれば、プロキシマ・ケンタウリに行くには80万メートルトン以上の燃料が必要になるという。
やっぱりここだよな
コストをクリアしても光速の3分の1が限界という
24. 匿名処理班
地球人の尺度で測れない超文明が存在できるなら確率的に言って地球人がその存在を認知できない現状はおかしいってことだよ。それがフェルミのパラドックス。
何故そうなるかは今の地球人にはわからない。ただ単に宇宙人の法律で未開の恒星系には接触してはいけないというルールでもあるのかもしれないし、この記事のとおりかもしれないし、文明の行き着く先はニートであるなんて説もある。
25. 匿名処理班
まぁ、人型で3次元基準で考えればそうなるな
その宇宙人がガス生命体や電子生命体だったり、次元の異なる異次元人だったらしたらそうでもないだろう
26. 匿名処理班
宇宙人なら先週会ったけど。
27. 匿名処理班
>>1
我々は地球人だから地球人の物差しで推測するしかないのよ
28. 匿名処理班
やはりワープ装置を開発せねば
29. 匿名処理班
こっちに興味持ってないか、キモがられてるとか怖がられてるとかもある
30. 匿名処理班
いつかのニュースで天の川銀河には厳しい条件て３６の知的生命体がいると言ってた、だからいることはいると思う。だけど宇宙に進出するというのは難しいのかなあ。どれだけ早く生命が進化するかはその星が全球凍結を何回繰り返すかによると聞いたこともある。
31. 匿名処理班
※1
まず記事をしっかり読もう
32. 匿名処理班
>>6
次元が低いのはなんとなくトポロジー的に同意するけど、低知能というより発展途上生命体として欲しいな…w
33. 匿名処理班
>>2
何故同レベルの文明ばかりだという前提なの？
亜光速の信号しか使えないのは現在の地球の技術限界のせいだから、量子通信とかが発達すればリアルタイムでのやり取りも可能なはず。
問題は現在の地球に受信する能力がないのと、存在するかもしれない高度な宇宙人が、地球人に接触する必要性を感じていない事では？
34. 匿名処理班
もしも数百光年もの距離を航行できるテクノロジーを持った異星人が訪問してきたら
地球人類にとれる行動なんて無条件降伏以外の選択肢は無いぞ
猿人を檻に入れて飼っている人間が逆に飼われる存在になる
異星人が地球人類に興味を抱かないように祈るだけ
35. 匿名処理班
>>1
途中に書いてあるじょん
山ほどいるであろう文明の一つをガチャるとだいたい平均的な文明レベルを引く可能性が高い
で、我々は地球文明を引いたわけだが、平均的であろう地球人にとって難しいんだから他でも大体難しいはずだって事だよ
運悪く地球人が特別ノータリンならその限りではないけど、まあ確率の問題だな
36. 匿名処理班
あまりにも人間原理すぎる
1980年代並の話だな
37. 匿名処理班
少なくとも地球のテクノロジでは月に有人探査を掛けるの巨大なプロジェクト
他の恒星系とかまず無理
ただ非常に限られた文明世界ならひょっとしてあるいは
地球外文明を信じるってことは生命の底力と同義たと思う
38. 匿名処理班
宇宙人が敵の映画とかせいで侵略者と間違えられたくないから来ないんだぞ
39. 匿名処理班
>>1
同じような事を思った。コスト≒資本の概念は金銭経済だからこその障害であり、惑星間航行を前提にしない場合、宇宙に進出した方が資源が豊富である事は確実だから、地球人が考える消費コストの最大値は遥かに大きくなるはず。
はず。
あとは異星人の科学と精神の進歩やよね。
40. 匿名処理班
速度では無く、距離を0にする方法があるかもね。と言う発想とか出来ないのかな…
41. 匿名処理班
人型となると出会う確率は不可能だが知的生命体で物理法則を超えられるなら可能
けどそこまでの技術を持っていると今度はわざわざ地球まで来る理由がなくて
SF小説でもその理由を作るのが大変
42. 匿名処理班
>>1
意外と朝飯前な気がするんだよね
文明の進化度によるけどさ〜
多分そろそろお披露目来るんじゃないかなって思ってる。最初は見た目地球人に近いタイプだろうなーグレイ種とか昆虫に似てる奴らだとトラウマになりそうだしな…
43. 匿名処理班
高度な文明を築く舞台としては、惑星または衛星以外には今のところ考えにくい。その縛りがあるなら、どんなに技術が発達、あるいは扱えるエネルギーが豊富など条件に恵まれていたとしても、恒星間航行にかかるコストの多寡は、その膨大さの前には、わずかな差でしかないでしょう。
我々人類が宇宙進出の難しさに感づいているように、技術文明が、ある極致まで達したときに、他星系に積極的に植民することが、記事にもあるように「とてもじゃないが割りに合わない」との結論を出し、せいぜいが母星系または直近の恒星系までしか足を伸ばさなくなる、という予想ができます。
となると結果的には※3さんのような所に落ち着く。上のパーコレーション理論が導くのは、宇宙の所々にシミのように植民地化された星が集まる場所があり、それ以外は相互の進出のないボイド（空間）になる。
宇宙人からコンタクトがない理由は、太陽系はそのボイド中にぽつんと存在しているからではないか、ということですね。あそこは遠すぎてダメだと、リストから外されている。これは数あるパラドックスの解の中では、割と現実味があるものに思えます。