なぜ私たちは異星人からの信号を受け取っていないのか。フェルミのパラドックスとして知られるこの問題に対し、ある数学者が新たな視点からアプローチした。ドレイク方程式の各要素を推測する代わりに、惑星ごとに生命が発生する平均的な確率を仮定し、宇宙に知的種族が1つだけ存在する確率を計算したのである。その結果、生命発生確率が極めて小さいか極めて大きいかのどちらかであり、ちょうど1つだけの文明が存在する「孤独ゾーン」は非常に狭い範囲に限られることが判明した。この数学的分析は、私たちが宇宙で孤独である可能性が低いことを示唆しており、特に微生物レベルの生命が宇宙に満ちている可能性が極めて高いという結論を導き出している。
フェルミのパラドックスという難問
なぜ私たちは異星人の声を聞いていないのでしょうか。これはシンプルに聞こえる質問ですが、答えようとした瞬間に混乱に陥ってしまうものです。「なぜ」で始まるほとんどの質問がそうであるように。もしかしたら知的生命には非常に特別な条件が必要なのかもしれません。あるいは文明は自滅してしまうのかもしれません。もしかしたら彼らは単に私たちと話したくないだけかもしれません。この謎には名前があります。フェルミのパラドックスです。
数学者による新たなアプローチ
さて、ある数学者がこの問題を検討し、基本的に宇宙は確かに知的生命で満たされているはずだと証明しました。これはフェルミのパラドックスを解決するのでしょうか。見ていきましょう。
宇宙は広大で古く、数十億の銀河があり、それぞれが数十億の恒星と惑星を含んでいます。ですから、たとえ知的生命が稀だったとしても、少なくとも他にいくつかの知的文明が存在することを期待するでしょう。そして彼らには私たちに連絡するための十分な時間がありました。
それなのに沈黙があるだけです。信号も訪問もなく、赤外線で輝くダイソン球もありません。フェルミのパラドックスとは、知的生命がどれほどありそうに見えるかと、それが存在するという証拠が全くないことの間にあるこのギャップなのです。
ドレイク方程式の限界
科学者たちは何十年もの間、これに数字を当てはめようとしてきました。通常はドレイク方程式を通じてです。これは恒星形成の割合、惑星を持つ恒星の割合、生命が発達する惑星の割合などを掛け合わせます。問題は、私たちがこれらの数字のほとんどを知らないということです。
これはどんなゲームをプレイしているかさえ分からないのに、勝つ確率を計算しようとするようなものです。しかし数学者は今、異なる角度からこの問題にアプローチしました。ドレイク方程式の各要素を推測する代わりに、彼はよりシンプルな質問をしました。もし平均して各惑星が生命が発生する同じ小さな確率を持っていると仮定するなら、宇宙に1つだけの知的種族が存在する確率はどれくらいでしょうか。
平均確率による計算
はい、これは非現実的です。確率は惑星のサイズ、太陽までの距離など、あらゆる種類の詳細に依存すると予想されるでしょう。しかし宇宙全体で平均化すれば、それは実際にはあまり重要ではありません。それは単に多くの未知の数字であり、これがまさにドレイク方程式の問題なのです。
未知の数字を掛け合わせても、それらがよく知られるようになるわけではありません。だからこの人は、この全体的な平均確率にこだわりましょうと言うのです。具体的には、彼は約10の24乗個の潜在的に居住可能な世界があると仮定しました。これは現在の観測から外挿された系外惑星の数の大まかなカウントです。そして彼は、それぞれが生命を生み出す小さな確率を持っていると仮定しましょうと言いました。
そしてそこから彼は期待される種の数を計算します。これは非常に興味深い結果をもたらします。もし惑星ごとの確率が極めて小さければ、文明の期待値は基本的にゼロであり、空っぽの宇宙になります。そこに驚きはありません。確率が大きければ、宇宙は生命で満たされています。そこにも驚きはありません。驚きは、この移行が非常に急激だということです。
「孤独ゾーン」の発見
1つだけの文明が存在する確率の範囲は非常に小さいのです。彼はこれを「孤独ゾーン」と呼んでいます。これは宇宙の中のゾーンではなく、生命が発生する確率の範囲なのです。
この図で見ることができます。とりあえずこの黒い曲線は無視してください。横軸だけを見てください。これは対数軸です。私たちが孤独であるためには、生命が発生する確率はこの灰色に影を付けた領域になければなりません。これは対数軸のため非常に小さな範囲です。
ここにあるこの黒い曲線は、確率の可能な分布です。つまりこれは確率の確率なのです。フェルミ問題を解きたいなら、この分布は1つだけの文明が存在する可能性が高くなるようなものでなければなりません。黒い曲線はこれを実現する例です。
彼はこれを「希少地球」仮説と呼んでおり、生命が発生する確率がたまたま孤独ゾーンの近くでピークになっているというものです。私はこれはやや誤解を招くと思います。なぜなら確率がちょうどこのようになる理由がないからです。私にとっての要点はむしろ、数学的に見て、ちょうど1つだけの知的文明が存在するように数字を調整するのは難しいということです。
複雑さと生命発生確率
この論文について興味深い他の点は、彼が生命が発生する確率を、その生命の複雑さに基づいて段階分けしていることです。生命が複雑であればあるほど、より困難で確率が低くなります。
そして私たちがここにいるという事実は、宇宙が微生物生命で満たされている可能性が極めて高いことを示しています。なぜなら、私たちが孤独ゾーンにいて、私たちの惑星の微生物生命もそうであるという可能性は、基本的にゼロだからです。
私はこの議論が興味深いと思います。なぜならそれは化学や生物学の詳細に依存しないからです。それは単なる確率計算です。私はこの論文にデタラメ度メーターで10点満点中0点を付けます。これはフェルミ問題を解決するものではありませんが、私たちが孤独である可能性は低いと教えてくれるので、可能性を絞り込んでくれます。
数学が私が信じたいことと一致するときは本当に嬉しいです。次に列車を予約するときは、孤独ゾーンの席をお願いしようと思います。
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