なぜ宇宙人に出会えないのか？地球に来るコストが天文学的に膨大だからという説

　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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

追記：（2022/12/20)本文を一部訂正して再送します。
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