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2025-12-19 02:34:00
科学者たちが宇宙の他の星にもそれぞれの惑星系があることを発見するずっと前から、人類は地球外に生命が存在することを考えていました。私たちの技術が成熟し、複数の波長 (つまり電波) で夜空を監視し始めると、この好奇心は真の科学的探求になりました。 1960 年代までに、（私たちと同様の）高度な生命の探索に特化した科学分野、地球外知的生命体の探索 (SETI) が出現しました。それ以来、技術活動の潜在的な兆候 (別名「テクノシグネチャー」) を探すために、複数の SETI 調査が実施されてきました。
現在までのところ、これらの捜索の大部分は、これまでで最も野心的なSETIプロジェクトを含む、無線送信の可能性の兆候を探しています。 画期的なリスニング。他の調査には、エイリアンの巨大構造物である可能性のある熱放出を探すことが含まれています。これまでのところ、これらの調査では、テクノロジーの痕跡や高度な生命体を示す決定的な証拠は発見されていません。によると 新しい研究 アリゾナ州立大学 (ASU) の地球宇宙探査学部 (SESE) が主導する、人類のこれまでの SETI の取り組みは、人間中心主義の偏見によって制約されていた可能性があります。
チームにはASUの研究者も含まれていた 中心を超えて、 複雑適応システム学部 (SCAS)、および バイオコンピューティング、セキュリティ、社会のためのバイオデザインセンター。サンタフェ研究所、バイオフロンティア研究所、コロラド大学のさまざまな学部の科学者からも追加の貢献が行われました。彼らの発見を説明した論文は、米国科学アカデミー紀要 (PNAS) Nexus に掲載するために審査中です。
「自分たちと同じように」
研究チームが論文で述べているように、地球外知的探査（SETI）は身近なものの探索だった。本質的に、私たちは技術開発の現在の段階を反映するシグナルとテクノシグネチャーを探してきました。たとえば、オズマ計画は人類自身の無線通信の開発に影響を受けており、1960 年代までに宇宙から信号を検出できるまでに進歩しました。無線信号は宇宙のような長距離にわたって送信できるため、このアプローチにはメリットがないわけではありません。
*私たちが地球上で見る天の川銀河の平面は、画像全体に明るい帯を切り取っています。クレジット: ESO/S.ブルニエ*
しかし、衛星通信、インターネット、および無線に依存しないその他の伝送技術の発達のおかげで、その後数十年にわたって地球の「無線の音量」は小さくなりました。したがって、無線通信を探すことは、技術開発の短期間の間に高度な文明の証拠を探すことに等しい。近年、SETI の研究者は、光伝送 (レーザー)、ニュートリノ、重力波 (GW)、およびその他の珍しいアイデアを含むように、テクノシグネチャーの可能な範囲を拡大しました。
悲しいことに、何を探せばよいのかについての事前知識がないという事実によって、私たちの取り組みは依然として妨げられています。 「SETIは伝統的に、人間中心の人間に似たテクノシグネチャの探索と、既知の天体物理学から逸脱した信号の異常ベースの探索という2つの極端な研究にまたがっていました」と、共著者でSESE博士号取得候補者のエステル・マリー・ジャニン氏はUniverse Todayに電子メールで説明した。 「知能が見慣れたものなのか、本質的に『奇妙』なものなのかは分からないため、この分野では、完全な事前知識やまったくの仮定を必要とせずに、生命と知的コミュニケーションの一般化可能な特徴を特定する、より強力な理論的枠組みが必要です。」
別のアプローチとして、彼女と彼女のチームは、人間以外の種とそれぞれのコミュニケーション方法を含めて検索を広げることを推奨しています。彼らの説明によれば、SETI と地球外知的メッセージング分野 (METI) の両方の主な焦点は、普遍的に理解できる信号の識別です。具体的には、研究チームは、ホタルの視覚的な背景とは異なる進化したフラッシュで構成されるホタルの通信パターンを使用しました。この視野の拡大は、SETI 研究で現在進行中のもう 1 つの問題、つまり「知性」の制約が不十分であることにも対処します。ジャニンはこう言いました。
コミュニケーションは系統を超えた生命の基本的な特徴であり、驚くほど多様な形態や戦略として現れます。宇宙人のコミュニケーションがどのようなものなのか、そして生命の理論が何を説明すべきなのかについて直観と理解を広げたいのであれば、人間以外のコミュニケーションを考慮に入れることが不可欠です。また、それは探索を経験的に根拠のあるものに保ちます。未定義の異常だけに依存するのではなく、人間に限定されない地球上の生命が実証的に行っていることから始めて、進化と選択に基づいて、どの側面がより普遍的で一般化可能な規則性を反映しているかを尋ねることができます。
メソッド
彼らが論文で要約しているように、ホタルは繁殖期に種特有の周期的なフラッシュシーケンスを生成します。複数の種のホタルが同じ場所に同時に存在する場合、その点滅パターンにより、仲間は捕食のリスクを最小限に抑えながら他の種を区別できます。彼らの研究は、数世代にわたるホタルの発光シーケンスの進化をシミュレートするホタル通信モデルに基づいて行われています。次に彼らは、そのような信号伝達が宇宙を背景とした地球外知的生命体 (ETI) の検出可能性にどのような影響を与えるかを調査しました。
*ハッブルの「宇宙ホタル」、アベル 2163 と呼ばれる豊富な銀河団。クレジット: NASA/ESA/STScI*
彼らはまた、自然に発生するパルサー信号の背景とは異なる進化した信号を生成する独自のモデルを開発しました。結果として得られた信号は、ホタルの点滅パターンを模倣する方法でエネルギー消費を最小限に抑え、捕食者を引き寄せるリスクを最小限にしながら識別性を最大限に高めました。研究チームがパルサーを選択した理由は、パルサーが銀河系全体に共通しており、一定の間隔で高度に秩序だった放射を生成するためである。これが、1967 年に最初に発見されたとき、天文学界の多くの人がそれらが ETI からの送信である可能性があると考えた理由であり、今日では多くの人がそれらを実行可能な「航行ビーコン」と考える理由です。
さらに、パルサーがホタルのフラッシュ挙動に適切なアナログを提供し、ETI 信号を区別できる実用的で観察可能な背景を提供するため、これらが選択されました。この点で、彼らのアプローチは「私たちと同じような」生命を探すという戦略を維持していますが、地球の生物圏全体にわたるコミュニケーションを調べることによって、その意味を拡張しています。また、アニマルコミュニケーションとデジタル生物音響学の研究で得られた進歩も活用しているとジャニン氏は述べ、これらはまだSETIや生命探知の取り組みには適用されていないと述べた。
結果
彼らのモデルは、地球を中心とする 5 キロパーセク (約 16,300 光年) の探索エリア内にある 158 個のパルサーの背景で構成されていました。パルサーは、からのデータを使用して生成されました。 オーストラリア国立望遠鏡施設 (ATNF) データベース。次に、非類似性とエネルギーコストの間のさまざまな関係に基づいて変調された人工信号を追加しました。 「パルス」プロファイルと「フラッシュ」プロファイルは両方とも、平均磁束密度をカットオフとして使用し、オン/オフ状態に基づいてグループ化されました。彼らは、さまざまなエネルギーレベルを考慮して、このセットアップで複数の順列を実行しました。
彼らの結果は、パルサー個体群のほとんどのエネルギーコストが、最適化された人工信号のエネルギーコストよりもはるかに高い (約 84% ～ 99.78%) ことを示しました。彼らのモデルには、非類似性とともにエネルギー制約も組み込まれており、それぞれが出力シーケンスの構造にどのような影響を与えるかを比較できるようになりました。ジャニンは次のように要約しました。
私たちは、エイリアンの信号が認識されるために複雑である必要も、意味的に解読可能である必要もないことを示します。むしろ、それらの固有の構造は選択と進化の産物として特定され、生命の存在を独自かつ確実に暗示しています。このアプローチは、より広範な地球生物圏を考慮し、生命とコミュニケーションの遍在する構造的特性に基づいた、人間中心主義的ではない方法を採用することをSETIに課すものである。
*ニューメキシコ州ソコロの西にあるカール・G・ジャンスキー超大規模アレイ上空に見える天の川銀河。クレジット: NRAO/AUI/NSF/ジェフ・ヘラーマン*
この研究は、より珍しいテクノロジー、生命体、コミュニケーション形態を含めるようにSETIの範囲を拡大することに専念する、成長を続ける合唱団の一環である。 SETI のテクノロジーと手段がますます洗練されるにつれて、可能なフレームワーク (つまり、私たちが求めるべきもの) もそれに応じて増加しています。そう遠くない将来には、無線アンテナや赤外線望遠鏡から太陽重力レンズに至るまで、あらゆるものを使用した「指向性エネルギー推進と通信、量子通信、ニュートリノ信号からの波及」を探すことに特化したSETIプロジェクトが発足する可能性がある。
「人間以外のシグナリングを研究することで、SETIを経験に基づいたものに保ちながら、宇宙人のコミュニケーションがどのようなものであるかについての期待を広げることができます」とジャニン氏は述べた。 「環境背景から目立つように進化的に最適化された信号の一例としてホタルのフラッシュを使用し、SETIはアニマルコミュニケーションとデジタル生物音響学、つまり急速に進歩しているものの、生命探知の取り組みとのつながりがまだ不十分な分野にもっと深く取り組むべきだと主張します。」
#高度な文明はホタルのようにコミュニケーションできるだろうか