アクティブSETI

1974年、アレシボ天文台は、宇宙に向けて初めて意図的な無線メッセージを送信するために使用されました[1]
1679ビットの アレシボメッセージの表現

アクティブSETI（地球外知的生命体への能動的探査）は、知的地球外生命体にメッセージを送信する試みです。アクティブSETIメッセージは主に無線信号の形で送信されます。パイオニアの銘板のような物理的なメッセージも、アクティブSETIメッセージとみなされる場合があります。アクティブSETIはMETI（地球外知的生命体へのメッセージ送信）とも呼ばれます。人類がアクティブSETIに参加すべきかどうかは、地球外生命体との接触による潜在的な影響への懸念から議論の的となっており、活発な政策論争が巻き起こっています。[2] [3] [4] [5] [6]

歴史

「アクティブSETI」という用語は、SETIという用語が誕生して数十年後の2005年には既に存在していた。[7] METIという用語は、2006年にロシアの科学者アレクサンダー・ザイツェフによって造語され、アクティブSETIとMETIの間に微妙な違いがあることを提唱した。[8] [9]

SETIと呼ばれる科学は、地球外生命体からのメッセージを探すことを目的としています。一方、METIは地球外生命体へのメッセージの作成と送信を扱っています。したがって、SETIとMETI推進派は全く異なる視点を持っています。SETIの科学者は、「アクティブSETIは意味があるか？」という局所的な問いにしか答えることができません。言い換えれば、SETIを成功させるために、ETIの注意を引く目的でメッセージを送信することは合理的でしょうか？アクティブSETIとは対照的に、METIは局所的なものではなく、より地球規模の目的を追求しています。それは、宇宙の「大いなる沈黙」を克服し、地球外の隣人たちに、待ち望まれていた「あなたは一人ではない！」という告知をもたらすことです。

科学誌ネイチャーは2006年10月、国際宇宙航行アカデミー（IAA）の地球外知的生命体探査（SETI）研究グループの最近の会合について論評し、 METIに関する懸念を提起した。同誌の編集者は、「すべての地球外文明が無害であるとは限らないし、たとえ無害な文明との接触であっても深刻な影響がないとは限らない」と述べた。[6]同年、天文学者でSF作家のデイビッド・ブリンも同様の懸念を表明した。[10] 2013年、ブリンはMETIの最近の進展を踏まえ、当初の記事を修正した。[11]

2010年、SETI研究所のダグラス・A・ヴァコフは、実験科学としてのアクティブSETI単独の妥当性に関する懸念に対処し、アクティブSETIとパッシブSETIのプログラムを統合して、明確に表現され、継続的かつ進化する一連の実験を行い、特定の星に送信されたメッセージへの最初の応答が期待される特定の日付を含む、さまざまなバージョンのZoo仮説をテストすることを提案しました。[12]

2015年2月13日、ダグラス・ヴァコフ、デイヴィッド・グリンスポン、セス・ショスタク、デイヴィッド・ブリンなどの科学者らがアメリカ科学振興協会の年次総会で、アクティブSETIについて、そして宇宙に存在する可能性のある知的地球外生命体にメッセージを送信することが良いアイデアかどうかについて議論した。[13] [14]同週、バークレーSETI研究センター所長アンドリュー・シーミオンを含むSETIコミュニティの多くの関係者が署名した声明が発表され、「いかなるメッセージを送る前にも、世界的な科学的、政治的、人道的議論が行われなければならない」と主張した。[15]

2015年7月、ブレークスルー・メッセージ・プログラムが発表されました。これは、地球から地球外文明へ送信可能なデジタルメッセージを考案する公開コンテストで、賞金総額は100万ドルでした。メッセージは「人類と地球を代表する」ものでなければなりませんでした。プログラムは、「高度な文明との接触のリスクとメリットについて、科学界と政治界のハイレベルなレベルで幅広い議論が行われるまでは、いかなるメッセージも送信しない」と誓約しました。[16]

経済産業省の根拠

論文「METIの根拠」[17]では、宇宙への情報伝送は高度な文明にとって喫緊の課題の一つとして扱われている。しかし、この見解は普遍的に受け入れられているわけではなく、恒星間無線メッセージの伝送に反対する一方で、SETI探査には反対しない人々も同意していない。このような二重性はSETIパラドックスと呼ばれている。[18] [19]

無線メッセージの構築

確立された通信プロトコルの欠如は、METIにとって課題です。星間無線メッセージ（IRM）を合成・送信する際に、受信側の地球外生命体（ET）はまず物理現象に遭遇し、その後初めて情報を認識します。まず、受信システムが無線信号を検出し、次に受信情報の抽出と得られたメッセージの理解という課題が生じます。したがって、IRMの構築者は何よりもまず、信号判別の容易さを考慮に入れる必要があります。言い換えれば、信号は最大限のオープン性を持つべきであり、これはここではセキュリティという用語の反意語として理解されます。信号合成のこの分野は、暗号解読と呼ばれています。

この目的のため、2010年にマイケル・W・ブッシュは汎用バイナリ言語[20]を作成し、後にローン・シグナル・プロジェクト[21]でクラウドソーシングされたメッセージを地球外知的生命体に送信するために使用されました[22]。ブッシュはコーディング方式を開発し、レイチェル・M・レディックにテストメッセージを提供し、ブラインドテストを行いました[20] 。レディックは約12時間の作業の後、メッセージ全体を解読しました[20] 。その後、ローン・シグナルの呼び出しメッセージで使用される構文を拡張し、数学的でも厳密に論理的でもない方法で通信する試みが続きましたが、呼び出しメッセージ内の用語と概念の事前定義を考慮すると、それでも理解可能でした[23] 。

さらに、波長、偏波の種類、変調といった無線信号の特性も考慮されます。銀河系外までの距離では、星間物質がシンチレーション効果と電磁信号の人工的な変調を引き起こします。この変調は低周波数帯でより大きくなり、天空の方向に依存します。長距離では、変調の深さが100%を超える場合があり、METI信号の解読は非常に困難になります。

エラー訂正

経済産業省の研究では、あらゆるメッセージにはある程度の冗長性が必要であるとされていますが、冗長性の正確な量とメッセージ形式については依然として大きな議論が続いています。バイナリシーケンスの代わりに表意文字を使用することで、ノイズ耐性は既にある程度向上しています。ファックスのような伝送では、表意文字は複数の行に分散されます。これにより、無線周波数干渉や星間シンチレーションなどの短時間のノイズバーストに対する耐性が向上します。

星間メッセージ用に提案されたフォーマット手法の一つは、2つの素数の積を用いて画像を構築するというものでした。残念ながら、この方法はすべてのビットが揃っている場合にのみ機能します。例えば、 1974年にフランク・ドレイクがアレシボ天文台から送信したメッセージには、星間物質の避けられないノイズ劣化に対処するためのメカニズムが全く備わっていませんでした。

以前の METI メッセージのエラー訂正許容率は、1974 年のアレシボ メッセージでは 9% (1 ページ)、1999 年のエフパトリア メッセージでは 44% (23 の個別ページ)、2003 年のエフパトリア メッセージでは 46% (1 ページ、推定) です。

例

1999年のコズミック・コール送信は、（地球の観点から）最適とは程遠いものでした。本質的には単色信号に補足情報が加えられただけのものでした。さらに、メッセージ全体の変調指数は非常に低く、星間通信には最適とは考えられませんでした。送信された370,967ビット（46,371バイト）のうち、約314,239ビットが「1」、56,768ビットが「0」でした。これは、1が0の5.54倍に相当します。周波数偏移変調方式が使用されていたため、信号はほとんどの時間「0」の周波数で送信されていました。さらに、「0」は長い区間で送信される傾向があり、メッセージ内では白い線として表示されていました。

実現したプロジェクト

以下のプロジェクトは、地球から17光年から69光年離れた恒星をターゲットとしています。例外はアレシボ・メッセージで、これは約2万4000光年離れた球状星団M13をターゲットとしています。最初の恒星間メッセージはアルタイル（森本-平林）メッセージで、おそらく1999年にターゲットに到達しました。[24]

ターゲットの選択、送信速度、エンコードは、メッセージが地球外知的生命体によって受信・解釈される可能性に影響を与える可能性があります。「Across the Universe」と「A Simple Response to an Elemental Message」は、地球から431光年離れたポラリスに送信されました。ポラリスの惑星系は、たとえ存在したとしても、スペクトル型F7Ibの超巨星であり、年齢はわずか7000万年であるため、生命の生存には適さない可能性があります。[27]さらに、どちらの送信速度も、中程度の送信電力（約18kW）に対して約128kbit/sと非常に高速でした[詳細な説明が必要] 。「Hello From Earth」の主な欠陥は、科学的および技術的な正当性が不十分であることです。著名なSETI科学者がHFEの設計を検証する声明を出していないためです[要出典]。 [1]からわかるように、「2009年8月24日月曜日に最終メッセージが収集された後、メッセージはテキストファイルとしてエクスポートされ、カリフォルニアにあるNASAのジェット推進研究所に送信され、そこでバイナリにエンコードされ、パッケージ化され、送信前にテストされました」が、なぜ彼がそのようなエンコードされパッケージ化されたテキストが地球外生命体によって理解され、考え出されることを期待しているのかは誰も説明していません。

トランスミッション

以下は送信されたメッセージとターゲット/宛先の星の表であり、送信日順に並べられています。[28] [29] [30] [31] [32] [33]

名前指定星座送信日
（YYYY-MM-DD）		到着日
（YYYY-MM-DD）		メッセージ
メシエ13NGC 6205ヘラクレス1974年11月16日1974年11月16日27000〜アレシボメッセージ
アルタイルアルファAqlアクイラ1983年8月15日1983年8月15日2017CALL to the COSMOS'83 [34]
天秤座天秤座1995NASDAコズミックカレッジ
1996NASDAコズミックカレッジ
スピカアルファ・ヴィル乙女座1997-081997-082247NASDAコズミックカレッジ
1998NASDAコズミックカレッジ
16 Cyg AHD 186408白鳥座1999年5月24日1999年5月24日2069-112069-11コズミック・コール1
15 スゲHD 190406サジッタ1999年6月30日1999年6月30日2057-022057-02
HD 1784282067-102067-10
Gl 777HD 190360白鳥座1999年7月1日1999年7月1日2051-042051-04
HD 197076デルフィヌス2000年8月29日2001年8月29日2070-022070-0210代のメッセージ
47 UMaHD 95128おおぐま座2001年9月3日2001年9月3日2047-072047-07
37 宝石HD 50692ジェミニ2057-122057-12
HD 126053乙女座2001-092001-092059-122059-01
HD 76151ヒドラ2001年9月4日2001年9月4日2057-052057-05
HD 193664ドラコ2059-012059-01
ヒップ4872カシオペア2003年7月6日2003年7月6日2036-042036-04コズミック・コール2
HD 245409オリオン2040-082040-08
55CNCHD 75732癌2044-052044-05
HD 10307アンドロメダ2044-092044-09
47 UMaHD 95128おおぐま座2049-052049-05
ポラリスヒップ11767こぐま座2008年10月9日2008年2月4日20292439宇宙を越えて
グリーゼ 581ヒップ74995天秤座2008年10月9日2008年10月9日20292029地球からのメッセージ
2008年10月9日2009年8月28日20302030地球からこんにちは
GJ 83.1GJ 83.1牡羊座2009年11月7日2009年11月7日2024ルビスコスターズ
ティーガーデンの星SO J025300.5+1652582022
カッパ1座ケティGJ 137クジラ2039
ヒップ34511ジェミニ2012年8月15日2012年8月15日2163わあ！返信
37 宝石HD 506922069
55CNCHD 75732癌2053
GJ 526HD 119850うしかい座2013年7月10日2013年7月10日2031ローンシグナル
55CNCHD 75732癌2013年9月22日2013年9月22日2053JAXAスペースキャンプ（UDSC-1）
55CNCHD 75732癌2014年8月23日2014年8月23日2054JAXAスペースキャンプ（UDSC-2）
ポラリスヒップ11767こぐま座2016年10月10日2016年10月10日24502450基本的なメッセージに対するシンプルな応答
ルイテンの星ヒップ36208おおいぬ座2017年10月16日2030-03ソナーコーリングGJ273b

論争

アクティブSETIを実施するか否か、そして実施する場合のメッセージのトーンは、非常に議論の多いテーマです。[35] [36] [37] [38]アクティブSETIは、事前の国際協議なしに地球の位置を異星文明に漏らしてしまうリスクがあるという認識から、主に批判されてきました。つまり、アクティブSETIは、ヒト、そして場合によってはヒト以外の知覚を持つ被験者を対象とする大規模実験において、インフォームド・コンセントの基準を満たしていないのです。[39]

アクティブSETIは、宇宙政策の倫理の観点から議論されている。問題には、好戦的なメッセージを送るべきか、それとも防御的なメッセージを送るべきか、[40] コスモポリタニズム、[41]コミュニケーションの負担、コンセンサス、メッセージの内容、早まったメッセージの禁止、責任、共通の価値観[42]などがあり、たとえ成功したとしても、人類がカーゴカルトに成り下がる可能性があるという懸念もある。[43] デビッド・ブリンはまた、METI活動の前に広範な国際協議を行うよう強く求め、アクティブSETI（METI）の主要な正当化を論破した。例えば、「納屋の扉」論（意図しない「漏洩信号」は意図的なMETI信号よりも数百万倍弱い）、予防原則の無視／棄却（リスクの既知の例がない場合でも、地球外サンプルの取り扱いなど、極度の予防措置を講じることを要求する）、METIを祈りのようなものとして扱い、他者からのインフォームド・コンセントの問題を無視することなどである。[44] METI批判者の中で特に目立ったのはスティーブン・ホーキングである。ホーキングは著書『地球外知的生命体への警告』の中で、人類が技術格差の大きい文明との遭遇において同胞を厳しく扱ってきた歴史（例えばタスマニアの先住民 絶滅）を挙げ、地球外知的生命体に我々の存在を「知らせる」のは無謀だと述べている。彼はこうした歴史を踏まえ、我々は「身を潜める」べきだと提言した。[45]科学者でSF作家のデイヴィッド・ブリンも同様の懸念を表明した。[46]同様に、劉慈欣の小説三部作『地球の過去の記憶』はMETIの潜在的な危険性を浮き彫りにしている。

しかし、一部の科学者は、METIの危険性に関するこうした懸念をパニックや不合理な迷信と見なしている。ロシア・ソ連の無線技術者で天文学者のアレクサンダー・L・ザイツェフは、こうした懸念に反論している。[47] [48]ザイツェフは、ETIが人類にもたらす知識と知恵は、人類の自滅的な傾向から救ってくれるため、地球外文明との接触を試みないことのリスクを考慮すべきだと主張している。[49]同様に、天文学者のセス・ショスタクは2015年3月のエッセイでこのリスクを考察し、いかなる危険も仮説的なものであり、人類は「星を見て際限なく震える」よりも接触のリスクを負う方が賢明であると結論付けている。[3]

天文学者のジル・ターターもホーキングに反対し、コミュニケーションを取り、恒星間距離を移動できるほど発達し、長寿のエイリアンは、協力的で暴力性が低い知性を進化させているはずだと主張している。しかし、彼女は人類が積極的な地球外探査（SETI）に挑戦するのは時期尚早であり、まずは人類が技術的に進歩しつつ、その間も耳を傾け続けるべきだと考えている。[50]

プロキシマ・ケンタウリの潜在的な地球外生命体への高解像度画像メッセージの例。これらのメッセージには通常、天の川銀河における太陽系の位置に関する情報が含まれています。

地球から意図的なメッセージを送信することのリスクに関する議論に定量的な根拠を与えるため、国際宇宙航行アカデミーのSETI常設研究グループ[51]は2007年に新しい分析ツールであるサンマリノスケールを採用した。[52]イヴァン・アルマー教授とH・ポール・シュック教授によって開発されたサンマリノスケールは、地球からの送信の重要性を信号強度と情報量の関数として評価する。このスケールの採用は、すべての送信が同等に行われるわけではないことを示唆しており、アクティブSETIに関する包括的な国際政策を策定する前に、それぞれの送信を個別に評価する必要がある。[53]

2012年、ジェイコブ・ハック＝ミスラ、マイケル・ブッシュ、サンジョイ・ソム、セス・バウムは、地球上での無線通信の利点は地球外生命体監視者による探知の潜在的な害を上回る可能性が高いが、地球外生命体との接触の結果に関する不確実性により、長期的かつ大規模なMETIを実施するかどうかの評価が困難になると主張した。[54]

2015年、生物学者ジョアン・ペドロ・デ・マガリャエスは、動物園仮説の文脈において、すでに私たちを監視している地球外知性体に招待メッセージを送信し、応答するよう促すことを提案し、動物園仮説が正しい場合、これによって私たちが現在よりも危険にさらされることはないと主張しました。[55]

METIのダグラス・ヴァコフ会長は、受動的なSETI自体がすでに能動的なSETIを推奨していると主張している。「SETIプログラムを通じてエイリアンからの信号を検出した場合、地球からの反応の混乱を防ぐ方法はない」[56]

地球上で地球外生命体の活動が潜在的に検知されている状況において、物理学者マーク・ブキャナンは、人類は地球外生命体とのコミュニケーションを試みることが安全か賢明かを判断し、そのような試みを組織的に対処する方法を検討する必要があると主張した。[57]

ビーコン提案

100億ワットの恒星間SETIビーコンという提案は、ロバート・A・フレイタス・ジュニアによって、カルダシェフスケールの人類のようなタイプI以前の文明には実現不可能であるとして却下された。[58]しかし、この1980年代の技術的議論は全方向ビーコンを前提としており、多くの技術的理由から、これは必ずしも最善の方法ではない可能性がある。民生用電子機器の進歩により、多数の狭いビームを同時に送信する送信機が可能になり、最も近い数百万個の恒星をカバーするものの、その間の空間はカバーできない。[59]このマルチビーム方式は、電力とコストを21世紀初頭の地球技術で合理的なレベルまで削減することができる。

文明が互いの位置を発見すれば、高度に指向性のある伝送技術を用いることで、連絡を維持し情報交換するために必要なエネルギーを大幅に削減することができます。この目的のために、2018年の研究では、30～45メートルの望遠鏡で集光された1～2メガワットの赤外線レーザーは、約2万光年離れた場所からでも観測できると推定されています。[60]

参照

参考文献

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Active SETIに関する図書館資料
  • ライブラリ内のリソース
  • 他の図書館のリソース
  • 星間無線メッセージ
  • ActiveSETI.org 2010年9月30日アーカイブWayback Machine
  • アクティブセティインフォ
  • 経済産業省の主張
  • 自己解読メッセージ
  • 暗闇に向かって叫ぶべきでしょうか？
  • アクティブSETIにおけるエラー訂正方式
  • エウパトリアのメッセージ
  • エンカウンター2001メッセージ
  • ザイツェフ、アレクサンダー・L. (2011). 「METI：地球外知的生命体へのメッセージ」.地球外知的生命体の探究. フロンティア・コレクション. pp.  399– 428. doi :10.1007/978-3-642-13196-7_21. ISBN 978-3-642-13195-0。
  • Centauri DreamsのMETIの長所と短所
  • ザイツェフ、アレクサンダー (2012). 「星間無線メッセージの分類」. Acta Astronautica . 78 : 16–19 . Bibcode :2012AcAau..78...16Z. doi :10.1016/j.actaastro.2011.05.026.
  • ローンシグナル
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