(Music) The basic question is, does life exist beyond Earth? Scientists who are called astrobiologists are trying to find that out right now. Most astrobiologists are trying to figure out if there's microbial life on Mars, or in the ocean under the frozen surface of Jupiter's moon Europa, or in the liquid hydrocarbon lakes that we've found on Saturn's moon Titan. But one group of astrobiologists works on SETI. SETI is the Search for Extraterrestrial Intelligence, and SETI researchers are trying to detect some evidence that intelligent creatures elsewhere have used technology to build a transmitter of some sort. But how likely is it that they will manage to find a signal? There are certainly no guarantees when it comes to SETI, but something called the Drake equation, named after Frank Drake, can help us organize our thinking about what might be required for successful detection. If you've dealt with equations before, then you probably expect that there will be a solution to the equation, a right answer. The Drake equation, however, is different, because there are so many unknowns. It has no right answer. As we learn more about our universe and our place within it, some of the unknowns get better known, and we can estimate an answer a bit better. But there won't be a definite answer to the Drake equation until SETI succeeds or something else proves that Earthlings are the only intelligent species in our portion of the cosmos. In the meantime, it is really useful to consider the unknowns. The Drake equation attempts to estimate the number of technological civilizations in the Milky Way Galaxy -- we call that N -- with whom we could make contact, and it's usually written as: N equals R-star multiplied by f-sub-p multiplied by n-sub-e multiplied by f-sub-l multiplied by f-sub-i multiplied by f-sub-c and lastly, multiplied by capital L. All those factors multiplied together help to estimate the number of technological civilizations that we might be able to detect right now. R-star is the rate at which stars have been born in the Milky Way Galaxy over the last few billion years, so it's a number that is stars per year. Our galaxy is 10 billion years old, and early in its history stars formed at a different rate. All of the f-factors are fractions. Each one must be less than or equal to one. F-sub-p is the fraction of stars that have planets. N-sub-e is the average number of habitable planets in any planetary system. F-sub-l is the fraction of planets on which life actually begins and f-sub-i is the fraction of all those life forms that develop intelligence. F-sub-c is the fraction of intelligent life that develops a civilization that decides to use some sort of transmitting technology. And finally, L -- the longevity factor. On average, how many years do those transmitters continue to operate? Astronomers are now almost able to tell us what the product of the first three terms is. We're now finding exoplanets almost everywhere. The fractions dealing with life and intelligence and technological civilizations are ones that many, many experts ponder, but nobody knows for sure. So far, we only know of one place in the universe where life exists, and that's right here on Earth. In the next couple of decades, as we explore Mars and Europa and Titan, the discovery of any kind of life there will mean that life will be abundant in the Milky Way. Because if life originated twice within this one Solar System, it means it was easy, and given similar conditions elsewhere, life will happen. So the number two is a very important number here. Scientists, including SETI researchers, often tend to make very crude estimates and acknowledge that there are very large uncertainties in these estimates, in order to make progress. We think we know that R-star and n-sub-e are both numbers that are closer to 10 than, say, to one, and all the f-factors are less than one. Some of them may be much less than one. But of all these unknowns, the biggest unknown is L, so perhaps the most useful version of the Drake equation is simply to say that N is approximately equal to L. The information in this equation is very clear. Unless L is large, N will be small. But, you know, you can also turn that around. If SETI succeeds in detecting a signal in the near future, after examining only a small portion of the stars in the Milky Way, then we learn that L, on average, must be large. Otherwise, we couldn't have succeeded so easily. A physicist named Philip Morrison summarizes by saying that SETI is the archaeology of the future. By this, he meant that because the speed of light is finite, any signals detected from distant technologies will be telling us about their past by the time they reach us. But because L must be large for a successful detection, we also learn about our future, particularly that we can have a long future. We've developed technologies that can send signals into space and humans to the moon, but we've also developed technologies that can destroy the environment, that can wage war with weapons and biological terrorism. In the future, will our technology help stabilize our planet and our population, leading to a very long lifetime for us? Or will we destroy our world and its inhabitants after only a brief appearance on the cosmic stage? I encourage you to consider the unknowns in this equation. Why don't you make your own estimates for these unknowns, and see what you come up with for N? Compare that with the estimates made by Frank Drake, Carl Sagan, other scientists or your neighbors. Remember, there's no right answer. Not yet.
基本的な質問です 地球外に生物はいるでしょうか 宇宙生物学者と呼ばれる科学者たちは まさに今 生物を見つけ出そうとしています ほとんどの宇宙生物学者は 火星や木星の衛星エウロパの 凍結した表面下にある海洋や 土星の衛星タイタンで発見された 炭化水素の湖に 微生物がいるかを調べようとしています しかし ある宇宙生物学者グループは SETIに取り組んでいます SETIとは地球外知的生命体探査のことで SETI研究者はどこかにいる知的生物が 送信機のようなものを作った痕跡を 見つけようとしています でもそんな信号を見つけられるー 可能性はどれくらいあるのでしょうか SETIについて言えば 保証された確からしさはありませんが フランク・ドレイクの名から名付けられた 「ドレイクの方程式」というものがあり 探知を成功させるために 何が必要か 考えをまとめる時の 手助けをしてくれます 方程式を扱ったことがあるなら 方程式には解があることを 期待しているかもしれません 期待しているかもしれません ドレイクの方程式は そういったものではありません 未知数が多いためです 正解はありません 宇宙と その中での私たちが 存在している場所について 理解を深めるにつれ 不明だったことが理解され始め 少しだけ予測を向上させることが できるようになりました しかしSETIが成功するまで あるいは宇宙において地球人のみが 唯一の知的生命体であると 証明されるまでは ドレイクの方程式に対する 確固たる正答は得られません 当面の間 未知数について考察することが役立ちます ドレイクの方程式は銀河系に存在する 人類が遭遇できるかもしれないー 技術を持った文明の数を 推測しようとするもので その数をNで表します そしてそのNは次の式で表されます N は R*に fpを掛け neを掛け flを掛け fiを掛け fcを掛け 最後にLを掛けます これらの数値をすべて掛け合わせると まさに今 人類が検知できるかもしれない 科学技術を持った文明の 数を推測するのに役立ちます R*は 過去 数十億年の間に 銀河系で 新たに恒星が誕生してきたペースで 「1年あたりに生まれる恒星の数」です 私たちの銀河の年齢は100億歳ですが 生まれてからしばらくは今とは違うペースで 恒星が誕生していました すべてのfで表される数は割合です それぞれ1以下の数です fpはその恒星が惑星系を持つ割合で neは その中で生命が 生存可能な環境を持つ惑星の数の 全惑星系における平均値 flは そこに実際に生命が発生する割合 そしてfiはそのような生命が 知的生命体に進化する割合 fcはその知的生命体が 何らかの通信技術を使うことになる 文明が生まれる割合です そして最後のLは 寿命因子です 通信を行える文明は平均的に 何年くらい通信を 続けていられるのでしょうか? 現代では天文学者は 最初の3つの項の積を もう少しで求められそうなところに 来ています 太陽系外惑星をあちこちで 見つけています 生命の発生、知的生命 科学技術文明に関する それぞれの割合は 実に多くの専門家が熟考しましたが 誰も確信を持てていません 今のところ 人類が知る限り 宇宙の中で 生命が存在するのは ここ 地球だけです 人類はこの先の20-30年で 火星やエウロパやタイタンなどを 探査し そこで何らかの生命が見つかれば 銀河系には数多くの生命が いることになります 銀河系には数多くの生命が いることになります 1つの太陽系内に 複数の生命が発生したとすると それは類似の環境さえ与えられれば 生命は容易に発生し得たのであり 生命は発生するものだということを 意味します だから2という数字が とても大きな意味を持ちます SETI研究者をはじめとする科学者は 推定には多くの不確定要素が あることを認めながら 自分達の研究を先に進めるために しばしば非常に粗い推定を行います 私たちの知るところでは R*とneは 共に1よりは10に近いと考えられ また 全てのf-因子の値は1未満です その内のいくつかは 1よりかなり小さな数になります しかしこれらの全ての未知数の中で 最も不確実なのがLで 最も実用的なドレイクの方程式の表現は 単純に NとLがほぼ同じになるというものです この等式が語っていることは とても明白です Lが大きくならない限り Nは小さな数字にとどまります でも逆の考え方もできます もし SETIが近い将来に 銀河系の非常に小さな範囲を 研究した結果として 信号を検知できたとすると Lの値は平均的に言えば 大きいのだと判断できます そうでなければ人類はそんなに簡単に 検知に成功できないからです フィリップ・モリソンという物理学者は 簡潔に表現しています 「SETIは未来の考古学である」 その意味は 光の速度は有限なので 遠く離れた科学技術文明からの信号は 人類に到達する時点で その文明の過去を 物語っているというものです しかし検知が成功するためには Lは大きくなければならないので 人類の未来についても学ぶことになります 特に 文明が長く持続できるかどうか ということです 人類は宇宙に向かって信号を送信したり 人類を月に届けたりできる 科学技術を開発しました と同時に環境を破壊しうる科学技術や 武器や生物兵器を用いて 戦争を遂行できる 科学技術も手に入れました 将来 科学技術は地球の環境や人口を安定させ 科学技術は地球の環境や人口を安定させ 人類を長期に存続させることが できるでしょうか? それとも宇宙規模の時間軸では ほんの瞬間の存在で 私たちの世界を生命もろとも 破壊してしまうでしょうか この方程式の中の未知数について 深く考えて欲しいと思います 自分自身で未知数に対する推定を行い Nがどうなるか計算してみてはどうでしょう フランク・ドレイクやカール・セイガンや その他の科学者や あなたの周りにいる人たちの 推測値と比べてみて下さい 正解なんてないことを忘れずに 今のところはね