フェルミのパラドックス

多くの人たちが、宇宙人は存在するし、すでに地球に来ていると考えているようです。また、多くの科学者たちも、宇宙人が存在すると主張しています。

その理由は、「地球に文明があるくらいなら、地球以外の星にもあるだろう。だって星の数ほど星はあるんだし、宇宙人の住む星なんてごまんと（いやいや五百万かも五千万かも）あるはず。むしろないということの方が無理。
だったら人類よりももっと文明を発展させた宇宙人もいて、高度な宇宙航行手段を持っているだろう。だから彼らが地球に来ていても全然おかしくないね。」と。

でもそれが正しければ、宇宙は宇宙人であふれていて、地球にもたくさんの宇宙人が来ているはずですよね。でも、われわれ人類は宇宙人を目にすることがありません。これをフェルミのパラドックスといいます。一体全体、宇宙人はどこへ行ってしまったのでしょう。

これについてはいろいろな説を唱える人たちがいます。
例えば…
実は宇宙人はすでに地球に来ているが、各国の政府が隠している。
宇宙人はほかの生物に擬態して隠れている。（例えば猫は本当は宇宙人で、人類を洗脳して奉仕させている）
すでに宇宙人は来ており、政治家になった。（そういえば宇宙人と言われた総理大臣がいましたね）
人類が宇宙で最も早く進化したので、宇宙人の文明は地球より遅れている
宇宙人は信じる者だけに見えていて、普通の人には見えない（オカルトでしょうか？）

でもね。星の数がごまんとあるから、その中にいくつかは宇宙人がいるだろう。宇宙人がいるなら、地球にも来ているはずだよねという一部の科学者の説には私は納得できません。そんな議論は、世界中には38億人の女性がいるのだから、そのうち一人くらいは魔女がいるはずだと言っているのと大差ないですよ。（科学者ならもっと科学的に考えろよ）

私は、残念ながら、宇宙人がいる確率は非常に低い（いないとは言いません）。さらに、彼らが地球に来ることはないと考えます。というのは、宇宙人がいて、その宇宙人が地球に来るには、高いハードルをいくつも越えなければならないからです。そのハードルは一般に言われているよりずっと高く、数もたくさんあり、超えることが困難だからです。

ここでは、宇宙人が地球に来るために越えなければならないハードルについて述べていきます。

ハードル１：地球外生命の可能性はないわけではないが、大きくはない

地球に生命があるのだから、ほかの星にもいるだろうという推測は私も同感です。ただし、ある惑星に生命が生まれるには、いろいろな条件をクリアすることが必要で、その条件は非常に厳しいのです。

まず、よく言われることですが、生命が誕生するための大きな条件のひとつは液体の水が存在するということです。生物の身体はタンパク質でできており、タンパク質はアミノ酸が結合して作られます。アミノ酸は水溶液の状態で反応します。水が固体（つまり氷）になればアミノ酸は氷の中で動くことができず、したがって結合することができません。気体（つまり水蒸気）の場合は、アミノ酸は水から分離してしまうことになります。ですから、生命が誕生するには液体の水があることが最低限の条件になります。

1気圧の場合、水は0℃から100℃の間で液体で存在します。宇宙の温度はマイナス270℃以下。一方恒星の中心温度は1000万℃あります。つまり宇宙はマイナス270℃から1000万度までの範囲の温度があり、その中でたまたま0℃から100℃の間に惑星が存在しなければ生命は生まれないということになります。

液体の水が存在する領域をハビタブルゾーンと言いますが、太陽系の場合、8つの惑星のうちハビタブルゾーンに入っているのは唯一地球だけです。（なお土星の第二衛生であるエンケラドスはハビタブルゾーンには入ってませんが、氷で覆われた表面の下に液体の水があると考えられています）

液体の水が存在する惑星は、ハビタブルゾーンに位置することが最低限必要ですが、ハビタブルゾーンに入っていても、水そのものが存在しない場合は、もちろん液体の水も存在しません。たまたま地球には大量の水がありますが、どうして地球に水があるのか、まだ正確にはわかっていないのです。ハビタブルゾーン内に位置する惑星でも、水が存在しない可能性があるのです。

それでも銀河系には2000億から4000億個もの恒星があるのですから、液体の水を持った惑星もかなりの数(当てずっぽうですが1500億個くらい？)があると思われます。

もちろん、生命が誕生する条件は液体の水だけではありません。そのほかにいろいろな条件が必要となります。たとえば地球には地磁気があるので、太陽からの放射線を遮っていますが、地磁気のない惑星なら太陽の放射線に曝されるため、生物が発生することは困難でしょう。

また地球は非常に大きな衛星である月を持っているので、自転が安定しています。このような大きな月を持っている惑星は太陽系では地球だけです。もし地球が月を持っていなければ、自転が不安定になり、せっかく生まれた生命が急に低温にさらされたり、高温になったりすることになるでしょう。

そのほか、生命が誕生するに必要な条件のうち、私たちがまだ知らないものもまだたくさんあるでしょう。これらの条件を克服して、初めて生命が誕生するのです。

ハードル２．生命が誕生しても生き続けるとは限らない

液体の水があり、その他の条件が整って、首尾よく生命が誕生したとしても、その生命が生き続けるとは限りません。億年単位で考えた場合、その惑星の環境が大きく変わってしまうことがあるからです。

例えば、火星や金星にも過去には液体の水があった可能性がありますし、ひょっとすると生命が誕生していたかもしれません。しかし、現在、火星表面はマイナス55℃で、水は凍りついています。金星の表面温度は現在400℃の高温となっており、水があったとしても液体ではなく、水蒸気になっています。生き物はもちろん生息できませんし、生き物のもととなるアミノ酸さえ分解されてしまいます。

火星や金星も、元は、もっと穏やかな気候だったのですが、元の軌道から外れたり、大気中の成分が変化したりして、気候がすっかり変わってしまったものと思われます。

このように、たとえ生命が生まれたとしても、その惑星の環境が変わってしまうと生命は継続することができません。地球は生命が誕生して約38億年の間、ほぼ一定の気候であったため、生命が生き残り続けたのです。

といっても実際は、地球も何度か極度の寒冷期を経験しており、地球全体が氷で覆われたこともありました。そのたびに生命は継続の危機にさらされてきたでしょう。

そのほか、巨大な隕石が衝突して、何十年間にもわたって太陽の光が遮られてしまったということも何度となくあったでしょう。このようないろんな要因によって気候が変動してしまい、生命が継続できなくなることも宇宙では少なからずあるのです。

ハードル３．生命が誕生しても高等生物に進化するとは限らない

地球の生命体は約38億年前に生まれたと言われています。しかし最初の生物は嫌気性細菌やシアノバクテリアのような単細胞生物で、顕微鏡サイズの生き物でしかありませんでした。また、その進化の速度は非常に遅いもので、生命が発生してから30億年以上が、ほとんど単細胞生物の時代だったのです。

（今から７億年ほどまえにエディアカラ生物群と呼ばれる多細胞生物が現れましたが、その後、死滅してしまっています。）

その生物に変化が起こったのが、約5億4000万年前です。突然、様々な多細胞生物が生まれ、多種多様な生物種が発生し始めました。今日見られる動物のほとんどの「門」が、このとき出そろいました。この現象はカンブリア大爆発と呼ばれています。

なぜカンブリア大爆発が起こったのか。その原因は不明ですが、５億4000万年前に何かカンブリア大爆発を起こす偶然の出来事があったと考えられています。したがって、その偶然がなければ、このままずっと地球上には単細胞生物しかいなかったとしても何の不思議もありません。あるいはその偶然が、かえって全生物を滅ぼすように作用した可能性もあります。

以上をまとめれば、38億年前に地球には生命が誕生したが、それから5億4000万年前までは、単細胞生物の時代であった。地球ができて現在までの間の最初の17％の期間は無生物の時代、そのあと72％の期間が単細胞生物の時代、カンブリア大爆発のあと11％の期間が多細胞生物の時代ということになります。

もし人類が、生命が生まれる条件のそろった太陽系外の惑星に到達したとしても、まだ生命が生まれてないか、生まれていたとしても顕微鏡でしか見ることができないような細菌類しかいないという可能性が90％。複数の細胞を持つ生物と出会うことのできる確率はわずかに10％ということになります。

ハードル４．生命ができたとして知性を持つとは限らない

宇宙人と言うのなら、知性や文明を持っていなければなりません。そうでなければ宇宙人ではなく、単なる地球外生命体に過ぎません。アメーバやゴキブリのような生物を地球外惑星で見かけたとしても、それを宇宙人とは言いませんよね。

では、生命が誕生し、進化すれば必ず知性を持ち、文明を持つのでしょうか。「宇宙人は地球に来ている説」の多くは、宇宙は広い、生命を持つ惑星があるはずだ、生命を持てば知性や文明を持った生き物に進化するはずだ、と無意識に考えられているようです。

しかし、生命が進化すればその行く先は必ず知性にたどり着くのでしょうか。私はそうは思いません。

人間が知性を持ったのは、単に生き残るため、知性を持った方が都合がよかったからに過ぎません。知性を持たなければ生き残れなかったから知性を持っただけで、知性を持たなくても、ほかに生き残る手段があれば、それでよかった。

たとえば蛇のように毒をもつとか（言葉に毒を持った人間というのもいるにはいますが…）、鳥のように空を飛べるとか、蟻のように大量に生まれて集団で生活するとか、いろいろな方法で生き延びることができれば、特に知性を持つ必要はなかったのです。もし人類が、知性もその他にも生き残る手段も獲得できなければ、とっくの昔に絶滅したというだけのことです。

人類が知性を持ったのは、二足歩行をしてからだと言われています。二足歩行をすることによって、大きくなった脳を身体が支えられるからです。四足歩行をしている動物は脳が大きくなると体全体のバランスが取れなくなり、生きていくことができません。人間はたまたま二足歩行を行う動物だったということが知性を持っても生きていける動物になったということです。

地球上には何億種類もの生物が発生してきましたが、過去にも現在にも完全に二足歩行をする動物はヒト科だけです。（サルもまだ完全に脳を支えるほどの二足歩行はしていません）人類がたまたま進化の過程で身に着けた二足歩行が、知性を持つ要因となったのです。つまり、人類は二足歩行というほかの生物とは違った進化の偶然によって知性を身に着けたのです。

例えば、恐竜は隕石の衝突という偶然の出来事によって6500万年前に絶滅しましたが、その偶然がなく、生き延びてもいたとして、今頃、恐竜が進化して知性を持つようになったでしょうか。いいえ、恐竜は恐竜で、知性を持つことはなかったでしょう。蛇やカエルやゴキブリも1億年くらいたてば知性を持つようになるのでしょうか。いえいえそれも無理だと思います。

ハードル５．知性を持っても文明を持つとは限らない

知性を持てば必ず文明を持つのでしょうか。
人類が誕生したのは50万年前。それから文明を持ったのは5000年前。つまり文明を持った期間は人類が誕生してから今までの間のわずか1％でしかないのです。残りの99％の期間は原始時代でした。

人類にはネアンデルタール人という、親戚の種があります。彼らは我々ホモサピエンスと同様に知性を持っていましたが、文明を持つ前に絶滅してしまいました。もしかれらが絶滅しなかったとして文明を持てたでしょうか。

文明を持つためには、集団で生活し、互いにコミュニケーションを行い、仕事を分担していくという生活特性が必要となります。しかし、ネアンデルタール人は小さな集団で生活しており、社会を作るという生活を行っていなかったことが知られています。社会を作らない動物は、例え知性があったとしても文明を持つことはないでしょう。原始時代のままということになります。

互いにコミュニケーションをとって仕事を分担し、社会を形作ることができたホモサピエンスだから文明を持ったのではないでしょうか。ただ、知性を持っているだけでは、文明は生まれない。社会的生活を営む性質がなければ文明はできないのです。

例え、宇宙に知的生命体がいたとしても、かれらが単独で暮らしたり家族単位で生活したりして、社会を作るという行動様式を持たなければ、文明も発達しないでしょう。もし、地球外の惑星で知性を持った生物がいたとしても、人類がそうであったように原始的な生活を行っている確率の方が文明を持っている確率よりずっと大きいのです。

ハードル６．文明を持ったとして、それが現在もあるとは限らない

人類が文明を持ってからわずか5000年ほどの歴史しかありません。そして人類が地球を飛び出し、宇宙に出るようになったのはようやく50年ほど前でしかないのです。

これから人類は宇宙にも進出していくでしょうが、どこまで地球から離れられるでしょう。例えば太陽系以外の恒星系（一番近い恒星までわずかに4.3光年しかないけど）まで進出できるにはどれくらいの時間がかかるのでしょうか。それを達成する前に人類が文明を失う。あるいは人類自体が滅亡することだって十分考えられるのです。あるいは、文明を失わないとしても、宇宙に進出する熱意を失ってしまうこともありえます。宇宙人についても同じことが言えるでしょう。

文明はいつまで続くのでしょうか。仮に、人類の5000年の文明の歴史が、さらに10倍続くとすると仮定しましょう。そうすると人類の文明は5万年続くことになります。この5万年という数字は、宇宙の歴史138億年のわずかに0.00036％に過ぎません。人類の文明なんて宇宙からみればほんの瞬きするほどの時間に過ぎないのです。

もし、人類の文明が10倍ではなくて100倍続いたとしてもそれは宇宙の歴史のわずかに0.0036％しかありません。では、1000倍続いたとすると…？　それはないでしょう。なぜなら、そのころには人類は種としての寿命を終えて絶滅するか、進化によって他の種になってしまっているからです。

人類が文明を持っている期間は宇宙から見ればほんの短い期間にしかすぎません。宇宙人がいて、人類と同じように文明を持ったとしても、その期間はやはり超短い時間に過ぎないでしょう。

人類が文明を持った時間と、地球外知性体が文明を持っている期間がたまたま合致する確率はほとんど限りなくゼロに近いのです。

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ハードル７．宇宙人は人類を見つけられない

もし、宇宙人がいたとして、地球にやって来るには、それなりの理由が必要となるはずです。地球に高度な文明があることを彼らが知れば、やって来るかもしれませんが、そうでなければ、銀河系には2000億から4000億個の惑星があるのですからわざわざ地球を選ぶとは思えません。

でも、彼らには地球に文明があることを知る手段がないのです。

地球から発せられた電波を検出すれば、ああ地球に文明があるなと考えて興味を示すかもしれません。しかし、マルコーニが初めて無線で大西洋を越え通信を送ったのが、ほぼ100年前のこと。したがって、人類が発した電波はまだ100光年しか進んでいないことになります。

つまり地球から100光年以内に宇宙人がいれば、そしてマルコーニの発した超微弱な電波を検知し、かつその意味を理解できれば、かれらは地球に文明があることを知る可能性はあります。（かれらにモールス信号の意味を知ることができるとは思えないけれど、何らかの人為的な信号だということは、ひょっとすれば分かるかもしれない）

つまり、地球に文明があることを知ることのできる宇宙人は、地球から100光年以内に住んでいる宇宙人だけだということになります。

ハードル８．宇宙人は地球にやって来ることができない

幸運にも地球から100光年以内に宇宙人がいたとして、彼らは地球に来たいと思うでしょうか。思ったとしても、かれらが地球にくるまで、どれくらい時間がかかるでしょうか。

例えば100光年の半分の位置50光年に彼らがいると考えてみます。
人類が打ち上げた探査機で最も速度が高いのがヘリオス1号、2号で、時速24万㎞で飛行しています。例えば、この速度の100倍の速度（光の速度の2.2％）の宇宙船を彼らが作って地球にやってきたとします。すると、50光年の距離を飛行するのに2300年かかることになります。

もし彼らが地球に来たとすると、彼らは2300年前に故郷の星を出発していなければならないことになります。2300年前と言えば、日本では弥生時代、西欧ではローマ帝国の時代。そのころに彼らが故郷の星を出発していなければならないということになります。もちろん、このころには人類は電波を発していなかったので、かれらは人類がいることさえ知らなかったでしょう。

かれらが、マルコーニの電波を検出して、それから地球目指して飛び立ったとしたらどうでしょうか。この場合は、地球に到着するのは今から2200年後ということになります。

そもそも、彼らが地球に来ようとするならば、何世代にもわたって宇宙船の中で暮らさなければならないことになります。これだけの期間をかけて彼らは地球にやって来るでしょうか。何のために。

もちろん、かれらの文明が地球より進んでいるなら、もっと早い宇宙船を作り出していることも考えられます。しかし、特殊相対性理論によれば、光より早い速度を出すことは不可能ですから、最大でも光の速度の宇宙船しか作れないということになります。それでも地球に到達するまで50年がかかります。

さらに相対論によれば、光の速さに近くなればなるほど、加速に必要とされるエネルギーは幾何級数的に大きくなっていくので、むやみに速度を上げることはできないのです。

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ハードル９．地球から100光年以内に宇宙人が住む星はない

では、地球から100光年以内にどれだけ宇宙人の住む星があるのでしょうか。銀河系を直径10万5700光年の円盤と考えると、面積は87億7000万平方光年になります。ここに恒星が3000億個の恒星があると考えると、銀河系における恒星の平均密度は1平方光年あたり34個となります。

一方、半径100光年の円の面積は31,400平方光年ですから、これに銀河系の星の密度である34を掛けると、半径100光年の円の中にある恒星の数は107万個ということになります。

この恒星の数に、いままで述べてきたハードルの高さを確率として掛けてみたのが下の表です。もちろんこの確率は正確なものではありません。大体の数字ですが、かなり高めの確率（ハードルとしては低目）を設定しているつもりです。

ハードル	ハードルを越える確率	宇宙人がいる可能性のある星の数
半径100光年の中にある恒星の数		1,070,000
1恒星あたりハビタブルゾーンにある惑星の数	1.0	1,070,000
ハビタブルゾーン内の惑星で液体の水を持つ	0.5	535,000
液体の水を持つ惑星で生命が誕生する	0.5	267,500
生命が誕生して現在も生き続けている	0.5	133,750
単細胞生物から高等生物になる	0.1	13,375
生物が知性を持つ	不明（1.0として計算）	13,375
知性を持った生物が文明を持つ	0.5	6,688
今現在、文明を維持している	0.0000036	0.02

この計算の結果、地球から半径100光年以内に宇宙人がいる星の数は0.02個と、1個以下となってしまいました。
（なお、生物が知性を持つ確率が不明なので計算上は1.0としていますが、この確率はかなり小さな数字になるはずですから、実際に宇宙人がいる確率はさらに小さくなります。）

ということで、地球から100光年以内に宇宙人が住む惑星は1個もないという結論になりました。
つまり、宇宙人が地球に来ている確率はほぼゼロということです。

では宇宙人は存在しないのか

以上述べたように、ここでは宇宙人が地球に来ているかどうかを考察して、その可能性はほとんどゼロと結論付けました。でも宇宙人が地球に来ていないと言っているだけで、宇宙人がいないと言っているわけではありません。

宇宙人がいる確率は非常に小さいけれども、宇宙は広いので、宇宙人が存在する、あるいは存在した、あるいはこれから存在するという可能性はあると思います。

ただし、人類がもし、太陽系外の惑星に到着し、そこにたまたま生命ができる環境だとしても、多分まだ微生物の段階である確率が高い。あるいは数億年前には微生物がいたという化石のようなものを発見するという可能性が高いのです。

そしてもっと可能性は低いけれども、その惑星に知的生命体がいたとしても、文明を形成していないかもしれないし、文明があったとしても、すでにその文明は消滅し、廃墟だけが残っているという状態かもしれない。

逆に、もし宇宙人が地球に来たとしても、それが今から5億年以上前だとすると、彼らが発見するのは微生物だけだろうし、5億年後だとすれば、われわれ人類の文明は滅び去り、人類自体が種としての寿命を終えて消滅し、文明の痕跡すら地中に埋もれて、発見することが困難になっているでしょう。

以上をまとめれば、
この広い宇宙で宇宙人がいる確率はかなり低いけれども、いないことはない。

ただしかれらが宇宙に進出したとしても、ほかの宇宙人に出会える確率は非常に少ない。
ほとんどの場合、かれらはほかの宇宙人と出会う前に、文明が尽きるか種としての寿命を終えることになる。

そして、同じことが我々人類についてもいえることです。つまり、とっても残念なことですが、われわれは種としての寿命が終わる前に宇宙人に合うことは多分できないでしょう。

私たちは映画スターウォーズの中で会える架空の宇宙人だけで満足しましょう。フォースと共にあらんことを！

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