[論文レビュー] Persistence solves Fermi Paradox but challenges SETI projects

Osame Kinouchi|arXiv (Cornell University)|Dec 8, 2001

Space Science and Extraterrestrial Life参考文献 3被引用数 7

ひとこと要約

本稿では、フェルミのパラドックス—なぜ高度文明の痕跡が見えないのか—を、植民化プロセスにおける持続性という現象によって解消できると提唱している。持続性とは、訪問確率が力学的減衰を示すことで、一部の領域が長期間にわたり訪問されない現象である。モデルは、地球が銀河空間において希薄に分布した領域に属する、持続的かつ植民化されない地点である可能性を示しており、SETIのnull結果を説明するとともに、近隣の星の周囲で生命を探索する戦略に疑問を呈する。

ABSTRACT

Persistence phenomena in colonization processes could explain the negative results of SETI search preserving the possibility of a galactic civilization. However, persistence phenomena also indicates that search of technological civilizations in stars in the neighbourhood of Sun is a misdirected SETI strategy. This last conclusion is also suggested by a weaker form of the Fermi paradox. A simple model of a branching colonization which includes emergence, decay and branching of civilizations is proposed. The model could also be used in the context of ant nests diffusion.

研究の動機と目的

• 未検証可能な社会的仮説（例えば『ゾウ・ホワイト・ハイポセシス』）を用いずにフェルミのパラドックスを解消すること。
• 広範な調査にもかかわらず、SETIプロジェクトが外部知的生命体を検出しない理由を説明すること。
• 技術的文明が存在する可能性があると想定する場合、近隣の星の周囲を探索対象とする従来のSETI戦略が妥当でないことを挑戦すること。
• 出現、減衰、分岐を含む、分岐確率過程を用いて、植民化の非一様で持続的な性質をモデル化すること。
• 地球が銀河の広大で希薄に植民化された領域において、特異的かつ孤立した地点である可能性を主張すること。

提案手法

• 2次元および3次元の確率的分岐モデルを提案し、各サイトは空港（0）または技術的文明（A）によって占拠されている。
• 4つのプロセスを含む：出現率εでの文明の出現、減衰率qでの文明の消失、拡散率pでのコロニー形成、および持続率r = 1 - q - p。
• ε ≪ p, q の条件下で解析を行い、ε = 0として既存の文明のダイナミクスに焦点を当てる。
• 空間的相関と密度制限を組み込み、植民化における指数的成長の仮定を避ける。
• 力学的減衰による持続性は、漸近的訪問確率 P(t) = P∞ + C t^(-θ) としてモデル化され、θは持続指数である。
• d=2およびd=3でのシミュレーションを実施し、訪問されていないサイトの分布および持続的領域のクラスタリングを調査する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 広範な調査にもかかわらず、SETIプロジェクトが外部知的生命体からの電波を検出しないのはなぜか？
• RQ2 文明の不在ではなく、非一様で持続的な植民化プロセスが、文明が検出されない理由を説明できるか？
• RQ3 高度文明との接触がないという事実を踏まえると、地球は銀河において一般的な地点か、それとも特異な地点か？
• RQ4 持続性の影響を考慮すると、近隣の星の周囲で文明を探すことの戦略が誤りであると言えるか？
• RQ5 出現、減衰、分岐を含む単純な確率的モデルが、銀河的植民化における観察された非一様性と持続性を再現できるか？

主な発見

• 力学的減衰による持続性のため、あるサイトが無限に訪問されない確率がゼロでない。これは、一部の領域が永久的またはほぼ永久的に植民化されないことを意味する。
• 無限時間の極限においても、訪問確率が指数的減衰ではなく、力学的減衰によるゆっくりとした減少のため、訪問されていないサイトが持続的に存在する。
• 文明が存在し、分岐比σ > 1である限り、空間的相関と拡散の限界があるため、依然として広大な領域が植民化されないまま残る。
• 地球は銀河において一般的な地点ではなく、地球の孤立した島や辺境の森に類似した、持続的かつ訪問されていない地域である可能性が高い。
• 近隣の星の周囲で文明を探すことの戦略は効果がなく、もし文明が存在すれば、すでに地球を植民化していたはずである。
• SETIの取り組みは、近隣の星ではなく、遠方の星や星団からの長距離信号（例：電波、レーザー、ニュートリノ）の検出に焦点を当てるべきである。