かつて地球は強力なラジオやテレビ信号でその存在を宇宙に轟かせていましたが、デジタルやケーブルテレビへの移行に伴い、その存在はほぼ沈黙しました。わずか数十年の間に、かつては活況を呈していた地球の「放送バブル」はかすかなささやき声へと縮小し、地球の電波特性も変化しました。これは、ドレイク方程式とフェルミのパラドックスに対する私たちの見方を一変させます。この短い放送の窓がなぜ重要なのかを探ります。人類は、受動的な聴取（SETI）から、強力で意図的なビーコンで星々に積極的に挨拶する（METI）へと移行する時が来たのでしょうか？
1. 初期のラジオの歴史と推測
初期の無線通信は概して弱かったため、電離層を透過することはなかったと考えられます。しかし、技術が進歩するにつれて、地球の電波シグネチャーは大きくなり、地球が宇宙に存在することを示すものとなりました。
1919世紀初頭、地球外生命体が無線信号で人類と交信しようとしているという憶測が飛び交いました。XNUMX年、マルコーニ自身もこの憶測を助長し、モールス信号に似た奇妙な信号を宇宙から受信したと主張しました。
RKOラジオピクチャーズ株式会社、通称 RKORKOは、ハリウッド黄金時代における初期の映画制作・配給会社の一つでした。RKOはその後、事業を拡大し、テレビ放送も手掛けるようになりました。
当初から、彼らのロゴにはモールス信号を中継する送信塔が描かれていました。 VVV ラジオ写真 VVVVモールス信号で「VVV」は「注意、メッセージ受信」を意味します。「VVVV」は、Vi Veri Veniversum Vivus（真実の力が目覚める）を意味するかもしれません。
2. 検出可能な信号の台頭
1931 年までに、米国では約 25 のテレビ局がテレビ放送を行っていました。 カール・セーガンの小説「コンタクト」を心配する人たちドイツは1935年にテレビ放送を開始しました。1936年にヒトラーの演説を見た宇宙人は、ドロレス・デル・リオ、ジンジャー・ロジャース、フレッド・アステア、そしてキングコングにもっと興奮したかもしれません。（写真：1929年、『ラジオ・ピクチャー』のセットの特殊効果クルー）
20世紀半ばの「ラジオの黄金時代」とそれに続くアナログテレビ放送の台頭は、地球のテクノシグネチャーへの最初の大きな貢献となりました。宇宙に放出された無線電力の総量は、1970年代までに数十メガワットから数百メガワットに達したと推定されています。この時代を特徴づけたのは、強力な全方向性アナログ信号でした。これにより、地球の周囲には容易に検知できる「無線バブル」が形成されました。
3. 宇宙の鏡としての地球
地球外知的生命体探査（SETI）において、地球の電波放射は「宇宙の鏡これは、遠く離れた技術的に進んだ文明がどのような信号を送信するか、つまり私たちが仮に検出できるかもしれない信号の種類について具体的な参考資料を提供している。
4. 広範な漏洩の減少
テレビ局は成長を続けていますが、地上波放送の廃止に伴い、宇宙への信号漏洩は減少しています。ドレイク方程式の鍵となる広域信号漏洩のピーク値は、集中型で漏洩の少ない通信技術の登場に伴い低下し始めました。この変化には以下が含まれます。
- 衛星通信: 1970 年代から 1980 年代にかけて普及した衛星伝送は、一般的にポイントツーポイントで行われるため、広範囲にわたる漏洩が低減します。
- ケーブルテレビと光ファイバー: ケーブルテレビの利用増加（地上波テレビ放送の減少）と、その後、膨大なデータ伝送のための光ファイバーケーブルの普及。インターネットの登場により、宇宙空間に放出される無線周波数エネルギーの量が大幅に削減されました。この変化は、20世紀後半から21世紀にかけてより顕著になりました。
- デジタル伝送: かつては比較的容易に受信できたアナログ放送は、デジタル信号に置き換えられつつあります。これらのデジタル信号は圧縮率が高く、宇宙への漏洩リスクが低いため、従来の放送電波の漏洩という観点から地球が「電波静穏」状態になることに貢献しています。
5. ドレイク方程式の「L」パラメータに関する短い批評
ドレイクの方程式は、地球外文明について推測するものです。ドレイクの元の定式では、「L」は技術文明の寿命全体を表すと解釈されることが多いです。
L – 文明の寿命だけではありません！文明が単純な検出可能な信号を発する期間です。
地球の広範囲にわたる電波漏洩は、おおよそ 1930 年代から 1980 年代、90 年代まで続きました。
したがって、私たちの惑星はドレイク方程式型の信号をわずか40〜60年ほどしか放送していませんでした。
その後、私たちはスペクトル拡散方式のデジタル通信、衛星通信、ケーブルテレビ、そしてインターネット通信へと移行しました。今では、ランダムなレーダー信号とデジタル信号だけが宇宙に漏れ出し、すぐに宇宙背景雑音（CMB）に溶け込んでしまいます。
しかし ドレイク方程式 前千年紀にはちょっとした遊びのようなものだったが、もはや重大な電波漏洩は発生していないため、人類はもはや存在していなかっただろう。したがって、 ドレイク方程式はやや時代遅れである地球文明が典型的な技術文明だとすれば、他の文明も同様の「L」字型の足跡、つまり約50年を残すと予想されます。つまり、天文学者が信号を検出する時間はほとんど残っていないということです。
これまで疑問に思いました フェルミパラドックス そして、なぜ私たちは宇宙の隣人からの電波を何も聞けないのでしょうか? 考えられる説明は 1 つあります。
現在、宇宙ではほとんど通信が途絶えています。
しかし、私たちの「L」が平均50年だったからといって、私たちが絶滅したわけではありません！ただ、コミュニケーションシステムが進化しただけです。これが、 SETIは無線信号から移行しつつある電波だけでなく、バイオシグネチャーやその他のテクノロジーシグネチャーにも焦点を当てています。
したがって、ドレイク方程式の「L」（寿命）変数は、単一の文明にとっても単純な定数ではありません。
実際のところ、電波信号によって星間地球外文明を発見しようとするのは無駄な努力です。 それはまるで古いテレビの雑音をスクロールしながら、 アイ·ラブ·ルーシー 300000億年も宇宙を飛び回っている電波です。高度な技術を持つ文明が、秒速XNUMX万キロメートルの電波を星間通信に使うことはあり得ません。 それはまるで海を越えて煙幕信号を送るようなものです。私たちが受信できると期待できる宇宙からの電波は、惑星から漏れた信号か、もしかしたら航行標識くらいでしょう。
6. 地球の現在の電波シグネチャの分析
地球の電波シグネチャーに関する最新の研究は、ソフィア・Z・シェイクによるものである。 ら 2025 AJ 169 118： 地球が地球を検出する: 現在の技術では、地球のテクノシグネチャーの集合体をどのくらいの距離から検出できるでしょうか?
シェイクは地球から発せられる1975種類の電波の検出可能性を計算しました。その結論の一つは、観測者が最も遠くから惑星レーダー（XNUMX年のアレシボ宇宙望遠鏡からのメッセージ）を検出できるというものでした。このグラフはそれを例示しています。
シェイク氏は、アレシボのレーダーメッセージは非常に指向性が高く、正確に狙った狭い経路に沿ってのみ検出可能だったことを見落としている。
アレシボ・メッセージ
「アレシボメッセージ1974年の「」はわずか168秒しか続かなかった。フランク・ドレイク、カール・セーガン、そして他の放送主催者たちは、 このメッセージは、地球外生命体との真の接触を意図したものではない。しかし、 象徴的なデモ 人間の技術的能力の。
ETI との真剣な通信を試みるには、アレシボ衛星を使って 3 分間だけではなく継続的に信号を宇宙に送信する必要があったでしょう。 https://en.wikipedia.org/wiki/Arecibo_message
崩壊後のアレシボ望遠鏡（2021年XNUMX月）。写真：ウィキメディア・コモンズ。
人類は、地球外の聴衆に向けたメッセージを、さまざまな望遠鏡から宇宙に向けて合計24件も送信した。歴史上、地球外文明とコンタクトを取ろうとした総努力は、わずか 62.7 時間の通信に過ぎません。 たった3日も経っていない。宇宙、あるいは地球上の生命の何十億年もの歴史から見れば、ほとんど取るに足らない時間だ。
参照： 経済産業省の主な発信資料（PDF 2）
アレシボ・メッセージは、20兆ワット（実測450kW）の指向性電力で、13万25,000光年離れた球状星団M12に送信されました。しかし、計算によると、信号は星間物質（ISM）に吸収されるまでに約000万XNUMX光年しか透過しません。残念なことに、あれは人類の技術力の見事なデモンストレーションでした。
7. 地球の送信信号と主要信号の種類
指向性伝送 （経済産業省 )既知の太陽系外惑星や有望な恒星を選び、300億～500億もの恒星の中から干し草の山の中の針を探すように、自文明の露出を最小限に抑える。とてつもなく時間がかかる。これがダークフォレスト仮説に基づく現在の戦略だ。
全方向伝送（意図しないMETI） – 「銀河の全員」が盗聴できる。歴史的に地球の漏洩（テレビ、ラジオ、核爆発）は意図的なものではなかった。 経済産業省.
- モバイル通信漏洩（全方向）: シェイクの論文は、LTE携帯電話通信システムからの漏洩電力について論じたものです。研究者たちは、携帯電話基地局から宇宙に漏洩するピーク電力は約4GWと推定しています。観測者がこれらの信号を検出できるのは最大約4光年先であることを考えると、この数値は取るに足らないものと言えるでしょう。
- 惑星レーダー（高指向性）: 多くの電波望遠鏡はレーダーシステムとして機能することができ、例えば太陽系の惑星や遠方の小惑星までの距離を測定し、それらが地球に衝突する可能性を評価することができます。また、約62.7時間にわたり、これらのシステムは地球外文明の可能性がある人物にメッセージを送信するためにも使用されました。
シェイク論文における地球の無線テクノシグネチャーの研究では、以下の主要な信号タイプが省略されています。
- テレビ信号（全方向性）: 地球の初期のラジオとテレビバブルは 無指向性の観測者はあらゆる方向からそれを検知できる。地球外の視聴者は、1930年代に放送が開始されたアナログテレビ信号を、理論上は最大111光年離れた場所から検知できる可能性がある。これは、地球が過去に放射した電波の歴史的な「電波バブル」を表している。放送局は、VHFおよびUHF帯で動作するこれらの信号を、数メガワットの電力で送信していた。
- 無線信号（全方向性）: 一方、AMおよびFMラジオ信号は、高周波信号ほど宇宙空間に浸透しません。地上受信には十分な強度がありますが、距離が離れるにつれて強度が急速に低下するため、地球のすぐ近くから深宇宙へ到達する能力が制限されます。
- レーダー（指向性）: 第二次世界大戦後、軍事、航空管制、気象レーダーシステムなど、レーダーシステムは飛躍的に発展し、継続的に発展しました。これらのシステムはパルス波であるにもかかわらず、高い動作周波数と広範囲にわたる配備により、常に高い平均出力を実現しました。2000年代までに、宇宙へのレーダー放射は数百メガワットと推定されました。レーダーは 全方向ではないもしETIがそれに匹敵する計測機器を持っていたら 平方キロメートルアレイ（SKA)すると、最大約 300 光年の距離から私たちのレーダー信号を検出できる可能性があります。
- 軍用レーダー（指向性）: 軍用レーダーシステムは、地球から意図的に放射される信号の中でも最も強力なものの一つです。具体的な出力レベルは公表されないことが多いものの、一般的に「相当な」レベルとされています。軍用レーダーの重要な特徴は、その指向性です。これらの信号は、 非常に方向性があるエネルギーを細いビームに集束させることで、標的の正確な探知・追跡を実現します。この集束したエネルギーにより、ビーム内では非常に強力な状態を保つことができ、地球外観測者がビームに正確に位置合わせすれば、高い検出能力を発揮します。
- 核爆発（全方向）: 人類は2,000年以来1945発の核爆弾を爆発させてきた。 1961年のロシアのツァーリ・ボンバ 最も強力であり、その電波放射はアレシボメッセージの100億倍も強力でした。
使い方 リンク予算の計算式（PDF 3）計算すると、 ツァーリ・ボムの電磁パルス（PDF 4） 先進的な電波望遠鏡技術によって検出される可能性がある（または検出されるだろう）（SKA2）から約36,000光年離れたところまで到達します。
将来的には、より高度な地球外文明の能力が その範囲は約1.17万光年まで広がる可能性がある。 それは天の川銀河の体積を包むのに十分な大きさで、その体積は 居住可能な惑星300億～500億個この体積の宇宙には、いくつかの矮小銀河も存在します。熱核爆発「ツァーリ・ボム」は、地球が宇宙に送った電波信号としては、これまでで断然最強でした。
SETIの科学者たちは、核電磁パルスの持続時間は短いため、検出は難しいと主張している。もしそれらの電磁パルスが地球から発信されている唯一の電波パルスであったならば、それは真実だったかもしれない。しかし実際には、地球は核実験の集中砲火が終わる何十年も前から波を起こしていた。拡大するテレビとラジオのバブルがそれを確実にした。そして、それらの放送は24時間7日放送されていたのだ。
8. 星間探査の課題：信号劣化と宇宙ノイズ
宇宙で無線信号が減衰する仕組み：距離と星間物質
10,000万光年を越える無線信号の旅は、逆二乗則に支配されており、信号強度は劇的に減少します。単純な減衰に加え、星間物質（ISM）は複雑な歪みフィルターとして作用します。星間のISMガスは、広帯域信号を時間とともに拡散させる可能性があります。電子密度のわずかな変化が電波を散乱させます。この散乱は、信号を時間と空間に引き伸ばすだけでなく、急激で予測不可能な強度のちらつきを引き起こします。これらのシンチレーションによって、メッセージの解読が不可能になる場合があります。このような歪みは、低周波数ではさらに悪化します。そのため、天文学者は星間空間に信号を送信するのに最適な1～10GHzの「マイクロ波ウィンドウ」を好みます。
宇宙のベール：信号とノイズの区別
宇宙は静寂などではない。電波の雑音で満ち溢れているのだ。太陽の轟く電波から、遠く離れたブラックホールから粒子ジェットを噴き出すまで、宇宙は自然の「ノイズ」で満ち溢れており、私たちが送ったり、検出しようと望んだりする意図的な信号は、簡単に覆い隠されてしまう。地球からの信号は、宇宙の圧倒的な自然電波背景から区別しなければならない。この背景には、基本的なノイズフロアを形成する宇宙マイクロ波背景放射（CMB）のような遍在する発生源や、シンクロトロン放射による銀河背景ノイズなどが含まれる。パルサーは、知的信号の特定の特性を模倣した自然現象なのか、それともカルダシェフIII型およびIV型文明の工学的能力を知らない人類によって誤解されている知的信号なのか。これらの疑問は、認識において大きな課題を突きつけている。
9. 結論：星間盗聴の現実
地球外盗聴に必要な仮想技術
地球外文明が10,000万光年離れたところから地球の電波テクノシグネチャーを検出するには、現在の人類の能力をはるかに上回る電波天文学技術が必要となるだろう。
これには、おそらく、最も強力な望遠鏡よりも桁違いに広い領域（潜在的にはアレシボサイズの皿の数万個に相当）の収集、極端に低いシステム温度（極低温冷却により実現）、広い帯域幅、および必要な信号対雑音比を達成するための非常に長い積分時間の組み合わせが必要になります。
本当の確率：地球のラジオの叫び声が銀河系全体ではささやき声に聞こえる理由
結論として、地球から発信される最も強力な指向性電波は理論上は銀河系まで検出可能であるものの、信号減衰、星間歪み、そして圧倒的な宇宙ノイズといった現実的な課題により、地球の電波フットプリントの大部分は依然として局所的なままである。10,000万光年の距離から地球の知的信号を検出することに成功すれば、観測する地球外文明の技術進歩は驚異的であり、人類の現在の能力をはるかに超えるものとなるだろう。これは星間通信の深刻な困難を浮き彫りにし、人類が現在進めている地球外知的生命体の探査に重要な視点を提供する。
ET からの電話を待つのはうんざりですか?
最初の一歩を踏み出す時が来ました。
私たちの文明の無線技術シグネチャーは、厳しい事実を明らかにしています。 受動的に発見されるのを待つのは失敗する戦略である コミュニケーションの物理学とテクノロジーの軌跡によって。 私たち自身の歴史は宇宙の鏡として機能しているこれは、他の先進社会が沈黙している可能性を反映している。偶然発見される可能性は極めて低い。我々の最も強力で意図的なメッセージは、レーザーのような精度で、あり得ないほど小さな標的に向けられた、ほんの一瞬の叫び声に過ぎない。同時に、偶然発見される可能性が最も高いのは、全方向からの 「ラジオバブル」…急速に消滅しつつある より効率的になり、その結果、 「ラジオは静か。」
このつかの間の、ささやくような技術段階を典型的なものとして受け入れるならば、我々は次のように結論づけなければならない。 他の文明の漏れ信号を待つことは、彼らが我々の信号を待つのと同じくらい無駄である. 大いなる沈黙は生命の欠如ではなく、私たちのように騒々しく非効率的な放送から成長した文明の宇宙なのかもしれない。
この認識は戦略の転換を要求します。発見される可能性、あるいは他者を発見する可能性を高めるには、 私たちはアクティブMETI（地球外知性体へのメッセージング）を採用する必要があります宇宙の干し草の山から偶然に針を見つけることは期待できません。 磁石に耳を傾けなければならない我々の存在を知らせるためには、強力で持続的かつ意図的な標識を構築する必要があることを理解することで、 宇宙の鏡は私たちが探すべきものを正確に示してくれる能動的で意図的な伝達に取り組むことは、単なる導入行為ではなく、 独自の検索を洗練させる私たち自身の限界についての理解を、最終的に虚空の中で類似の信号を検出するために必要なツールに変換します。
この記事は、宇宙における地球の歴史的な電波シグネチャー、現代の電波の総持続時間と強度に関する新たな独立した研究を紹介した。 経済産業省 送信と、比較すると、地球外文明による熱核爆発の検出可能性。
エーリッヒ・ハビッチ・トラウト