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2026年01月21日19:02
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2026年第1回天文学 宇宙の奇跡と地球の宿命 〜ドレイクの方程式から読み解く、我々の「立地」と「文明」〜
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2026年第1回天文学 宇宙の奇跡と地球の宿命 〜ドレイクの方程式から読み解く、我々の「立地」と「文明」〜
地球は、太陽系で唯一液体の水に恵まれ、生物が進化を果たしてきた。単細胞生物が誕生したのは推定40億年前、およそ5億4000万年前のカンブリア大爆発を機に多様化した。複雑な進化のプロセスを経て、二足歩行をした人類がアフリカの草原で誕生する。敵の襲来に備えて二本足で立ち上がり、指先を動かす習慣が根付く。刺激された脳が活性化し、道具を使うようになる。過去の生物史を大きく塗り替え、力と力による生存競争を意図的に避けた。高い知的能力により、狩猟採集を経て、農耕牧畜を発端に、文明を築いたのである。安定した環境の下、村から町へと発展した。次第に分業制を確立すると、肉体労働から解放された科学者により自然の法則が発見される。ついには、自分たちのルーツを確かめるため、遠い宇宙へと探究心が広がった。冷戦の時代、米ソ軍拡競争が、新たな宇宙探査方法を導き出した。今回多くの天文学者が信じる知的生命体の存在を検証するうえで、1960年代の冷戦時代から遡って、理論を紹介する。
目次
第1章 ドレイクの方程式 地球生物の特異性
第2章 立地に恵まれた地球の存在
第3章 絶妙なバランスの上で成り立つ地球
第4章 天の川銀河から見る太陽系の特殊な立地
第1章 ドレイクの方程式、地球生物の特異性
地球に住む我々人類に例えると、知的生命体が暮らす惑星は、恒星から程よい距離にあり、液体の水に恵まれた環境だと、科学者の考えは一致する。時代を追うごとに、宇宙の理解が深まり、地球のような水をたたえた惑星は、知的生命体への進化へ向けて最低条件の一つに過ぎないとの見方が有力視された。単細胞生物から知的生命体への進化プロセスは前途多難を極める。地球生物の進化史は、衛星の月や仲間の惑星となる木星に支えられていたのである。太陽系の惑星の配置が変わり、月の質量が少しでも異なっていれば、地球は大きく環境が変わっていた。なぜなら月の引力がブレーキになり、地球の自転軸は23.4度で安定したからである。月の引力が弱ければ、木星の重力摂動により、大きな振れ幅があった。天王星のように90度傾けば、北極と南極は、猛暑に襲われる夏から、極寒の冬まで大きく様変わりしていく。いわゆる完全な気候の二極化が進むのである。遠い宇宙で知的生命体の痕跡を探すには、地球について深く知る必要がある。今回地球や太陽系、銀河の成り立ちを解きながら、生命について考察していく。
1961年にアメリカの天文学者フランク・ドレイクと著名な天文学者カール・セーガンが、独自に天の川銀河内で、知的生命が存在する数を方程式で表した。ドレイク博士が中心となって考案したことから「ドレイクの方程式」と 呼ばれる。フランク・ドレイク（1930年5月28日ー2022年9月2日 享年92歳）博士は、晩年でも地球外生命の存在を信じて、発見方法を考案していたのである。彼の長い研究生活において、科学の発展に伴う観測事例の積み上げにより、地球の特殊性が明らかになった。天文学界では、生命の存在に欠かせない液体の水が存在する恒星の周りを回る惑星の領域を「ハビタブルゾーン」という。太陽系では金星の外側から火星の内側に当たる。つまり存在するのは地球のみである。
写真� 瓮侫薀鵐�・ドレイク博士 2015年7月20日：ロンドンより
パラメーター値
N ：我々の銀河系に存在する通信可能な地球外文明の数
R* ：我々の銀河系で恒星が形成される速さ 10
fp ：惑星系を有する恒星の割合 0,5
ne ：1 つの恒星系で生命の存在が可能となる範囲にある惑星の平均数 2
fl ：上記の惑星で生命が実際に発生する割合 1
fi ：発生した生命が知的生命体にまで進化する割合 0,01
fc ：その知的生命体が星間通信を行う割合 0,01
L ：星間通信を行うような文明の推定存続期間 10000
以上の値を代入すると、10×0,5×2×１×0,01×0,01×10000=10
方程式を発表したフランク・ドレイク氏は、銀河系内のハビタブルゾーン内にある惑星で、知的生命を育む惑星が10個とはじき出した。彼は、発表当初、地球外文明の数を100万と表していた。1961年当時は、大きな天体の超新星爆発現象後に現れるブラックホールの存在も、中性子星も、マグネターの存在も知られていなかった。恒星の密集地帯では、中性子星やマグネターによる荷電粒子の放射線により、生命に甚大な被害をもたらす。知的生命体の数を大幅に修正し、新たに10個と結論付けたのである。
ドレイク博士は、1960年に創設された知的生命探査組織SETIの結成以来のメンバーである。引退の二文字はなく、生涯天文学者であり続けていた。1974年に大胆な試みをした。当時所長を務めていたプエルトリコにあるアレシボ・天文台から、ヘルクレス座の方向にある2200光年離れた直径110光年に及ぶM13星団に向けて、メッセージを送った。このアレシボ・メッセージと呼ばれる信号は、二重らせん構造のDNAを持つ生物が、太陽系の第３惑星に存在すると、知らせるためだった。
写真��M13星団
なぜドレイク博士が、M13星団を選んだのか、太陽系よりも古い恒星が密集し、地球型惑星が見つかると推測したからである。地球型惑星で、単細胞生物が誕生していた場合、知的生命体へ進化するため十分な時間が与えられている。メッセージの往復は4400年、リアルタイムでのやり取りは不可能だった。現在知的生命体探査組織SETIは、高性能の電波望遠鏡を使い、常に信号をキャッチしている。1977年にいて座の方角から後に「Wow！シグナル」と呼ばれる謎の電波を確認した。
写真��Wow!シグナルを現した天文学者の手書き表 赤い字がシグナルを示す
科学者は、有為信号の可能性を検討した。もう一度いて座の方向に望遠鏡を向けたものの、電波を受信できなかった。このWow！シグナルは、伝説として語り継がれることになった。広大な宇宙空間から知的生命体を探すには、地球型惑星が見つかっていない以上、困難を極めるはずである。SETIは結成から60年間、手掛かりを得られないまま探査プロジェクトを続けている。
第2章 立地に恵まれた地球の存在
例え銀河系内で第2の地球が存在しても、生命の誕生から進化までの道筋は遠い。周囲に短命の星が犇めいていれば、たびたび超新星爆発によるとばっちりを受ける。推定100億年の寿命を持つ太陽の一生分を超えるエネルギーが、わずか数秒以内で吐き出される。その高エネルギーのガンマ線が直撃すれば、たちまち陸上生物は被害を受けて、死に追いやられていく。進化途上の生命が絶滅し、再びリセットされる。現に地球の生命は絶妙なバランスのうえで成り立っていた。鍵を握るのは木星である。地球の340倍の質量を持つ太陽系最大の惑星は、巨大な重力により、守り神として君臨していた。太陽系外縁部から突如飛来する彗星や軌道が不安定な小惑星を捕獲するのである。木星によって地球への隕石衝突確率は1000分の1以下にとどまったとみられる。記憶に残る天文現象は1994年に起こった。同年7月16日から22日にかけて、木星に彗星群が次々と衝突して消えていったのである。彗星群の発見は、わずか1年前の1993年３月24日のことだった。舞台は米カリフォルニア州サンディエゴのパロマー展望台である。ユージン・シューメーカー、キャロライン・シューメーカー夫妻とデイビッド・レビーによる3名の科学者が、おとめ座の方向で奇妙な天体として注目したことに始まる。彗星核は長さが1分ほどの棒状に見え、幾つか点状に光ったと記している。暗闇の中におとめ座の方向で点状に光る天体は、木星の重力に捕獲されていると結論付けた。
写真�ぁ疚撻轡紂璽瓠璽�ー・レヴィ第9彗星の木星への軌道衝突を表した解説図
その発見した３名の科学者に因み、シューメーカー・レヴィ第９彗星（通称SL9）と名づけられた。そのSL9が、木星の強い引力に引っ張られ、次々と衝突したのである。軌道周期を逆算すると、土星も影響していたことが判明した。1917年に土星に接近して、強い重力を受けて、内側へと引っ張り込まれてのである。1960年に木星の重力圏に入り、1992年に大接近し、徐々に引きずりこまれていった。1994年の衝突は、有史以来最大の観測規模を誇る。
1998年には、人類が知られることのなかった大きな危機が訪れていた。地球から２万光年先のわし座の方向にあるマグネター「SGR 1900＋14」が、わずか0,2秒間に太陽が１０万年間で放出するエネルギーを吐き出していたのである。地球との距離が１万光年と仮定した場合、甚大な被害を及ぼす可能性が高い。ガンマ線の照射により、化学反応が起こる。その代表例は、地球の大気に含まれる窒素と酸素の結合による窒素酸化物が形成されるのである。窒素酸化物は、たちまち宇宙からの有害な放射線を保護するオゾン層を破壊していく。すると地表に太陽からの紫外線量が増大する。
地表生物は、ガンマ線を直接浴びることによる体内被曝にさらされる。影響は長期に及び、破壊されたオゾン層の回復には時間を要する。オゾン層が元に戻るまで、強烈な紫外線照射によって、陸上の動植物のDNAは破壊されていく。食糧連鎖の底辺に位置するプランクトンなども壊滅的な打撃を受ける。一方で水深数メートル以上の海中に暮らす生物は、水が紫外線を遮断するシールド（盾）の役割を果たすため、生き延びる可能性が高まるのである。
過去4億4000万年前のオルドビス紀に同様の事件が起こっていた。繁栄していた三葉虫、腕足類、ウミリンゴ、サンゴ類、筆石、コノドントの大半が姿を消した
当時絶滅した種の割合は85％にのぼる。このオルドビス紀の大量絶滅事件では、深海に暮らす生物ほど助かっていたのである。後の科学者は、浅瀬の生物ほど甚大な影響を受けたことから、地球に直撃したガンマ線と関連を見出した。その証拠は気候変動である。なぜなら南極付近に広がっていた大陸に、短い期間ながら氷床が発達していたからである。
写真�ァ瓮�ルドビス紀の南極付近に広がっていた大陸図
2005年にNASA(アメリカ航空宇宙局）とカンザスシティ大学の研究チームは、氷床の存在を意識しつつも、浅瀬の生物程打撃が大きかった事実に着目した。2005年にオルドビス紀の大量絶滅について新たな仮説を発表した。地球から6000光年以内で大質量星が、超新星爆発を起こしたことにより、ガンマ線が直撃したと説いたのである。科学知見に基づくと、確かに浅瀬の生物程被害を受ける状況と整合性がとれる。当時科学者の間で支持される傾向にあった。ただし、超新星爆発が6000光年以内に起こったとする根拠は提示されなかった。2017年に日本の東北大学の研究チームは、新たに大量絶滅との気候変動の因果関係を探ったうえで、新説を発表した。火山噴火に伴う大量の粉塵に伴い、寒冷化が原因と明らかにしたのである。当時発達していた氷床の形成メカニズムとは一致する。いまだに大量絶滅の原因の核心には迫れていない。過去の事例から、地球規模の変動は、生物の進化のリセットが起こるのである。
第3章 絶妙なバランスの上で成り立つ地球
木星と土星の外側を回る天王星や海王星の存在も地球の公転軌道に関係している。コンピューターシュミレーションによると、巨大惑星が３つ存在すると、地球型の惑星の軌道は大きく変わるという。太陽から28億キロの位置を公転する天王星は、赤道面の直径が５万1000km、公転周期は84年、自転周期は、17時間14分である。惑星では金星と共に太陽と逆向きに自転している。質量は地球の14倍に達した。天王星の質量が２倍になると、内側を回る土星や木星の公転軌道が変わると見られている。ほぼ円形に近い軌道を描く木星が、わずかに内側を公転するようになると、地球にも重力を及ぼす。地球は、外側を回る木星に引っ張られるため、現在よりも大きな軌道を描くようになる。周期的に木星に近づくと、地球はいつしか現在の位置から放り出されていく。太陽より外を回れば、必然的に寒くなる。生命を育む地球の環境は、周辺の惑星の質量に大きく依存していた。
天の川銀河内で地球外文明の数を表した「ドレイクの法定式」が発表された1961年当初、太陽系外の惑星を発見する術がなかった。銀河系内の仕組みについても明らかになっていなかったのである。科学の進歩に伴い、地球がいかに仲間の惑星や衛星月の質量や位置関係による、絶妙なバランスによって成り立っていたことが判明した。21世紀に移り変わる前の西暦2000年に、アメリカの古生物学者ピーター・ウォード氏（1949年5月12日生まれ）と天文学者ドナルド・ブラウリー氏（1943年12月21日生まれ）は、ドレイクの方程式に意義を唱える仮説を立てた。彼らは書籍「（直訳）まれな地球：なぜ複雑な生命は宇宙にありふれていないのか」で、地球がいかに特別な惑星か推論を立てた。共著の発表にあわせて、新たにレアアース仮説を提唱する。いかに、地球が辿った道は、奇跡に等しい、と書き記している。
写真�Αゞγ�の一人ピーターウォード氏 2021年撮影
これまでの太陽系外惑星の探査で、ほとんど見つかったのは、ホットジュピターやエキセントリックプラネットである。ホットジュピターとは、恒星のすぐ近くの周りを回る木星サイズの加熱した惑星をさす。一方エキセントリックプラネットは、離心率が大きい惑星のことである。２つのタイプの惑星が、太陽系に存在すると、間違いなくハビタブルゾーンから地球ははじき出されていた。このレアアース仮説が広まって、ドレイクの方式は見直されたのである。著者ピーター・ウォード氏は、アメリカが制作した天文学の番組「ザ・ユニバース〜宇宙の歴史 ♯43第2の地球」の回に出演し、地球外生命について独自の考えを述べた。彼は、銀河系内に地球外生命が存在しても、一つか二つと予測していた。知的生命を育むには、他にプレートテクトニクスも鍵をにぎる。
写真�А畭舂Π榮阿肇廛譟璽肇謄�トニクスの説明
大陸移動には生命の維持には欠かせない大きな要素を持つ。なぜなら大陸同士がくっついて、離れていることで、元素の再利用が行われるからである。つまり生と死のサイクルにつながる必然的なシステムだった。循環作用の好例は、自動温度調節機能である。プレートが動くことで、地上の熱を下げる役割を果たす。地殻が熱くなると、火山が噴火して、エネルギーを放出する。大量の火山灰が大気中を覆うと、太陽光が遮断され、寒冷化を引き起こす。火山灰は大気中にとどまる期間は一時的である。温度が下がると地表に降っていく。いわゆる火砕流と呼ばれる現象だ。太陽光が再び戻り、噴火周辺の森にも植物の種が芽吹き、再び緑が蘇る。火山は一時的に破壊するものの、長期的には恵みをもたらしていた。大きな噴火が起こると、地面に亀裂が生じる。すると地球の中心核にある金属が掘り出しやすくなる。文明の発展に寄与したのは、まさに貴金属だった。プレートテクトにスがある天体は、太陽系で地球のみ確認された。
第4章 天の川銀河から見る太陽系の特殊な立地
惑星地球の見方を、太陽系から銀河系へと広げると、まさに立地的にも恵まれていた。銀河の中心に鎮座する太陽質量の推定400万倍にのぼるいて座Ａと呼ばれるブラックホールの周囲では、惑星が産まれる状況ではない。ブラックホールの周囲を回る恒星は、時速４８０万キロの速度で公転している。太陽の周りを時速10万キロで公転する地球よりも確実に早い。厚さ1500光年のバルジに含まれる恒星を取り巻くガスやチリも高温に熱せられる。逆に銀河の外側のハローと呼ばれる領域は、星間ガスが明らかに不足していた。ハローには３つの領域が含まれる。内側に年齢が100億歳を超す金属の含有量が少ない恒星が並ぶ球状星団が150個も点在する。中間には電離化したガス雲が取り巻く。一番外側は、星の数は少ない代わりに、ダークマターの密度が高い。ダークマターは、我々が知る水素やヘリウム、リチウム、酸素や炭素を含めた物質の５倍以上存在すると見られている。どんな物質なのかわかっていない。熱を持つホットダークマター説と、冷えたコールドダークマター説に二分されていた。2026年現在、コールドダークマター説が有力である。電荷は0．他の物質とも相互作用はめったに起こさない。正体はいまだに謎に包まれている。
写真�─‥靴寮邏箍呂琉銘屬鮗┐靴秦杼�図
巨大な質量を持つダークマターは、間違いなく宇宙誕生の紐解く鍵になる。太陽系を含む多くの恒星が重力によってまとまり、銀河系を形作っていたのである。。銀河系からダークマターを失うと、ブラックホールの重力が働く天体をのぞいて、バラバラに散らばっていく。恒星が銀河を外れると、暗く冷たい宇宙空間に冷やされる。したがって、地球上の生物の誕生にも、ダークマターは深く関わっていることになる。ダークマターを唯一確かめるには、重力レンズ効果が有効である。重力レンズ効果とは、アインシュタインの一般相対性理論に基づき、重力によって光が曲がる性質を利用する。望遠鏡を通して、遠くの銀河を観測すると、重い物体により、光の経路が曲がる。光が屈折したところに、銀河など巨大な重力が働く物体が見られなければ、ダークマターが存在した証拠となる。つまりダークマターは、光を通さない目に見えない物質で透明人間のような存在なのだ。他の物質と衝突しても反応を示さず、人類の体を貫通している。
写真�� 重力レンズ効果の解説図
宇宙の全容を理解するべく、2003年にアメリカの天文学者を中心に結成されたコスモスプロジェクトがスタートした。ニューメキシコ州のアパッチポイント天文台にある望遠鏡に光ファイバーを通し、銀河が発見されるごとに、そばにあるアルミ板に穴が開くようになる。アルミ板をコンピューターでスキャンし、宇宙空間の立体画像を作成した。銀河同士が重力によってまとまり、銀河群や銀河団を形成し、巨大なフィラメント状の構造をしていた。銀河群や銀河団の間には、ボイドと呼ばれる空洞領域があり、矮小銀河が点在する。銀河群や銀河団も隣の銀河群や銀河団との間に弱い重力が働き、超銀河団を形成していた。超銀河団は、およそ４つ確認されているが、互いに重力によってまとまっているのか、定かではない。この銀河間を結ぶ宇宙の大規模構造のことを別名「宇宙のクモの巣」という。太陽系を宿す天の川銀河は、およそ40個の銀河が集まる直径500万光年になる「局部銀河群」の一角にある。中心部にあるアンドロメダ銀河は、直径22万光年から24万光年になる。天の川銀河は、局部銀河群では、アンドロメダ銀河に次ぐ２番目の大きさだ。局部銀河群も、直径１億2000万光年になるおとめ座超銀河団の一番端に位置する銀河の集団に過ぎない。2014年には、さらにスケールが拡大した。ラニアケア超銀河団と呼ばれる直径5億光年、10の17乗太陽質量、包含する銀河の数が10万個に及ぶ巨大な塊の存在が明らかになった。他にペルセウス座・うお座超銀河団、うみへび座・ケンタウルス座超銀河団、シャプレー超銀河団の3つが確認されている。
プロジェクトチームは、2007年に重力レンズ効果を使って、ダークマターの分布図を完成させた。銀河の分布図と重ね合わせると、見事に一致した。つまりダークマターは、銀河と銀河を繋ぐ骨組みとなっていたのである。銀河を形作ったダークマターを理解すると、これまで知らなかった宇宙の謎が解明できるといわれている。
写真�� フィラメント構造（2025年最新国立天文台のスパコン「アテルイ�供廚�作成）
宇宙は未知の現象が沢山ある。高度化した地球の文明は、わずかな環境変動にも弱く、すでに人口のパンク状態と指摘する声が上がる。天文学的には、数万年、数百万年はほんの一瞬の出来事に過ぎない。人類が作り出した都市機能は、まさに「砂上の楼閣」である。運命は儚くて短いからこそ、科学者は一瞬の輝きを放つべく、常に未知なる難問に挑むのである。太陽系や銀河系、その果ての存在が明らかになったのは、20世紀だった。望遠鏡を駆使して、遠くの宇宙を見続け、銀河の進化の道筋を紐解いてきた。観測技術の発達に伴い、常に新たな難問に挑んでいる。
写真出展先
写真� 瓮侫薀鵐�・ドレイク博士 2015年7月20日：ロンドンより ロイター通信より
掲載元 GLOBE＋ 更新日：2024.04.29 公開日：2024.04.18
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写真�◆瓧�13星団 Astro Arts メシエ天体 M13 より
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写真��＝Wow!シグナルを表した天文学者の手書き表（赤い字がシグナルを差す）出展：ウィキペディアより
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写真�ぁ瓮轡紂璽瓠璽�ー・レヴィ第9彗星の木星への軌道衝突を表した解説図 出展
全地球史 SL9彗星と木星の衝突 より http://
写真�ァ瓮�ルドビス紀の南極付近に広がっていた大陸図 出展：mage credit:PALEOMAP project / WIKI commons CC BY 4.0 掲載元 ガラパイアー不思議と謎の大冒険ー 牡丹堂 (著)･パルモ (編集)公開： 2025-06-11 21:00 タイトル「この記事のカテゴリ：絶滅・絶滅危惧種生物」あまり知られていないオルドビス紀の大量絶滅の謎、85％の種が絶滅 より
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写真�Α甼γ�の一人ピーターウォード氏 2021年撮影 出展：英語サイト https:/
写真�А畭舂Π榮阿肇廛譟璽肇謄�トニクスの説明 Neo Mag 地球科学と生命の誕生・進化（３）＜生命の誕生・進化を助けた地球環境＞
2023年(令和5年)1月1日 より
https:/
写真�─疆靴寮邏箍呂琉銘屬鮗┐靴真沺―佚検仝�て歩き北九州発 風景 夜空〜宇宙 天の川 想像図より https:/
写真��=重力レンズ効果の解説図 出展：(NASA, ESA & L. Calçada, CC BY) 掲載元 科学技術振興機構 2025年9月8日付【The Conversation】 自然が生み出した「宇宙の拡大鏡」重力レンズ、ダークマターを垣間見る
https:/
写真��＝フィラメント構造 2025年国立天文台のスパコン「アテルイ�供廚砲茲襯轡潺絅譟璽轡腑鵑砲茲辰読舛�出されたダークマターの分布図 PHOTOGRAPH: NATIONAL ASTRONOMICAL OBSERVATORY OF JAPAN/TOMOAKI ISHIYAMA
掲載元 WIRED 2025年6月16日付 https:/
以下 関連日記
・レモン彗星について 2025年12月9日付
https:/
・オルドビス記の大量絶滅 2019年11月21日
https:/
・ドレイクの方程式 2022年8月11日付
https:/
・(4）ダークマターの招待をつかめ ZARDの坂井泉水58回目の誕生日 素粒子物理学から彼女の行き先を考察より 2025年2月10日 https:/
地球は、太陽系で唯一液体の水に恵まれ、生物が進化を果たしてきた。単細胞生物が誕生したのは推定40億年前、およそ5億4000万年前のカンブリア大爆発を機に多様化した。複雑な進化のプロセスを経て、二足歩行をした人類がアフリカの草原で誕生する。敵の襲来に備えて二本足で立ち上がり、指先を動かす習慣が根付く。刺激された脳が活性化し、道具を使うようになる。過去の生物史を大きく塗り替え、力と力による生存競争を意図的に避けた。高い知的能力により、狩猟採集を経て、農耕牧畜を発端に、文明を築いたのである。安定した環境の下、村から町へと発展した。次第に分業制を確立すると、肉体労働から解放された科学者により自然の法則が発見される。ついには、自分たちのルーツを確かめるため、遠い宇宙へと探究心が広がった。冷戦の時代、米ソ軍拡競争が、新たな宇宙探査方法を導き出した。今回多くの天文学者が信じる知的生命体の存在を検証するうえで、1960年代の冷戦時代から遡って、理論を紹介する。
目次
第1章 ドレイクの方程式 地球生物の特異性
第2章 立地に恵まれた地球の存在
第3章 絶妙なバランスの上で成り立つ地球
第4章 天の川銀河から見る太陽系の特殊な立地
第1章 ドレイクの方程式、地球生物の特異性
地球に住む我々人類に例えると、知的生命体が暮らす惑星は、恒星から程よい距離にあり、液体の水に恵まれた環境だと、科学者の考えは一致する。時代を追うごとに、宇宙の理解が深まり、地球のような水をたたえた惑星は、知的生命体への進化へ向けて最低条件の一つに過ぎないとの見方が有力視された。単細胞生物から知的生命体への進化プロセスは前途多難を極める。地球生物の進化史は、衛星の月や仲間の惑星となる木星に支えられていたのである。太陽系の惑星の配置が変わり、月の質量が少しでも異なっていれば、地球は大きく環境が変わっていた。なぜなら月の引力がブレーキになり、地球の自転軸は23.4度で安定したからである。月の引力が弱ければ、木星の重力摂動により、大きな振れ幅があった。天王星のように90度傾けば、北極と南極は、猛暑に襲われる夏から、極寒の冬まで大きく様変わりしていく。いわゆる完全な気候の二極化が進むのである。遠い宇宙で知的生命体の痕跡を探すには、地球について深く知る必要がある。今回地球や太陽系、銀河の成り立ちを解きながら、生命について考察していく。
1961年にアメリカの天文学者フランク・ドレイクと著名な天文学者カール・セーガンが、独自に天の川銀河内で、知的生命が存在する数を方程式で表した。ドレイク博士が中心となって考案したことから「ドレイクの方程式」と 呼ばれる。フランク・ドレイク（1930年5月28日ー2022年9月2日 享年92歳）博士は、晩年でも地球外生命の存在を信じて、発見方法を考案していたのである。彼の長い研究生活において、科学の発展に伴う観測事例の積み上げにより、地球の特殊性が明らかになった。天文学界では、生命の存在に欠かせない液体の水が存在する恒星の周りを回る惑星の領域を「ハビタブルゾーン」という。太陽系では金星の外側から火星の内側に当たる。つまり存在するのは地球のみである。
写真� 瓮侫薀鵐�・ドレイク博士 2015年7月20日：ロンドンより
パラメーター値
N ：我々の銀河系に存在する通信可能な地球外文明の数
R* ：我々の銀河系で恒星が形成される速さ 10
fp ：惑星系を有する恒星の割合 0,5
ne ：1 つの恒星系で生命の存在が可能となる範囲にある惑星の平均数 2
fl ：上記の惑星で生命が実際に発生する割合 1
fi ：発生した生命が知的生命体にまで進化する割合 0,01
fc ：その知的生命体が星間通信を行う割合 0,01
L ：星間通信を行うような文明の推定存続期間 10000
以上の値を代入すると、10×0,5×2×１×0,01×0,01×10000=10
方程式を発表したフランク・ドレイク氏は、銀河系内のハビタブルゾーン内にある惑星で、知的生命を育む惑星が10個とはじき出した。彼は、発表当初、地球外文明の数を100万と表していた。1961年当時は、大きな天体の超新星爆発現象後に現れるブラックホールの存在も、中性子星も、マグネターの存在も知られていなかった。恒星の密集地帯では、中性子星やマグネターによる荷電粒子の放射線により、生命に甚大な被害をもたらす。知的生命体の数を大幅に修正し、新たに10個と結論付けたのである。
ドレイク博士は、1960年に創設された知的生命探査組織SETIの結成以来のメンバーである。引退の二文字はなく、生涯天文学者であり続けていた。1974年に大胆な試みをした。当時所長を務めていたプエルトリコにあるアレシボ・天文台から、ヘルクレス座の方向にある2200光年離れた直径110光年に及ぶM13星団に向けて、メッセージを送った。このアレシボ・メッセージと呼ばれる信号は、二重らせん構造のDNAを持つ生物が、太陽系の第３惑星に存在すると、知らせるためだった。
写真��M13星団
なぜドレイク博士が、M13星団を選んだのか、太陽系よりも古い恒星が密集し、地球型惑星が見つかると推測したからである。地球型惑星で、単細胞生物が誕生していた場合、知的生命体へ進化するため十分な時間が与えられている。メッセージの往復は4400年、リアルタイムでのやり取りは不可能だった。現在知的生命体探査組織SETIは、高性能の電波望遠鏡を使い、常に信号をキャッチしている。1977年にいて座の方角から後に「Wow！シグナル」と呼ばれる謎の電波を確認した。
写真��Wow!シグナルを現した天文学者の手書き表 赤い字がシグナルを示す
科学者は、有為信号の可能性を検討した。もう一度いて座の方向に望遠鏡を向けたものの、電波を受信できなかった。このWow！シグナルは、伝説として語り継がれることになった。広大な宇宙空間から知的生命体を探すには、地球型惑星が見つかっていない以上、困難を極めるはずである。SETIは結成から60年間、手掛かりを得られないまま探査プロジェクトを続けている。
第2章 立地に恵まれた地球の存在
例え銀河系内で第2の地球が存在しても、生命の誕生から進化までの道筋は遠い。周囲に短命の星が犇めいていれば、たびたび超新星爆発によるとばっちりを受ける。推定100億年の寿命を持つ太陽の一生分を超えるエネルギーが、わずか数秒以内で吐き出される。その高エネルギーのガンマ線が直撃すれば、たちまち陸上生物は被害を受けて、死に追いやられていく。進化途上の生命が絶滅し、再びリセットされる。現に地球の生命は絶妙なバランスのうえで成り立っていた。鍵を握るのは木星である。地球の340倍の質量を持つ太陽系最大の惑星は、巨大な重力により、守り神として君臨していた。太陽系外縁部から突如飛来する彗星や軌道が不安定な小惑星を捕獲するのである。木星によって地球への隕石衝突確率は1000分の1以下にとどまったとみられる。記憶に残る天文現象は1994年に起こった。同年7月16日から22日にかけて、木星に彗星群が次々と衝突して消えていったのである。彗星群の発見は、わずか1年前の1993年３月24日のことだった。舞台は米カリフォルニア州サンディエゴのパロマー展望台である。ユージン・シューメーカー、キャロライン・シューメーカー夫妻とデイビッド・レビーによる3名の科学者が、おとめ座の方向で奇妙な天体として注目したことに始まる。彗星核は長さが1分ほどの棒状に見え、幾つか点状に光ったと記している。暗闇の中におとめ座の方向で点状に光る天体は、木星の重力に捕獲されていると結論付けた。
写真�ぁ疚撻轡紂璽瓠璽�ー・レヴィ第9彗星の木星への軌道衝突を表した解説図
その発見した３名の科学者に因み、シューメーカー・レヴィ第９彗星（通称SL9）と名づけられた。そのSL9が、木星の強い引力に引っ張られ、次々と衝突したのである。軌道周期を逆算すると、土星も影響していたことが判明した。1917年に土星に接近して、強い重力を受けて、内側へと引っ張り込まれてのである。1960年に木星の重力圏に入り、1992年に大接近し、徐々に引きずりこまれていった。1994年の衝突は、有史以来最大の観測規模を誇る。
1998年には、人類が知られることのなかった大きな危機が訪れていた。地球から２万光年先のわし座の方向にあるマグネター「SGR 1900＋14」が、わずか0,2秒間に太陽が１０万年間で放出するエネルギーを吐き出していたのである。地球との距離が１万光年と仮定した場合、甚大な被害を及ぼす可能性が高い。ガンマ線の照射により、化学反応が起こる。その代表例は、地球の大気に含まれる窒素と酸素の結合による窒素酸化物が形成されるのである。窒素酸化物は、たちまち宇宙からの有害な放射線を保護するオゾン層を破壊していく。すると地表に太陽からの紫外線量が増大する。
地表生物は、ガンマ線を直接浴びることによる体内被曝にさらされる。影響は長期に及び、破壊されたオゾン層の回復には時間を要する。オゾン層が元に戻るまで、強烈な紫外線照射によって、陸上の動植物のDNAは破壊されていく。食糧連鎖の底辺に位置するプランクトンなども壊滅的な打撃を受ける。一方で水深数メートル以上の海中に暮らす生物は、水が紫外線を遮断するシールド（盾）の役割を果たすため、生き延びる可能性が高まるのである。
過去4億4000万年前のオルドビス紀に同様の事件が起こっていた。繁栄していた三葉虫、腕足類、ウミリンゴ、サンゴ類、筆石、コノドントの大半が姿を消した
当時絶滅した種の割合は85％にのぼる。このオルドビス紀の大量絶滅事件では、深海に暮らす生物ほど助かっていたのである。後の科学者は、浅瀬の生物ほど甚大な影響を受けたことから、地球に直撃したガンマ線と関連を見出した。その証拠は気候変動である。なぜなら南極付近に広がっていた大陸に、短い期間ながら氷床が発達していたからである。
写真�ァ瓮�ルドビス紀の南極付近に広がっていた大陸図
2005年にNASA(アメリカ航空宇宙局）とカンザスシティ大学の研究チームは、氷床の存在を意識しつつも、浅瀬の生物程打撃が大きかった事実に着目した。2005年にオルドビス紀の大量絶滅について新たな仮説を発表した。地球から6000光年以内で大質量星が、超新星爆発を起こしたことにより、ガンマ線が直撃したと説いたのである。科学知見に基づくと、確かに浅瀬の生物程被害を受ける状況と整合性がとれる。当時科学者の間で支持される傾向にあった。ただし、超新星爆発が6000光年以内に起こったとする根拠は提示されなかった。2017年に日本の東北大学の研究チームは、新たに大量絶滅との気候変動の因果関係を探ったうえで、新説を発表した。火山噴火に伴う大量の粉塵に伴い、寒冷化が原因と明らかにしたのである。当時発達していた氷床の形成メカニズムとは一致する。いまだに大量絶滅の原因の核心には迫れていない。過去の事例から、地球規模の変動は、生物の進化のリセットが起こるのである。
第3章 絶妙なバランスの上で成り立つ地球
木星と土星の外側を回る天王星や海王星の存在も地球の公転軌道に関係している。コンピューターシュミレーションによると、巨大惑星が３つ存在すると、地球型の惑星の軌道は大きく変わるという。太陽から28億キロの位置を公転する天王星は、赤道面の直径が５万1000km、公転周期は84年、自転周期は、17時間14分である。惑星では金星と共に太陽と逆向きに自転している。質量は地球の14倍に達した。天王星の質量が２倍になると、内側を回る土星や木星の公転軌道が変わると見られている。ほぼ円形に近い軌道を描く木星が、わずかに内側を公転するようになると、地球にも重力を及ぼす。地球は、外側を回る木星に引っ張られるため、現在よりも大きな軌道を描くようになる。周期的に木星に近づくと、地球はいつしか現在の位置から放り出されていく。太陽より外を回れば、必然的に寒くなる。生命を育む地球の環境は、周辺の惑星の質量に大きく依存していた。
天の川銀河内で地球外文明の数を表した「ドレイクの法定式」が発表された1961年当初、太陽系外の惑星を発見する術がなかった。銀河系内の仕組みについても明らかになっていなかったのである。科学の進歩に伴い、地球がいかに仲間の惑星や衛星月の質量や位置関係による、絶妙なバランスによって成り立っていたことが判明した。21世紀に移り変わる前の西暦2000年に、アメリカの古生物学者ピーター・ウォード氏（1949年5月12日生まれ）と天文学者ドナルド・ブラウリー氏（1943年12月21日生まれ）は、ドレイクの方程式に意義を唱える仮説を立てた。彼らは書籍「（直訳）まれな地球：なぜ複雑な生命は宇宙にありふれていないのか」で、地球がいかに特別な惑星か推論を立てた。共著の発表にあわせて、新たにレアアース仮説を提唱する。いかに、地球が辿った道は、奇跡に等しい、と書き記している。
写真�Αゞγ�の一人ピーターウォード氏 2021年撮影
これまでの太陽系外惑星の探査で、ほとんど見つかったのは、ホットジュピターやエキセントリックプラネットである。ホットジュピターとは、恒星のすぐ近くの周りを回る木星サイズの加熱した惑星をさす。一方エキセントリックプラネットは、離心率が大きい惑星のことである。２つのタイプの惑星が、太陽系に存在すると、間違いなくハビタブルゾーンから地球ははじき出されていた。このレアアース仮説が広まって、ドレイクの方式は見直されたのである。著者ピーター・ウォード氏は、アメリカが制作した天文学の番組「ザ・ユニバース〜宇宙の歴史 ♯43第2の地球」の回に出演し、地球外生命について独自の考えを述べた。彼は、銀河系内に地球外生命が存在しても、一つか二つと予測していた。知的生命を育むには、他にプレートテクトニクスも鍵をにぎる。
写真�А畭舂Π榮阿肇廛譟璽肇謄�トニクスの説明
大陸移動には生命の維持には欠かせない大きな要素を持つ。なぜなら大陸同士がくっついて、離れていることで、元素の再利用が行われるからである。つまり生と死のサイクルにつながる必然的なシステムだった。循環作用の好例は、自動温度調節機能である。プレートが動くことで、地上の熱を下げる役割を果たす。地殻が熱くなると、火山が噴火して、エネルギーを放出する。大量の火山灰が大気中を覆うと、太陽光が遮断され、寒冷化を引き起こす。火山灰は大気中にとどまる期間は一時的である。温度が下がると地表に降っていく。いわゆる火砕流と呼ばれる現象だ。太陽光が再び戻り、噴火周辺の森にも植物の種が芽吹き、再び緑が蘇る。火山は一時的に破壊するものの、長期的には恵みをもたらしていた。大きな噴火が起こると、地面に亀裂が生じる。すると地球の中心核にある金属が掘り出しやすくなる。文明の発展に寄与したのは、まさに貴金属だった。プレートテクトにスがある天体は、太陽系で地球のみ確認された。
第4章 天の川銀河から見る太陽系の特殊な立地
惑星地球の見方を、太陽系から銀河系へと広げると、まさに立地的にも恵まれていた。銀河の中心に鎮座する太陽質量の推定400万倍にのぼるいて座Ａと呼ばれるブラックホールの周囲では、惑星が産まれる状況ではない。ブラックホールの周囲を回る恒星は、時速４８０万キロの速度で公転している。太陽の周りを時速10万キロで公転する地球よりも確実に早い。厚さ1500光年のバルジに含まれる恒星を取り巻くガスやチリも高温に熱せられる。逆に銀河の外側のハローと呼ばれる領域は、星間ガスが明らかに不足していた。ハローには３つの領域が含まれる。内側に年齢が100億歳を超す金属の含有量が少ない恒星が並ぶ球状星団が150個も点在する。中間には電離化したガス雲が取り巻く。一番外側は、星の数は少ない代わりに、ダークマターの密度が高い。ダークマターは、我々が知る水素やヘリウム、リチウム、酸素や炭素を含めた物質の５倍以上存在すると見られている。どんな物質なのかわかっていない。熱を持つホットダークマター説と、冷えたコールドダークマター説に二分されていた。2026年現在、コールドダークマター説が有力である。電荷は0．他の物質とも相互作用はめったに起こさない。正体はいまだに謎に包まれている。
写真�─‥靴寮邏箍呂琉銘屬鮗┐靴秦杼�図
巨大な質量を持つダークマターは、間違いなく宇宙誕生の紐解く鍵になる。太陽系を含む多くの恒星が重力によってまとまり、銀河系を形作っていたのである。。銀河系からダークマターを失うと、ブラックホールの重力が働く天体をのぞいて、バラバラに散らばっていく。恒星が銀河を外れると、暗く冷たい宇宙空間に冷やされる。したがって、地球上の生物の誕生にも、ダークマターは深く関わっていることになる。ダークマターを唯一確かめるには、重力レンズ効果が有効である。重力レンズ効果とは、アインシュタインの一般相対性理論に基づき、重力によって光が曲がる性質を利用する。望遠鏡を通して、遠くの銀河を観測すると、重い物体により、光の経路が曲がる。光が屈折したところに、銀河など巨大な重力が働く物体が見られなければ、ダークマターが存在した証拠となる。つまりダークマターは、光を通さない目に見えない物質で透明人間のような存在なのだ。他の物質と衝突しても反応を示さず、人類の体を貫通している。
写真�� 重力レンズ効果の解説図
宇宙の全容を理解するべく、2003年にアメリカの天文学者を中心に結成されたコスモスプロジェクトがスタートした。ニューメキシコ州のアパッチポイント天文台にある望遠鏡に光ファイバーを通し、銀河が発見されるごとに、そばにあるアルミ板に穴が開くようになる。アルミ板をコンピューターでスキャンし、宇宙空間の立体画像を作成した。銀河同士が重力によってまとまり、銀河群や銀河団を形成し、巨大なフィラメント状の構造をしていた。銀河群や銀河団の間には、ボイドと呼ばれる空洞領域があり、矮小銀河が点在する。銀河群や銀河団も隣の銀河群や銀河団との間に弱い重力が働き、超銀河団を形成していた。超銀河団は、およそ４つ確認されているが、互いに重力によってまとまっているのか、定かではない。この銀河間を結ぶ宇宙の大規模構造のことを別名「宇宙のクモの巣」という。太陽系を宿す天の川銀河は、およそ40個の銀河が集まる直径500万光年になる「局部銀河群」の一角にある。中心部にあるアンドロメダ銀河は、直径22万光年から24万光年になる。天の川銀河は、局部銀河群では、アンドロメダ銀河に次ぐ２番目の大きさだ。局部銀河群も、直径１億2000万光年になるおとめ座超銀河団の一番端に位置する銀河の集団に過ぎない。2014年には、さらにスケールが拡大した。ラニアケア超銀河団と呼ばれる直径5億光年、10の17乗太陽質量、包含する銀河の数が10万個に及ぶ巨大な塊の存在が明らかになった。他にペルセウス座・うお座超銀河団、うみへび座・ケンタウルス座超銀河団、シャプレー超銀河団の3つが確認されている。
プロジェクトチームは、2007年に重力レンズ効果を使って、ダークマターの分布図を完成させた。銀河の分布図と重ね合わせると、見事に一致した。つまりダークマターは、銀河と銀河を繋ぐ骨組みとなっていたのである。銀河を形作ったダークマターを理解すると、これまで知らなかった宇宙の謎が解明できるといわれている。
写真�� フィラメント構造（2025年最新国立天文台のスパコン「アテルイ�供廚�作成）
宇宙は未知の現象が沢山ある。高度化した地球の文明は、わずかな環境変動にも弱く、すでに人口のパンク状態と指摘する声が上がる。天文学的には、数万年、数百万年はほんの一瞬の出来事に過ぎない。人類が作り出した都市機能は、まさに「砂上の楼閣」である。運命は儚くて短いからこそ、科学者は一瞬の輝きを放つべく、常に未知なる難問に挑むのである。太陽系や銀河系、その果ての存在が明らかになったのは、20世紀だった。望遠鏡を駆使して、遠くの宇宙を見続け、銀河の進化の道筋を紐解いてきた。観測技術の発達に伴い、常に新たな難問に挑んでいる。
写真出展先
写真� 瓮侫薀鵐�・ドレイク博士 2015年7月20日：ロンドンより ロイター通信より
掲載元 GLOBE＋ 更新日：2024.04.29 公開日：2024.04.18
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写真�◆瓧�13星団 Astro Arts メシエ天体 M13 より
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写真��＝Wow!シグナルを表した天文学者の手書き表（赤い字がシグナルを差す）出展：ウィキペディアより
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写真�ぁ瓮轡紂璽瓠璽�ー・レヴィ第9彗星の木星への軌道衝突を表した解説図 出展
全地球史 SL9彗星と木星の衝突 より http://
写真�ァ瓮�ルドビス紀の南極付近に広がっていた大陸図 出展：mage credit:PALEOMAP project / WIKI commons CC BY 4.0 掲載元 ガラパイアー不思議と謎の大冒険ー 牡丹堂 (著)･パルモ (編集)公開： 2025-06-11 21:00 タイトル「この記事のカテゴリ：絶滅・絶滅危惧種生物」あまり知られていないオルドビス紀の大量絶滅の謎、85％の種が絶滅 より
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写真�Α甼γ�の一人ピーターウォード氏 2021年撮影 出展：英語サイト https:/
写真�А畭舂Π榮阿肇廛譟璽肇謄�トニクスの説明 Neo Mag 地球科学と生命の誕生・進化（３）＜生命の誕生・進化を助けた地球環境＞
2023年(令和5年)1月1日 より
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写真�─疆靴寮邏箍呂琉銘屬鮗┐靴真沺―佚検仝�て歩き北九州発 風景 夜空〜宇宙 天の川 想像図より https:/
写真��=重力レンズ効果の解説図 出展：(NASA, ESA & L. Calçada, CC BY) 掲載元 科学技術振興機構 2025年9月8日付【The Conversation】 自然が生み出した「宇宙の拡大鏡」重力レンズ、ダークマターを垣間見る
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写真��＝フィラメント構造 2025年国立天文台のスパコン「アテルイ�供廚砲茲襯轡潺絅譟璽轡腑鵑砲茲辰読舛�出されたダークマターの分布図 PHOTOGRAPH: NATIONAL ASTRONOMICAL OBSERVATORY OF JAPAN/TOMOAKI ISHIYAMA
掲載元 WIRED 2025年6月16日付 https:/
以下 関連日記
・レモン彗星について 2025年12月9日付
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・オルドビス記の大量絶滅 2019年11月21日
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・ドレイクの方程式 2022年8月11日付
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・(4）ダークマターの招待をつかめ ZARDの坂井泉水58回目の誕生日 素粒子物理学から彼女の行き先を考察より 2025年2月10日 https:/
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