テクノシグネチャー

テクノシグネチャーまたはテクノマーカーは、過去または現在の技術の科学的証拠となる測定可能な特性または効果である。 ^{[1] [2]}テクノシグネチャーは、知的であるかどうかにかかわらず生命の存在を示すバイオシグネチャーに類似している。 ^{[1] [3]}無線送信を定義から除外することを好む著者もいるが^[4]、そのような限定的な用法は広まっていない。ジル・ターターは、地球外知的生命体の探索(SETI) を「テクノシグネチャーの探索」に改名することを提案している。 ^[1]ダイソン球などの超大型 天体工学施設からの放射線漏洩、地球外エキュメノポリスからの光、銀河中心の周りの恒星の軌道を変える力を持つシュカドフスラスタなど、さまざまな種類のテクノシグネチャーは、超望遠鏡で検出できる可能性がある。テクノシグネチャーの例はポール・デイヴィスの2010年の著書『The Eerie Silence』にいくつか記載されているが、「テクノシグネチャー」や「テクノマーカー」という用語はこの本には出てこない。

2023年2月、天文学者たちは820個の星をスキャンした後、追跡研究のために8つの技術的特徴の可能性があるものを検出したと報告した。^[5]

太陽のような恒星の近くに住む生命体によって構築されたダイソン球は、恒星系から放射されるスペクトルの赤外線放射量を増加させる。そのため、フリーマン・ダイソンは、このテーマに関する1960年の論文のタイトルを「人工恒星赤外線放射源の探索」とした。^{[6] SETIは、}太陽類似体からのそのような「赤外線重」スペクトルの探索にこれらの仮定を採用した。2005年以来、フェルミ国立加速器研究所は、赤外線天文衛星からのデータを分析して、そのようなスペクトルの継続的な調査を行っている。^{[7] [8]}

多数の赤外線源のうちの1つをダイソン球として特定するには、ダイソン球と自然発生源を区別する技術の向上が必要になる。^[9]フェルミ国立加速器研究所は17の「あいまいな」候補を発見し、そのうち4つは「面白いがまだ疑問が残る」と名付けられている。^[10]他の探索でもいくつかの候補が見つかったが、未確認のままである。^[7] 2012年10月、太陽系外惑星探索の先駆者の1人である天文学者のジェフ・マーシーは、ダイソン球の兆候の可能性を検出することを目的として、ケプラー望遠鏡のデータを検索するための研究助成金を受けた。 ^[11]

シュカドフ・スラスタは、冷たい分子雲や彗星の衝突など、生命へのさまざまな危険を回避するために恒星の軌道を変更できると仮定されており、ケプラーが探査した太陽系外惑星の通過と同様に検出できる。ただし、惑星とは異なり、スラスタは恒星の表面を完全に横切るのではなく、恒星の表面で突然停止するように見えるため、その技術的な起源が明らかになる。^[12]さらに、太陽系外小惑星を標的とした採掘の証拠は、地球外知的生命体（ETI）を明らかにする可能性がある。 ^[13]さらに、他の惑星の通過シグネチャの中に情報が隠されている可能性があることが示唆されている。^[14]高度な文明は、「制御されたレーザー放射によって、その存在を隠したり、意図的に公表したりする可能性があります。」^[15]潜在的なテクノシグネチャ（またはより明確なシグネチャを検出するための出発点）として提案されている他の特性には、惑星を素数パターンに配置するなどの特異な軌道周期が含まれます。 ^{[16] [17] [18]}恒星のコロナと彩層の活動が変化する可能性がある。^[19]地球外文明は、いくつかの提案された技術的特徴を持つ自由浮遊惑星（放浪惑星）を恒星間輸送に利用する可能性がある。 ^[20]

ある研究によると、もし地球外生命体が存在するなら、彼らはすでに通信ネットワークを構築しており、太陽系内に探査機を置いており、その通信が検知できる可能性があるという。^[21]ジョン・ガーツの研究では、フライバイ（偵察）^[22]探査機が新生太陽系を断続的に監視し、常設探査機が本拠地と通信し、電磁気漏洩や生体信号などのトリガーや条件を使用する可能性があると示唆している。^[23]彼らはまた、放出された光メッセージの検出など、地元の地球外生命体探査機^{[24]を検出するためのいくつかの戦略も示唆している。 [25]彼はまた、通信ノードの星間ネットワークのために、SETI [26]}で一般的である意図的な星間信号の探索は無駄になる可能性があることを発見した。^[27]このアーキテクチャは、光年未満の距離で分離され、隣接する星の間に張られたノードで構成されている可能性がある。^{[28]また、パルサーを}ビーコンとして含む可能性もある^[29]あるいは、ビームがメカニズムによって変調されているノードも探知できる可能性がある。 ^[30]さらに、ある研究では、以前の探索では費用対効果の高い電磁信号ビーコンは検出されなかったと示唆している。^[31]

ハーバード・スミソニアン天体物理学センターのアヴィ・ローブやプリンストン大学のエドウィン・L・ターナーなど、さまざまな天文学者が、都市、産業、交通網などから発せられる人工的な光が地球外惑星から検出され、高度な文明の存在を示す可能性があると提唱している。しかし、このようなアプローチは、文明によって生成される放射エネルギーが比較的集中しているため、簡単に検出できるという仮定に基づいている。^{[32] [33]}

惑星から検出された光と熱は、惑星に知的生命体が存在することを決定的に証明するためには、自然の源と区別されなければならない。^[4]例えば、NASAの2012年のブラックマーブル実験では、乾燥した西オーストラリアの慢性的な山火事など、地球上の重要な安定した光と熱源は、無人地域に由来し、自然に発生していることが示された。 ^[34]提案されているLUVOIR Aは、プロキシマbで300時間で地球の12倍の都市の明かりを検出できる可能性がある。^[35]

すでに太陽系のさまざまな天体や、いくつかのホットジュピター系太陽系外惑星で初歩的な方法で行われているように、惑星の大気の分析により、技術文明によって生成された化学物質の存在が明らかになる可能性がある。^{[37] [38]たとえば、}二酸化窒素やクロロフルオロカーボンなど、地球上での人間の技術使用による大気放出は、宇宙から検出可能である。^[39]したがって、人工的な大気汚染は、太陽系外惑星と地球で「大気 SETI」を介して検出可能であり、NO2 汚染レベルと今日に近い望遠鏡技術を含む_。 [ ^{40] [41] [42] [43]}このようなテクノシグネチャーは、特定の化学物質1つのレベルの検出ではなく、大気中の複数の特定の化学物質レベルの同時検出から構成される可能性がある。^[44]

しかし、誤検出の可能性は残っている。例えば、タイタンの大気には、地球上の産業汚染物質に似た複雑な化学物質の痕跡が検出できるが、これは文明の副産物ではない。^[45] SETI科学者の中には、ETIの植民地化のために居住可能な環境を作り出すために惑星工学によって作り出された人工大気を探すことを提案している者もいる。^[38]

星間宇宙船は、反物質ロケットから放出される光子や、磁気帆と星間物質の相互作用から生じるサイクロトロン放射など、さまざまな形態の放射線を通じて、数百から数千光年離れた場所から検出できる可能性がある。そのような信号は自然信号と簡単に区別できるため、検出されれば地球外生命体の存在を確固たるものにすることができる。^[46]さらに、太陽系内のより小型のブレイスウェル探査機も、光学または電波による探査で検出できる可能性がある。 ^{[47] [48]}自己複製宇宙船またはその通信ネットワークは、太陽系内または近くの恒星系で検出できる可能性がある（^[49]それらがそこに存在する場合）。^[50]そのような技術またはその足跡は、地球の軌道上、月、または地球上にある可能性がある。

あまり進んでいない技術だが、人類の現在の技術レベルに近いのが、カナリア天体物理学研究所の天体物理学者ヘクター・ソカス＝ナバロが提唱するクラーク・エキソベルトである。^{[51]この仮想のベルトは、}太陽系外惑星の周りの静止軌道を占めるすべての人工衛星によって形成される。初期のシミュレーションでは、非常に密度の高い衛星ベルトは、私たちよりも中程度に進んだ文明さえあれば、太陽系外惑星を通過する光曲線から既存の技術で検出できると思われたが、^[52]その後の分析でこの結果に疑問が投げかけられ、現在および今後のミッションで検出できるエキソベルトは非常に稀であることが示唆されている。^[53]

地球外生命体が「新たな故郷に到着すると、そのような生命体はほぼ確実にテクノシグネチャー（そこにたどり着くためにテクノロジーを使ったため）を作成し、その一部が最終的に新たな生物圏を生み出す可能性もある」と示唆されている。^[54]微生物のDNAは自己複製メッセージに使用された可能性がある。^{[55] [追加の引用が必要]}参照: DNAデジタルデータストレージ

太陽電池パネルなどの低アルベドまたは高アルベドの設備も検出できる可能性があるが、人工の巨大構造物を高アルベドおよび低アルベドの自然環境（例：明るい氷冠）と区別することは不可能かもしれない。^[26]

ダイソン球を探す最初の試みの一つは、1985年にモスクワのロシア宇宙研究所のヴィアチェスラフ・スライシュが赤外線天文衛星（IRAS）のデータを使って行ったものである。^[57]

 2001年頃のもう一つのテクノシグネチャーの探索では、コンプトンガンマ線観測所のデータの分析が行われ、反物質の痕跡が発見されたが、「SETIとはおそらく関係のない興味深いスペクトル」1つを除いて何も見つからなかった。^[58]

2005年、フェルミ国立加速器研究所はIRASのデータを分析し、そのようなスペクトルの調査を継続していた。^{[59] [60]}多数の赤外線源の1つをダイソン球として特定するには、ダイソン球と自然源を区別する技術の向上が必要になる。^[61]フェルミ国立加速器研究所は17の「あいまいな」候補を発見し、そのうち4つは「面白いがまだ疑わしい」と名付けられた。^[10]他の調査でもいくつかの候補が見つかったが、それらは未確認である。^[62]

2005年の論文で、リュック・アーノルドは、特徴的なトランジット光曲線の特徴から惑星サイズの人工物を検出する方法を提案した。彼は、そのような技術的特徴は、当時のコロー計画やケプラー計画のように、トランジット法で太陽系外惑星を検出することを目的とした宇宙ミッションの範囲内にあることを示した。 ^[63]この検出原理は、将来の太陽系外惑星ミッションにも適用可能である。^{[64] [65] [66]}

2012年、ジェイソン・ライト率いる3人の天文学者がテンプルトン財団の助成金を受けて2年間にわたるダイソン球の探索を開始した。^[67]

2013年、ジェフ・マーシーはケプラー望遠鏡のデータを使用してダイソン球とレーザーを使用した星間通信を探すための資金を受け取りました。 ^[68]そして、ルシアンヌ・ウォーコヴィッツは恒星の光度測定における人工的な特徴を検出するための資金を受け取りました。^[69]

2016年から、カリフォルニア大学ロサンゼルス校（UCLA）の天文学者ジャン＝リュック・マルゴは大型電波望遠鏡を使ってテクノシグネチャーの探索を行っている。^[2]

2016年、消失する星はテクノシグネチャーの可能性があると提案された。^[70]消失する星を探すパイロットプロジェクトが実施され、候補となる天体が1つ見つかった。2019年には、1世紀の観測で消失・出現する源（VASCO）プロジェクト^[71]が、消失・出現する星やその他の天体物理学的トランジェントのより一般的な探索を開始した。 ^[70]彼らは、画像データの15％を分析しながら、「最も自然起源である可能性が高い」100個の赤色トランジェントを特定した。2020年、VASCOコラボレーションは市民科学プロジェクトを開始し、何千もの候補天体の画像を精査した。 ^[72]市民科学プロジェクトは、主にアフリカ諸国の学校やアマチュア協会と緊密に協力して実施されている。^[73] VASCOプロジェクトは、「おそらくこれまでで最も一般的な遺物探索」と呼ばれている。^[74] 2021年、VASCOの主任研究員であるベアトリス・ビジャロエルは、このプロジェクトでスウェーデンでロレアル・ユネスコ賞を受賞した。 ^[75] 2021年6月、この共同研究チームは、1950年に撮影されたアーカイブプレートから同時に現れて消えたように見える9つの光源を発見したことを発表した。^[76]ビジャロエルのチームはまた、1952年7月19日に1時間以内に露光されたプレート上で消えた16等星3つを発見した。^[77]

2020年6月、NASAは30年ぶりにSETIに特化した助成金を授与された。この助成金は、オンラインのテクノシグネチャーライブラリの作成と登録を含む、電波以外の高度な地球外文明からのテクノシグネチャーのNASA資金による最初の探索に資金を提供する。^{[78] [79] [80]} NASAが後援するオンラインワークショップTechnoClimes 2020によって作成された2021年の科学的レビューでは、テクノシグネチャーの探索のための最適なミッションコンセプトが分類された。このレビューでは、シグネチャーに必要な技術を開発する能力に対する人類の距離に関する指標、つまり現代の人間の技術の足跡、関連する検出方法、および他の天文学に対する探索の付随的な利点との比較に基づいてシグネチャーを評価している。この研究の結論には、太陽系内で探査機を含む遺物を探索するためのミッションを組織するための強力な根拠が含まれている。^{[81] [56]}

2021年、天文学者たちは、テクノシグネチャー候補BLC1がある種の局所的な無線周波数干渉の結果である可能性があると結論付けた後、「狭帯域テクノシグネチャー信号の検証チェック」の一連の手順を提案した。^[82]

月面観測所の方が成功する可能性があると示唆されている。^{[83] [84]} 2022年に、科学者たちは、進行中、最近、過去、計画中、提案中のミッションと観測所が、さまざまなエイリアンのテクノシグネチャーを検出できる能力の概要を示した。^{[85] [86]}

スティーブン・J・ディックは、一般的に、SETIの検出が成功した場合の対処法に関する原則は存在しないと述べている。テクノシグネチャーの検出には、宇宙倫理^[87]や関連する機械倫理（例えば、機械に適用される倫理的価値に関連する）に関する情報を伝えるなどの倫理的な意味合いがあったり、エイリアンの社会や歴史や運命に関する情報が含まれていたりする可能性があり、検出されたシグネチャーの技術の種類、普及度、形式によって異なる可能性がある。さらに、検出されたテクノシグネチャーとその配布または普及に関するさまざまな種類の情報は、時間と状況によっても異なる意味合いを持つ可能性がある。

• レーザー SETI
• 静かなエイリアンと騒々しいエイリアン – 宇宙生物学の概念
• UFOレポート（米国諜報機関）
• カルダシェフの尺度 – 文明の進化の尺度

• NASAテクノシグネチャーワークショップ参加者（2019年1月28日）。NASAとテクノシグネチャーの探索：NASAテクノシグネチャーワークショップからの報告。arXiv ：1812.08681v2。