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2024/12/31
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エネルギーを大量消費する 「高度地球外文明」、 その痕跡探しに新手法 カギは重水素 |
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エネルギーを大量消費する「高度地球外文明」、その痕跡探しに新手法カギは重水素 核融合発電装置を描いた想像図 核融合は、 地球のあらゆるエネルギー生産の 至高の目標であるのは間違いないが、 宇宙でも、エネルギーを大量に消費する 地球外文明の莫大な需要を満たしているかもしれない。 これは、 天文学誌The Astrophysical Journalに 掲載が受理されたばかりの 最新論文で述べられている主張だ。 論文では、 高度な地球外文明の技術的な存在指標 （テクノシグネチャー）を探索するための まったく新しい方法を提唱している。 このアイデアのポイントは、 未来の宇宙望遠鏡と地上望遠鏡を用いて、 できれば今後10年で、 地球型太陽系外惑星の大気に含まれる 水蒸気の高分解能スペクトルを取得することだ。 そうすれば天文学者は、 地球型系外惑星の海洋における、 水素に対する重水素 （原子核が陽子1つと中性子1つで構成される、 水素の安定同位体）の存在量の比率 「重水素対水素比（D/H）」を 測定できると考えられる。 論文の筆頭執筆者で、 米ワシントン大学の惑星科学者デビッド・キャトリングは、 シアトルにある自身のオフィスで取材に応じ、 系外惑星のD/H比の測定により、 この種のテクノシグネチャーを 特定できる可能性があると語った。 キャトリングによると、 重水素の質量は水素の2倍で、 これによって観測されるスペクトル信号に 最大の差異が生じる。 莫大なエネルギーを生成するために、 重水素をヘリウムに変える核融合を利用するのが、 非常に高度な地球外技術が 存在する明確な兆候だと考えられるという発想だ。 地球のD/H比は、 地球が属する天の川銀河（銀河系）の 星間物質で測定された値の約10倍高い。 したがって、 特定の地球型系外惑星の大気中のD/H比が、 星間物質中に自然に見られる基準の 最小値に比べて低いことが判明した場合、 それは真の異常値になるだろう。 太陽系にある岩石惑星の既知のD/H比は、 星間物質のD/H比よりもはるかに高いと、 論文は指摘している。 遠方の地球型系外惑星の異常に低いD/H比を 自然に説明できる既知の方法がないため、 このテクノシグネチャー探索案は有効かもしれない。 エネルギー生産としては、 水素原子を融合してヘリウムにする 太陽型のプロセスよりも、 重水素核融合のほうがより 魅力的なのはなぜだろうか。 キャトリングによると、 重水素はより反応性が高く、 非常に高い温度を必要としない という物理的特性を持つからだ。 水素を融合させる太陽の中心部のような 温度は必要なく、 それほど極端ではない条件で 核融合を起こすことができるという。 もし高度な地球外社会が 重水素核融合を主要なエネルギー生産源として 利用しているなら、 本質的にD/H比が低くなることになる。 海があり、 D/H比が地球とほぼ等しい惑星の場合、 重水素核融合発電によってD/H比が 数億年以内に星間物質の値を 下回るまでに減少すると、 キャトリングと研究チームは指摘している。 D/H比を銀河内では見られない 値にまで変化させると、 それは異常値になると、 キャトリングは説明する。 論文によると、 文明が一度D/H比を 異常に低い値にまで押し下げると、 このテクノシグネチャーは 何十億年も存在し続けるはずだ。 惑星の大気に含まれる水蒸気のスペクトルを 測定することで、 遠方からテクノシグネチャーを確認できるという。 地球外文明が、 すでに滅亡したか、どこかに移住したか、 別の形態のエネルギー生産に 移行したかどうかなどは関係ないと、 論文には記されている。 重水素の恩恵原子核の質量が水素の約2倍の重水素は、 海水1トン当たり約35g含まれている。 それでも、 地球の海洋全体の大きさを考えると膨大な量だという。 地球のエネルギー利用の効率化には 大きな進歩が見られるにもかかわらず、 実際のエネルギー消費量は、 ほぼ指数関数的に増加し続けている。 過去100年を見ると、 人類文明はエネルギー需要を 約9倍に増大させていると、 キャトリングは指摘する。 個々の機器のエネルギー効率化にもかかわらず、 人類のエネルギー消費量は 増加の一途をたどっていると、 キャトリングは続けた。 結論地球外社会で消費されるエネルギーは、 人工知能（AI）、オートメーション、ロボットや、 人類の想像もつかないような技術に 使われる可能性が高いと、 キャトリングと研究チームは 論文の中で指摘している。 キャトリングは今回の取材で、 核融合を利用できるようになれば、 非常に長期にわたって 持続するエネルギー源が手に入るため、 エネルギー消費はもはや 問題ではなくなると語った。 気にせず好きなだけ使えばよいと、 キャトリングは話した。
＜参考： ＞
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