地球に生命があることをどれだけ遠くまで検出できますか？

私の推測では、生命を支える惑星はあまりにも遠く離れており、検出することはできません。私たちは、直径が数百光年である私たちの惑星の周りの球の中にあるものだけを見つけることができると思いますが、私は生命を支える惑星はそれよりはるかに遠いかもしれないと疑っています。

別の惑星の生命を検出できる球の直径を推定し、その球内に生命が存在する確率を推定したいと思います。

たとえば、現在のテクノロジーに、地球上の生命を検出できる最も遠い距離を教えてください。その球の中に太陽のような星がいくつありますか？SETIがそれらの星のそれぞれを除外するのにどれくらい時間がかかりますか？

人生を検出するという意味に依存します。Randall Munroeによるこのwhat-if投稿で説明されているように、地球上の藻類は、私たちについて彼らに話す前に、私たちについて外国人に知らせます。

液体の水の存在またはの存在を生命の検出と見なす場合、太陽系外惑星のスペクトル、現在の測定値を調べることにより、そのような検出を行うことができます。これまでに発見された最も遠い太陽系外惑星は、27,700光年の距離にあります。そのため、あなたの質問に対する部分的な答えは、星座の居住可能ゾーン内で発見されたすべての太陽系外惑星のスペクトルを調べて、生命の物語の兆候のサインを探すことです。現在、ESOのVLT、ジェミニ天文台、GTCのOSIRIS機器など、太陽系外惑星の光学反射スペクトルを測定する技術があります$O_2$しかし、SETIにその機能があるかどうかはわかりません。サラシーガー博士の研究をさらに調べることができます。

どんな種類の検出方法が提案されているかを特定せずに広すぎると思われるため、私はこの質問への回答を先送りしました。しかし、あなたが太陽系の観点から直接答えるなら、太陽系を取り、それを私たちから少し離れたところに置くとしたら、地球上の生命の兆候を検出できるでしょうか？その答えはおそらくそうではありません。

現在の技術を使用すると（つまり、現在利用可能な実験と望遠鏡を意味します）、数光年の距離から観測したとしても、おそらく地球上の生命を検出することはできません。したがって、この球内には星はありません（太陽以外）。

1. 地球によく似た惑星は、別の星の周りにはまだ検出されていません。つまり、太陽型の星から1 au（またはそれに近い）で同様の質量、半径、軌道を持つものはありません[編集：もちろん、ケプラー452bには、60ですが、近い競争相手がいます地球よりも大きい％; ジェンキンス等。2015。 ]。現在の技術では、もうすぐです。したがって、地球上の生命のあらゆる方向性のある検索には、開始できる場所が限られています。惑星をまったく検出できない場合、その大気組成を見てバイオマーカーを探す機会はまったくありません（たとえば、酸素とメタンなどの還元ガス、または工業文明からのクロロフルオロカーボン-Lin et al。2014）。大気組成が（粗く、暫定的に）測定された唯一の太陽系外惑星は「熱い木星」です。-親星に非常に近い軌道を回っている巨大な太陽系外惑星。

2. 「ブラインド」検索では、無線署名を探すことができます。もちろん、これはSETIが行っていることです。「地球」の検出について話している場合、意図的な通信の試みについて話しているのではないと想定する必要があるため、ランダムな無線「チャタリング」と文明によって生成される偶発的な信号の検出に頼らなければなりません。SETI Phoenixプロジェクトは、他のインテリジェントライフからの無線信号の最も高度な検索でした。Cullersらからの引用。（2000）：「最も強い信号とは対照的に、典型的な信号は、信号が最も近い星から発信されたとしても、ほとんどの調査の検出しきい値を下回っています」Tarter（2001）からの引用： "現在の感度レベルでは、ターゲットマイクロ波検索は、1光年の距離で強力なテレビ送信機と同等のパワーを検出できます（他の星は存在しません）...」。これらのステートメントの曖昧さは、我々はない EMITが強いような信号は、千光年以上にわたり観測可能になるように計算されています。レーダーを使って太陽系の行動計測に例えば、特定の明確に定義された方向に信号を梁。しかし、これらの信号は、ANに梁、簡単ですターゲットを絞った検索を実行している場合、適切なタイミングで適切な方向を観察できることは非常に幸運である必要があります。

したがって、現在の方法と望遠鏡では成功する可能性はあまりないとの私の主張。しかし、もちろん技術は進歩しており、今後10〜20年でより良い機会があるかもしれません。

有向探索の最初のステップは、地球のような惑星を見つけることです。最初の大きな機会は、2017年に打ち上げられたTESS宇宙船であり、最も明るい50万個の星の周りの地球規模の惑星を検出することができます。ただし、2年間のミッションでは、地球アナログを検出する能力が制限されます。他の地球を見つけるための最善の策は、プラトンの打ち上げで後（おそらく2024）に来るでしょう、再び、最も明るい星を研究する6年間のミッション。しかし、これらの惑星の大気の研究を行うために必要な大きな飛躍があります。直接イメージングと分光法には、おそらく宇宙搭載のゼロ調整干渉計が必要です。太陽系外大気を介した位相効果と透過分光法の間接的な観測には、大きな角度分解能は必要なく、単に非常に高い精度と収集領域が必要です。通常の星の周りの地球の大きさの何かを分光するには、おそらくジェームズウェブ宇宙望遠鏡の後継者（JWST - 2018年打ち上げ）、または今後10年間でE-ELTによって提供されるよりも多くの収集エリアが必要になります。たとえば、Snellen（2013） E-ELTで地球アナログのバイオマーカー信号を検出するには、80-400トランジット相当の暴露時間（つまり80-400年！）が必要だと主張しています！

$\sim 150$

答えるのは非常に難しいと感じています。検出方法は、どこまで検出できるかという点で重要です。私が考えることができる2つの可能性のある方法があり、一方は他方より優れています。最初の方法には、光の速度と波の生成が含まれます。2つ目は、雰囲気をどのように調整したかということです。

基準点（1900年など）を使用すると、19世紀後半に波（ラジオ）の生成が開始されました。私たちは115年前から放送しており、光速で115光年以内にある種が私たちを検出することができました。したがって、RahulとしてのSETIプログラムのアイデアは、私たち自身を放送するつもりで示唆しています。

最良の方法、そして私が人間のために他者を探しているのを見ることができる方法は、大気中毒です。私たちの大気には特定の炭化水素があり、それは人間によってのみ生成されると考えられています。このように考えると、系外惑星周辺の大気中毒も検出される可能性があります。生命の存在を示すものではないため、酸素を検出するだけでは十分ではありません。酸素は、太陽系の他の場所に見られるように、限られた量で自然に生成できますが、私たち自身のような炭素ベースの生命体を維持するには、かなりの量が必要です。汚染物質の検出は、検出を考えるより論理的な方法です。自然に見つけられない要素を作り出すことができれば、それは種がそこにそれを置いたという明確な兆候です。これは光の速度にも依存しますが、しかし、人間が作った汚染物質は波前の時代に存在し、私たちの波の生成よりも光を伝達する時間が長かった。欠点は、汚染物質の検出方法です。現在、人間としては、組成を決定するために通過する惑星を持つ星を使用するか、スペクトルデータ（大気物質を示さない）を使用しています。

もう1つの視点は、カルダシェフの尺度に注目することです。エネルギー消費に基づいてその答えを決定する技術があると言えます。巨大な重力場を検出でき、明らかなエネルギー源がない場合、そのエネルギーは別の種によって収穫される可能性があります。ダイソン球など。このような検出は、私たちの種が積極的に検索しているものではないため、見落としがちだと思います。これは理論的な検出の多くには当てはまりますが、表面温度の上昇とともに惑星と大気の照明を通して、別の種が惑星のエネルギー消費を検出できる可能性があります。

人間の干渉に関しては、せいぜい100〜150光年の範囲を見ていると思います。一般的な生命の検出に関しては、液体水と大気酸素を含む安定したシステムがあったという事実とは別に、他の場所から見た場合に生命が存在することを判断する簡単な方法があった場合、前近代を想像することはできません。

炭素ベースの生命体であるという観点からの議論の提供に頼りすぎている可能性があります。 、同様に、自分自身を検出することを想像する兆候を探します。

編集：ロブジェフリーズの要求どおり。いいえ、現在の技術を使用したトランジットフォトメトリーの使用はまだ不可能です。で、1ly地球のように表示されます2.776*10^-4″> - 3600*(180/π)*(12734/9.460*10^12)または2.776masによって可能である、ESOの超大型望遠鏡VLTミリ秒角の画像にできる角度分解能を持っています。で10ly地球として現れるであろう2.776*10^-5″> - 3600*(180/π)*(12734/9.460*10^13)または277.6μas終了後に、可能チェレンコフ望遠鏡アレイ microarcsecondsの画像にできる角度分解能を有しています。チェレンコフ望遠鏡アレイは、に限定さ100μasれて400nmおり1μas、イメージングできませんが、この次のレベルでは、でイメージングしてい100lyます。ガイアの宇宙船は、最大解決することができます20μasただし、このレベルでは画像化できません。NASAエイムズ研究センターは5μas、まで解決する試みで解像度能力を実証していますが1μas、これもイメージング解像度ではありません。電波については、逆二乗の法則と波の劣化については言及していませんでした。私たち人間にとっては、はい、数キロメートル光年が可能になります。可能性の領域はSquare Kilometer Arrayで開かれます。

推測値を最初から撤回したい場合、実際の汚染と通過測光は、内の1ly既存の無線受信機と同等の、今日の既存の技術を使用して可能1yrです。ただし、新しい楽器がまだ構築されていないという事実を思いとどまれば、これを大幅に増やすことができます。100ly構築されていないものがあるからといって、テクノロジーが存在しないわけではありません（SKAテクノロジーは実現可能ですか？それを今すぐ実現するための技術、私たちはまだそれをしていません。それはそれを存在しない技術にしません）。

Seti Homeは、通過から検出された最初の地球サイズの惑星の発見を発表しました。コーネル大学図書館によるさらなる出版物は、惑星は居住可能なゾーン内にあり、その表面に大気と液体H2Oがある可能性があることを示唆しています。ケプラーの宇宙船はあなたが気づいていない場合には、ケプラーが、これはと呼ばれ、別体の面を横切るボディの遷移として光曲線をマッピングし、この知見を検出トランジット。このテクノロジーがまだ存在しないことを示唆することさえ、テクノロジーがすでに存在している状態で、地球との真のアナログをそのままにしたいのであれば、ばかげています。1ly、可能ですが、構築されていない技術を使用したい場合。100ly。