宇宙探査の黄金時代に私たちは生きている。科学者たちは、かつてない速さで大量の新しい情報と科学的証拠を収集している。しかし、古くからの問いは依然として答えが出ていない：私たちは宇宙で唯一の存在なのだろうか。
ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡のような宇宙基地型の機器を含む新しい望遠鏡技術により、地球上の生命と同様の生命を支える可能性のある数千の居住可能な系外惑星を発見することができるようになった。
重力波検出器は、何百万光年も離れた場所にある、ブラックホールや超新星による時空の歪みを検出することで、宇宙探査の新しい道を切り開いた。
商業宇宙事業は、これらの進歩をさらに加速させ、より高度な宇宙船と再利用可能なロケットの開発につながり、宇宙探査の新時代を象徴している。
NASAのOSIRIS-REx計画は、地球から2億700万マイル離れた小惑星ベンヌに着陸し、岩石と塵のサンプルを持ち帰ることに成功した。
複数の国が月や火星にロボットを配備する能力を開発し、将来的にはこれらの天体に人類を送り込む計画を立てている。
これらの野心的な取り組みの中心的な推進力は、依然として宇宙のどこかに生命が存在する—あるいは存在した—という根本的な疑問である。
生命の定義
生命を定義することは驚くほど難しい。直感的には生物を生命体として認識するが、正確な定義は依然として明確ではない。辞書にはさまざまな説明があり、成長し、繁殖し、刺激に反応する能力などが挙げられている。
しかし、これらの定義でさえも曖昧になり得る。
より包括的な定義では、生命を情報を処理し、無秩序さや乱雑さの少ない低エントロピー状態を維持できる、自己維持的な化学システムとして考える。
生命体は、分子構造を維持し、高度に組織化された構造と機能を保つために、絶えずエネルギーを必要とする。このエネルギーがなければ、生命はすぐに混沌と崩壊に向かうだろう。この定義は、生命の動的で複雑な性質を包含し、適応し進化する能力を強調している。
現在理解されている地球上の生命は、DNA、RNA、タンパク質の相互作用に基づいている。DNAは生命の設計図として機能し、生物の発達、生存、繁殖に必要な遺伝情報を含んでいる。これらの情報は、細胞内で広範な機能を担うタンパク質の生産を導くメッセージに変換される。
炭素原子で連結された長い分子鎖に基づくDNA複製、タンパク質合成、細胞プロセスというこの複雑なシステムは、地球上の生命にとって基本的なものである。しかし、宇宙には全く異なる原理と生化学に基づく生命体が存在する可能性がある。
炭素以外の可能性
他の場所での生命は、異なる元素を構成要素として使用している可能性がある。炭素と化学的な類似性を持つケイ素が、潜在的な代替物として提案されている。
もし存在するなら、ケイ素を基礎とする生命体は独自の特徴と適応を示すかもしれない。例えば、炭素基盤の生物における骨や殻に相当する、ケイ素を基礎とした構造を使用している可能性がある。
ケイ素を基礎とする生物は地球では未だ発見されていないが、ケイ素は多くの既存の生命体において重要な役割を果たしている。多くの植物や動物にとって重要な二次的構成要素として、構造的および機能的役割を果たしている。例えば、海洋に生息する珪藻類という種類の藻類は、二酸化ケイ素でできた透明なガラス質の細胞壁を持っている。
これは珪藻類がケイ素を基礎とする生命体であることを意味するわけではないが、ケイ素が確かに生命体の構成要素として機能し得ることを証明している。しかし、ケイ素を基礎とする生命体が実際に存在するのか、またそれらがどのような姿をしているのかは、まだ分かっていない。
地球上の生命の起源
地球上での生命の発生については、競合する仮説が存在する。一つは、生命の構成要素が隕石によって、あるいは隕石の中に運ばれてきたというものである。もう一つは、それらの構成要素が私たちの惑星の初期環境において、地球化学的過程を通じて自然に集まったというものである。
隕石からは実際に、生命に不可欠なアミノ酸を含む有機分子が発見されている。有機分子が深宇宙で形成され、その後、隕石や小惑星によって地球にもたらされた可能性がある。
一方、初期地球における地球化学的プロセス、例えば温かい小さな池や海底の熱水噴出孔で起こるようなプロセスも、生命が出現するために必要な条件と成分を提供した可能性がある。
しかし、RNA、DNA、最初の細胞生命が地球上で形成される包括的で確実な経路を示した研究室は、まだ存在していない。
多くの生物分子はキラルであり、左手と右手のように互いに鏡像関係にある2つの形態で存在する。通常、左手型と右手型の分子は自然界で同量生成されるが、最近の隕石の分析により、最大60パーセントまでの左手型優位の若干の非対称性が明らかになった。
宇宙由来の有機分子におけるこの非対称性は、地球上のすべての生体分子（タンパク質、糖類、アミノ酸、RNA、DNA）でも観察され、これは宇宙からもたらされた微小な不均衡に起因している可能性があり、地球上の生命が地球外起源であるという説を支持している。
生命の可能性
多くの有機分子で観察されるキラリティのわずかな不均衡は、地球上の生命が有機分子の地球外からの供給に由来することを示す指標かもしれない。私たちは、他の場所で発生した生命の子孫である可能性が十分にある。
1961年に天文学者Frank Drakeによって開発されたドレイクの方程式は、私たちの銀河系内で検出可能な文明の数を推定するための枠組みを提供している。
この方程式は、恒星形成率や惑星を持つ恒星の割合などの要因を組み込み、知的生命が出現する可能性のある惑星の割合を計算する。この公式を用いた楽観的な推定では、天の川銀河だけでも12,500の知的な異星文明が存在する可能性があるとされている。
地球外生命の主要な論拠は確率論的なものであり続けている：恒星と惑星の膨大な数を考慮すると、他の場所で生命が発生しないという可能性は極めて低いように思われる。
観測可能な宇宙で人類が唯一の技術的文明である確率は、100億兆分の1未満と考えられている。さらに、居住可能な惑星で文明が発達する確率は600億分の1よりも高い。
観測可能な宇宙には推定200億兆個の恒星が存在することから、他の技術的種の存在は非常に高い確率で、おそらく私たちの天の川銀河内にも存在する可能性がある。
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