私たちは地球外知的生命体（ETI）が存在するならば、彼らは私たちをまだ悩ませている問題を克服した文明だと考える傾向がある。彼らは先進的で平和的で、疾病のない技術社会であり、絶対的な政治的安定を享受し、完璧な工学的偉業を成し遂げている。しかし、エントロピーが出来事の展開する舞台を設定している宇宙でそれは本当に可能なのだろうか？
私たちは文明の進歩を想像するためにカルダシェフ・スケールを使用している。このスケールの根底にあるのは、エネルギーがその進歩を推進するという理解だ。私たちの原始的な祖先は、塊茎を掘り、果物やナッツを摘み、死肉を漁ることでエネルギーを得ていた。やがて、私たちは組織的なグループで働き、獲物を狩るようになった。火の広範な使用は、より多くの栄養素が利用可能になったため、進歩を促した。その後、風車、水車、石炭燃焼が登場した。現在、私たちは太陽光発電所、原子核分裂炉、巨大な水力発電ダムを建設している。
カルダシェフ・スケールはそこから始まり、技術的文明がどのようにエネルギーを利用するかを理解する方法を提供している。カルダシェフI型文明は、その惑星に到達する恒星からのすべてのエネルギーを利用する。II型文明は、ダイソン球やサテライト・メガスウォームのようなものを使って恒星からのすべてのエネルギーを利用する。III型文明は銀河規模でエネルギーを利用する。現在、私たちはカルダシェフ・スケールで約0.7にいると言われている。カルダシェフ・スケールは有益な思考実験だが、現実的なのだろうか？カルダシェフII型のメガスウォームは持続可能なのだろうか？
「一見すると、メガスウォームは理想的な受動的テクノシグネチャーに見えるかもしれない。宇宙が周囲で老化していく中で、無敵のまま座っている永久的な構造物だ」
Brian Lacki, Breakthrough Listen Initiative
Breakthrough Listen Initiativeの理論天文学者Brian Lacki氏による新しい研究は、カルダシェフII型文明によって採用されるサテライト・メガスウォームの実現可能性を検討している。その研究は「Ground to Dust: Collisional Cascades and the Fate of Kardashev II Megaswarms（塵に帰す：衝突カスケードとカルダシェフIIメガスウォームの運命）」と題され、『The Astrophysical Journal』誌に掲載される予定だ。
「地球外知的生命体は、エネルギーを収集したり、遠くの観測者に信号を送ったりするために、恒星の周りに構造物を配置すると推測されている」とLacki氏は書いている。「もし存在するなら、これらはほとんどの場合、宿主の周りを周回する衛星（要素）の膨大な星座であるメガスウォームだろう」
そのようなシステムの構築と維持に関わる工学は途方もない。そのようなメガスウォームは、何百万または何十億もの個々の要素で構成されるだろう。潜在的な衝突はシステムを脅かし、千年またはそれ以上の間自己修正できる複雑な誘導システムを必要とするだろう。また、バックアップシステムとフェイルセーフ機構も必要だ。危険なのは、要素の1つが故障すると、別の要素と衝突し、システム全体を崩壊させる可能性のある衝突のカスケードを引き起こす可能性があることだ。
「長寿命のメガスウォームは非常に強力なテクノシグネチャーだが、誘導システムが故障し始めると衝突カスケードの影響を受けやすい」とLacki氏は書いている。
Lackiはそのようなスウォームの衝突時間を「大まかに言えば、スウォームのカバー率で割った軌道周期」と計算した。彼は、スウォームの構造を変えることで衝突速度を変えることができるが、要素の軌道にランダム性が現れると衝突は確実だと述べている。彼はまた、「…衝突カスケードが始まると、超高速衝突の場合、それは非常に急速に発展する可能性がある」と述べている。
リドフ・コザイ効果を含む複数の自然力が軌道物体を乱すことがある。これは三体系における動的現象で、遠くにある第三の物体が二体系に摂動を引き起こす。メガスウォームでは、三つの物体は恒星、スウォーム、惑星である可能性があり、あるいは連星と メガスウォームである可能性もある。いずれの場合も、この効果は継続的に監視および修正する必要のある軌道の不規則性を生じさせる。
リドフ・コザイ効果は「…最初は高い傾斜の円軌道が、低い傾斜の非常に偏心した軌道へと循環し、また戻る」状況を作り出す。これらの偏差は問題を引き起こす。「これはメガスウォームの生存にとって非常に関連性が高い。なぜなら、異なる傾斜を持つ要素が最初に非常に離れた半長軸を持っていない限り、元々高い傾斜にあった要素は赤道面に入り込み、そこを高速で周回している要素と衝突するからだ」とLackiは説明している。
つまり、十分に大きな摂動体は急速にメガスウォームを破壊し、システムのエネルギー利用能力を阻害する可能性がある。私たちの太陽系では、木星は主要な摂動体であり、数百万年でシステムを不安定化させる可能性がある。連星系では、メガスウォームはわずか数千年で衝突カスケードに安定化する可能性がある。これらは長い時間スケールに聞こえるかもしれないが、II型文明にとってはそうではない。
メガスウォームのもう一つの問題はヤルコフスキー効果だ。これは、太陽光子が表面の異なる部分に異なる量で当たることで回転する物体に影響を与える。これにより、物体が熱を吸収して放射する方法に微妙な違いが生じる。熱を再放射するとき、物体は光子を放出し、それがわずかな推力を生み出す。時間が経つと、これにより物体の宇宙空間での動きが変わる可能性がある。メガスウォーム内のすべての要素はこの効果の影響を受けるため、摂動は確実に発生する。
恒星自体に起因するメガスウォームの他の問題もある。
恒星は完全な球体ではない。その回転により扁平回転楕円体になる。つまり、非球形の重力場を持ち、メガスウォームが周回する領域に重力の変動を生じさせる。これは、特に恒星が老化するにつれて非常に長い期間にわたって考慮され、修正される必要がある。また、太陽風や太陽気象、メガスウォームの要素に当たる可能性のあるコロナ質量放出にも対処する必要がある。
これらの理由と論文で概説されている他の理由から、Lacki氏は「ほとんどのメガスウォームは、積極的な維持がなければ、宇宙的時間スケールでは短命である可能性が高い」と書いている。
「一見すると、メガスウォームは理想的な受動的テクノシグネチャーに見えるかもしれない。宇宙が周囲で老化していく中で、無敵のまま座っている永久的な構造物だ」とLackiは結論で書いている。「メガスウォームが積極的に維持されない限り、重力と放射の摂動により歳差運動が生じ、場合によっては離心率が増大する。これによりベルトが膨張して重なり合い、ベルト内および異なるベルト間の要素の衝突が可能になる」
しかし、長期間にわたる積極的な維持は政治的問題をもたらす。文明全体が一つの巨大で圧倒的な工学プロジェクトに依存しているとき、政治的言説はどのようなものになるだろうか？文明はそのような長期間にわたって統一され、一貫性を保つことができるだろうか？私たちの絶え間ない内部闘争が何らかの指標になるとすれば、彼らは統一を維持できない可能性がある。
反逆的な政治運動や宗教運動はどうだろうか？テロリズムはどうだろうか？先進文明はこれらの脅威を排除するだろうか？誰にもわからない。どの文明がグレート・フィルターを生き残れるかさえ、誰にもわからない。
「衝突カスケードによってもたらされる破壊は、規模に関係なく、軌道スウォームの一般的な特性だ」とLacki氏は結論づけている。「彼らはこれらの共有地を調整・規制するか、休むことなく構築したものを修理し続けるか、あるいはすべてを塵に帰させるかのいずれかを選ばなければならない」
