くじら座タウ星の植民地11.9光年先のもう一つの人類
通信に12年の遅れがある人類の植民地は、新しい文明に分かれてしまうか?創始者効果、言語の変化など、実際の科学を扱う。
一団の人々が、11.9光年先のくじら座タウ星へ飛んだ。数世紀後、彼らはまだ「私たち」なのだろうか。ゲームの「くじら座タウ星の植民地」チャンネルは、まさにこれを問う。11.9年の通信遅延で隔てられた2つの人類社会は、ゆっくりと2つの文明になっていくのだろうか。
このページでは、この問いの背景にある本物の科学を取り上げる。くじら座タウ星はどんな星か、閉鎖生態系はなぜ難しいか、創始者効果や言語の変化の実例。そのあと、ゲームが想像した物語の概略と、関連する本物の研究を挙げる。植民地そのものはフィクションで、くじら座タウ星の惑星はまだ候補にすぎない。
くじら座タウ星:実在のご近所
くじら座タウ星は太陽から11.9光年の距離にあり、質量は太陽の約78%、重元素は太陽の約28%しかない。2017年の視線速度の解析で、周りに4つの惑星候補が見つかり、外側の2つはハビタブルゾーンの内縁と外縁の近くにある。周囲の塵は太陽系の10倍以上あり、彗星や小惑星がはるかに多く、惑星への衝突もより頻繁だと考えられる。
くじら座タウ星から見ると、太陽はうしかい座のアークトゥルス付近にある約2.6等の星に見える。肉眼で見えるが、目立ちはしない。1960年、人類初の組織的なエイリアン信号の傍受(オズマ計画)は、この星に向けられた。
閉じた家がなぜ難しいか
- ドーム農場:1991年、8人が密閉されたバイオスフィア2に入った。1年と少しで、中の酸素は20.9%から約14.5%に下がり、外から酸素を足す必要が出た。閉鎖生態系を保つのは、聞こえるよりはるかに難しい。
- 別の重力:骨は、受ける負荷に応じて自らを作り変える。宇宙ステーションの宇宙飛行士は、負荷がなくなるために、月に1%から1.5%の骨量を失う。
- 鏡像の生命:地球の生命は、ほぼ左手型のアミノ酸と右手型の糖だけを使う。別の惑星の生命が鏡像の分子を使っていたら、2種類の生命はおそらくお互いを消化できない。
分裂はどう起こるか
- 創始者効果:1775年ごろ、台風でミクロネシアのピンゲラップ島に約20人しか生き残らず、そのうち1人が全色盲の遺伝子を持っていた。いま島の人のほぼ10%が全色盲だ。アメリカでは約33,000人に1人の割合である。
- 方言:アイスランド人は9世紀にノルウェーを離れた。1000年以上たったいまも、アイスランド人は13世紀のサガをかなり楽に読めるが、ノルウェー語のほうがはるかに大きく変わった。隔絶は、言語を遠くへ漂わせることもあれば、ほとんど凍結させることもある。
- グリーンランドの教訓:グリーンランドのノース人の入植地は、およそ985年から15世紀まで続いた。ヨーロッパとの接触は細っていき、最後には跡形もなく消えた。
- 独自の科学:大腸菌の長期進化実験は1988年に始まった。3万世代以上たつと、12の集団のうち1つが、酸素のある環境でクエン酸を食べることを突然覚えた。
両側をつなぎ続けるには
電波が太陽系からくじら座タウ星まで届くのに、11.9年かかる。質問をして、いちばん早くて23.8年後に答えが返ってくる。連絡を保つには中継が必要だ。米国のディープスペースネットワークには、カリフォルニア、スペインのマドリード、オーストラリアのキャンベラに大型アンテナ群があり、経度でおよそ120度ずつ離れているので、地球がどちらを向いても、どこかの群が遠くの探査機に向けられる。
計測では、2019年からキログラムはプランク定数で定義され、パリ近郊の白金イリジウムの円筒に頼らなくなった。そのため、十分な実験室を持つ文明なら、同じキログラムを独自に再現できる。制度では、1967年の宇宙条約が、どの国も月やほかの天体の領有を主張できないと定めており、宇宙法の土台であり続けている。言語では、ボイジャーのゴールデンレコードに55の言語のあいさつが収められている。
ゲームでの考え方
ここから先はゲーム設定。このチャンネルは、星間文明の時代に「恒星間飛行」を完了すると見つかる。最初の世代宇宙船が、くじら座タウ星に到着する。中心となる仕組みは分岐だ。両側の間では一文が届くのに11.9時間かかり、誰も意図的に変えなくても、言葉も体も習慣も、少しずつ離れていく。分岐が大きいほど、植民地は創造的になる(産出が上がる)が、あなたからは遠くなる。主文明の手紙は、分岐をある程度引き戻せる。
シナリオでは、船は最も外側の惑星候補に降り立つ。そこは寒いが、水がある。その惑星は地球よりずっと重く、数世代のうちに入植者は背が低く、頑丈になる。土壌で見つけた現地の微生物は、右手型のアミノ酸を使っている。両側は、あらゆる計測の単位を物理定数から始めることで合意し、改訂のたびに往復23.8年かかる憲章に署名する。植民地は最初の手紙を自分たちの言葉で書き、翻訳を添える。このチャンネルには3つのエンディングがある。連邦、姉妹文明、他人。すべてフィクションだ。
関連する3つの小説
- オーロラ(キム・スタンリー・ロビンスン、2015年):閉鎖生態系がゆっくりと均衡を失っていく描写には、本物の根拠がある(バイオスフィア2)。くじら座タウ星の惑星はまだ候補にすぎず、作中の月や生命は創作だ。
- ファウンデーション(アイザック・アシモフ、1951年):統計の法則は、大きな集団の行動を実際に予測できるが、個人の行動は予測できない。作中の超光速ジャンプはフィクションだ。
- タイムマシン(H・G・ウェルズ、1895年):特殊相対性理論は「未来への旅」(時間の遅れ)を許す。過去へ戻る実用的な案は、いまもない。
関連する本物の研究
以下の研究は、植民、言語の広がり、太陽系からの脱出に関するもの。関連する本物の科学であり、植民地が分裂することの証拠ではない。
- 言語と関連するFOXP2遺伝子は、人類の系統で特徴的な変化を遂げた(Enard ら、Nature、2002年)。
- 農耕民の拡大が、その言語を多くの地域に運び、今日の語族の分布を形づくった(Diamond と Bellwood、Science、2003年)。
- 地上のレーザーアレイで超軽量の帆を押せば、探査機を光速の5分の1まで加速できる(Lubin、Journal of the British Interplanetary Society、2016年)。
- ボイジャー1号が測定した粒子の変化は、探査機が太陽風の影響圏を出て、星間空間に入ったことを示す(Stone ら、Science、2013年)。
実際の根拠
着陸:くじら座タウ星は太陽から11.9光年にあり、質量は太陽の約78%、重元素は太陽の約28%しかない。2017年の視線速度の分析で、その周りに4つの惑星候補が見つかり、外側の2つは、ハビタブルゾーンの内縁と外縁の近くにある。
塵の円盤:くじら座タウ星の周りの塵は、太陽系の10倍以上ある。そこには彗星や小惑星がずっと多く、惑星への衝突もより頻繁だということだ。
ドーム農場:1991年、8人が密閉されたバイオスフィア2に入った。1年あまりで、中の酸素は20.9%から約14.5%まで下がり、外から酸素を足さなければならなかった。閉じた生態系を保つのは、見かけよりはるかに難しい。
創始者効果:1775年ごろ、台風のあとの太平洋のピンゲラップ島には約20人しか残らず、そのうち1人が完全色覚異常の遺伝子を持っていた。いまではその島の人の約10%が完全色覚異常だ。アメリカでは、3万3000人に1人の割合だ。
11.9年のこだま:電波が太陽系からくじら座タウ星まで届くのに11.9年かかる。質問を送っても、答えが返ってくるのは早くても23.8年後だ。
新しい空:くじら座タウ星から見ると、太陽はうしかい座のアルクトゥルスの近くに、2.6等ほどの星として見える。肉眼で見えるが、目立たない。
方言:アイスランド人は9世紀にノルウェーから出発した。千年以上たった今も、アイスランド人は13世紀のサガをわりあい楽に読めるが、ノルウェー語のほうはずっと大きく変わった。隔絶は言語を遠くへ漂わせることも、ほとんど止めてしまうこともある。
共通のものさし:2019年から、キログラムはプランク定数で定義されている。パリ近郊にある白金イリジウムの円柱には、もう頼らない。十分な設備の研究室を持つ文明なら、どこでも独力で同じ1キログラムを再現できる。
別の重力:骨は、かかる負荷に合わせて作り直される。宇宙ステーションの宇宙飛行士は、負荷がなくなるため、毎月骨量の1%から1.5%ほどを失う。
中継局:アメリカの深宇宙ネットワークは、カリフォルニア、スペインのマドリード、オーストラリアのキャンベラに大型アンテナ群を置いている。経度で約120度ずつ離れていて、地球がどう回っても、どれかが遠くの探査機を向ける。
グリーンランドの教訓:グリーンランドのノルウェー人入植地は、985年ごろから15世紀まで続いた。ヨーロッパとの行き来は減る一方で、最後は音もなく消えた。
鏡像の生命:地球の生命が使うのは、ほぼ左手型のアミノ酸と右手型の糖だけだ。ほかの惑星の生命が鏡像の分子を使っていれば、二つの生命はおそらくたがいを消化できない。
連邦憲章:1967年の宇宙条約は、どの国も月やほかの天体の領有を主張できないと定めている。今も宇宙法の土台だ。
自前の科学:大腸菌の長期進化実験は1988年に始まった。3万世代以上を経て、12の集団のうち一つだけが、酸素のある環境でクエン酸を食べるようになった。
新しい言語の手紙:ボイジャーのゴールデンレコードには、55の言語のあいさつが収められている。
『オーロラ』(キム・スタンリー・ロビンスン、2015年)の科学:閉じた生態系が少しずつバランスを崩していく描写には、実際の裏づけがある(バイオスフィア2)。くじら座タウ星の惑星はまだ候補にすぎず、作中の月と生命はフィクション。
『ファウンデーション』(アイザック・アシモフ、1951年)の科学:統計法則は大きな集団の行動を予測できるが、個人は予測できない。作中の超光速ジャンプはフィクション。
『タイム・マシン』(H・G・ウェルズ、1895年)の科学:特殊相対性理論は「未来への旅」(時間の遅れ)を許す。過去へ戻る方法は、今も実現可能な案がない。
関連する研究
これらの研究はこのトピックに関連しますが、このページの直接の証拠ではありません。
言語の遺伝子:言語に関連するFOXP2遺伝子は、人類の系統で特別な変化を遂げた。
出典:Enard et al., Nature 2002, "Molecular evolution of FOXP2, a gene involved in speech and language"
農民と言語:農耕民の拡大が彼らの言語を新しい土地へ運び、今日の語族の分布を形づくった。
出典:Diamond & Bellwood, Science 2003, "Farmers and their languages: the first expansions"
星へのライトセイル:地上のレーザーアレイで極軽量のライトセイルを押せば、探査機を光速の5分の1まで加速できる。
出典:Lubin, Journal of the British Interplanetary Society 2016, "A roadmap to interstellar flight"
太陽圏を出る:ボイジャー1号が測定した粒子の変化は、太陽風の領域を出て星間空間に入ったことを示している。
出典:Stone et al., Science 2013, "Voyager 1 observes low-energy galactic cosmic rays in a region depleted of heliospheric ions"
ゲーム設定(創作)
- ノード「着陸」:世代宇宙船は、最も外側の候補惑星に着陸する。寒いが、水がある。
- ノード「創始者効果」:植民地の全員は、船に乗っていたほんの数千人の子孫だ。
- ノード「11.9年のこだま」:ゲームでは11.9時間。
- ノード「共通のものさし」:植民地と故郷は、あらゆる測定を物理定数から始めることで合意する。
- ノード「別の重力」:この惑星は地球よりずっと重い。数世代たつと、入植者は背が低く、がっしりしてくる。
- ノード「中継局」:植民地と故郷のあいだに、中継局が一列に並べられる。
- ノード「鏡像の生命」:植民地は土の中に土着の微生物を見つける。そのアミノ酸は右手型だった。
- ノード「連邦憲章」:主文明と植民地が憲章に署名する。改正は、一往復するたびに23.8年かかる。
- ノード「新しい言語の手紙」:植民地が初めて、自分たちの言語で故郷に手紙を書く。翻訳つき。
- ノード「二つの文明」:同じ船から降りた人々が、今は二つの文明になっている。
- チャンネルのエンディング「連邦」:11.9光年は、彼らを引き離せなかった。植民地の子どもたちは今も故郷の詩を読め、二つの世界はゆっくりとした連邦を作る。投票を数えるのに23.8年かかる。この周回では、主文明の「星間文明」の産出が+10%。
- チャンネルのエンディング「姉妹文明」:彼らには自分たちのなまりがあり、自分たちの祭りがあり、自分たちの科学がある。故郷の手紙には今も返事をするが、それはだんだん、旧友同士の文通のようになっていく。
- チャンネルのエンディング「他人」:数世紀後、主文明が送った使節は、もう植民地の言葉を理解できない。入植者は背が低くてがっしりし、別の記法で計算し、最初の船を神話として扱う。『タイム・マシン』でウェルズが人類を二つの種に分けるのに80万年かけたが、文化の分裂はわずか数世紀だった。
- 小説『オーロラ』のあらすじ:約2,000人を乗せた世代宇宙船が光速の10分の1で100年以上旅をして、くじら座タウ星に着く。目的地の衛星の土着の生命は致命的で、入植者は二つに割れる。残る者と、帰ろうとする者。
- 小説『ファウンデーション』のあらすじ:一人の数学者が「心理歴史学」で銀河帝国の崩壊が近いことを計算し、銀河の辺境に財団を作って、暗黒時代を3万年から1,000年に縮めようとする。
- 小説『タイム・マシン』のあらすじ:発明家が自作の機械で80万年後、さらにその先まで旅をする。人類は、地上に住むひ弱なエロイ族と、地下に住むモーロック族に分かれていた。