地球からこれまで宇宙に送った信号が作る「電波バブル」とは？

地球から発した電波は光の速度で地球を飛び出し、宇宙の果てまで届いていると考えられます。そんな電波が作る「電波バブル」というアイデアと地球外生命体に電波が届く可能性などについて、インド工科大学ルールキー校博士課程の学生でブロガーのNishant氏がまとめています。

Exploring the Wonders of the Cosmos
https://www.thescientificdrop.com/2026/05/earths-radio-bubble-every-signal-weve.html

人類がこれまで宇宙へ漏らしてきたあらゆる電波は、光速で球殻状に広がっているという「地球の電波バブル」という考え方があります。人類が本格的に高出力の無線通信を始めたのは20世紀初頭で、それ以降に放送されたラジオ、テレビ、レーダー、人工衛星通信、さらには意図的に宇宙へ向けて送ったメッセージまでもが、現在も宇宙空間へ広がり続けているといえます。

これらの信号は光速で伝わるため、1936年に送信された信号は、2026年時点で地球から約90光年先まで到達していることになります。しかし、天の川銀河は直径約10万光年もあるため、電波バブルは銀河全体から見るとまだごくわずかな領域しか覆っていません。

Nishant氏は、「ヒッパルコス星表」と呼ばれる星表をPythonと組み合わせることで、以下のような図を作成しています。

地球から放たれた電波は同心円状に広がっていきます。一番外側のグレーの円は高出力の無線通信が始まった1901年のもので、この電波は約120光年先まで届いています。1969年に人類が初めて月面着陸したことを伝えた放送は、2026年時点でおうし座で最も明るい1等星の1つであるアルデバラン付近まで届いています。

電波バブルの中にある天体には地球の電波が届いていることになり、そこに知的文明がある場合には電波を受信して解読している可能性があります。SF作家のカール・セーガンは小説「コンタクト」の中で、地球外生命体からの信号の発生源としてこと座の1等星・ベガを選んでいますが、これは「地球から25光年離れたベガは地球が1901年に発した最初の電波を1925年頃に受信しており、そこですぐ返信していた場合に1950年頃には地球へメッセージが届いている」と考えられるからです。

しかし、電波が数光年先まで送られて受信される可能性があるというのは概念的な話であり、現実の物理学では、ほとんどの信号は「物理量の大きさがその発生源からの距離の2乗に反比例する」という「逆2乗の法則」に従います。つまり、距離が2倍になると信号は4分の1に弱まるということであり、数光年先では検出不可能なレベルまで弱まっていることになります。2010年の研究では、地球から漏れた電波を1光年離れた場所から検出するためには、人類がこれまでに建造したどんな装置よりもはるかに大きい直径約900kmにも及ぶ受信機が必要であるということが示されました。

物理学者のエンリコ・フェルミが提唱した「フェルミのパラドックス」というものがあります。これは、地球外文明が存在する可能性はある程度高いと思われるにもかかわらず、地球外文明から一切のメッセージを受信していないのはおかしいという疑問を提示したものです。Nishant氏は、1901年に発した電波はまだ120光年先にしか届いておらず天の川銀河の約0.000002％に過ぎないことと、電波が逆2乗の法則で減退し続けることから、フェルミのパラドックスが説明可能だと指摘しています。

電波バブルの電波はすべて、地球で使用するための電波が偶発的に宇宙に漏れたと考えられるものです。そのため宇宙でそれらの電波を検出することはほとんど不可能だと思われますが、意図的に狭帯域に電波を照射した場合には、恒星の距離で復号される現実的な可能性があります。1974年には、太陽系外の天体をターゲットとした初めての電波メッセージである「アレシボ・メッセージ」が地球から約2万5000光年の距離にあるヘルクレス座の球状星団M13に向けて送信されました。

2022年にはアレシボ・メッセージ50周年を迎えたことで、NASAのジェット推進研究所の天体物理学者チームが宇宙のどこかにいる知的生命体へ届けるためのアップデートされたメッセージ「A Beacon in the Galaxy(BitG)」についての論文を発表しました。ただし、BitGはメッセージの構築についての発表段階であり、メッセージを送信するための技術は確立されていないとのことで、研究者たちは「A Beacon in the Galaxyメッセージは、宇宙に向けて送るべきでしょうか？」ということを問いかけています。

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