第30章宇宙の生命Life in the Universe

What is the Copernican principle? Make a list of scientific discoveries that confirm it.

コペルニクスの原理とは何か。それを裏付ける科学的発見を挙げよう。

Where in the solar system (and beyond) have scientists found evidence of organic molecules?

太陽系内、さらにその外のどこで、科学者は有機分子の証拠を見つけているか。

Give a short history of the atoms that are now in your little finger, going back to the beginning of the universe.

今あなたの小指にある原子の歴史を、宇宙の始まりまでさかのぼって、簡潔に述べよう。

What is a biomarker? Give some possible examples of biomarkers we might look for beyond the solar system.

生命指標とは何か。太陽系外で探せそうな生命指標の例を、いくつか挙げよう。

Why are Mars and Europa the top targets for the study of astrobiology?

宇宙生物学の研究で、火星とエウロパが最も重要な対象となるのはなぜか。

Why is traveling between the stars (by creatures like us) difficult?

私たちのような生物にとって、恒星間の旅行が難しいのはなぜか。

What are the advantages to using radio waves for communication between civilizations that live around different stars? List as many as you can.

別々の恒星の周りに住む文明どうしの通信に、電波を使う利点は何か。できるだけ多く挙げよう。

What is the “cosmic haystack problem”? List as many of its components as you can think of.

「宇宙の干し草の山の問題」とは何か。それを構成する要因を、思い付く限り挙げよう。

What is a habitable zone?

ハビタブルゾーンとは何か。

Why is the simultaneous detection of methane and oxygen in an atmosphere a good indication of the existence of a biosphere on that planet?

大気中でメタンと酸素が同時に検出されることが、その惑星に生物圏が存在する有力な兆候となるのはなぜか。

What are two characteristic properties of life that distinguish it from nonliving things?

生命を無生物から区別する、二つの特徴的な性質とは何か。

What are the three requirements that scientists believe an environment needs to supply life with in order to be considered habitable?

科学者が、生存可能と見なされる環境は生命に供給する必要があると考える、三つのものは何か。

Can you name five environmental conditions that, in their extremes, microbial life has been challenged by and has learned to survive on Earth?

地球の微生物に試練を与え、それでも生き延びるよう適応してきた、極端な環境条件を五つ挙げられるだろうか。

Would a human have been possible during the first generation of stars that formed right after the Big Bang? Why or why not?

ビッグバン直後に形成された第一世代の恒星の時代に、人間は存在できただろうか。その理由は何か。

If we do find life on Mars, what might be some ways to check whether it formed separately from Earth life, or whether exchanges of material between the two planets meant that the two forms of life have a common origin?

火星で生命が見つかった場合、それが地球の生命とは別に発生したのか、それとも二惑星間の物質交換によって、両者が共通の起源を持つのかを調べるには、どのような方法が考えられるだろうか。

What kind of evidence do you think would convince astronomers that an extraterrestrial spacecraft has landed on Earth?

どのような証拠があれば、地球外の宇宙船が地球へ着陸したと、天文学者を納得させられるだろうか。

What are some reasons that more advanced civilizations might want to send out messages to other star systems?

より発達した文明が、ほかの恒星系へメッセージを送りたいと考える理由には、どのようなものがあるだろうか。

What are some answers to the Fermi paradox? Can you think of some that are not discussed in this chapter?

フェルミのパラドックスへの答えとして、どのようなものがあるか。この章で扱われていない答えも考えられるだろうか。

Why is there so little evidence of Earth’s earliest history and therefore the period when life first began on our planet?

地球の最初期の歴史、したがって生命が初めて誕生した時代について、証拠がこれほど少ないのはなぜか。

Why was the development of photosynthesis a major milestone in the evolution of life?

光合成の発達が生命の進化の大きな節目だったのはなぜか。

Does all life on Earth require sunshine?

地球上のすべての生命に、太陽光は必要だろうか。

Why is life unlikely to be found on the surface of Mars today?

現在の火星表面で生命が見つかる見込みが低いのはなぜか。

In this chapter, we identify these characteristic properties of life: life extracts energy from its environment, and has a means of encoding and replicating information in order to make faithful copies of itself. Does this definition fully capture what we think of as “life”? How might our definition be biased by our terrestrial environment?

この章では、生命の特徴として、環境からエネルギーを取り出し、自らの忠実な複製を作るために情報を符号化し複製する手段を持つ、という性質を挙げた。この定義は、私たちが「生命」と考えるものを十分に捉えているだろうか。地球の環境によって、私たちの定義にどのような偏りが生じる可能性があるだろうか。

Given that no sunlight can penetrate Europa’s ice shell, what would be the type of energy that could make some form of europan life possible?

エウロパの氷の殻を太陽光が通り抜けられないことを踏まえると、何らかの生命を可能にするのは、どの種類のエネルギーだろうか。

Why is Saturn’s moon Enceladus such an exciting place to send a mission?

土星の衛星エンケラドゥスは、探査機を送る場所として、なぜそれほど魅力的なのか。

In addition to an atmosphere dominated by nitrogen, how else is Saturn’s moon Titan similar to Earth?

窒素を主成分とする大気のほかに、土星の衛星タイタンは、どのような点で地球と似ているか。

How can a planet’s atmosphere affect the width of the habitable zone in its planetary system?

惑星の大気は、その惑星系のハビタブルゾーンの幅に、どのような影響を与えうるか。

Why are we limited to finding life on planets orbiting other stars to situations where the biosphere has created planet-scale changes?

他の恒星を回る惑星で生命を見つけられるのが、生物圏によって惑星規模の変化が生じた場合に限られるのはなぜか。

Suppose astronomers discover a radio message from a civilization whose planet orbits a star 35 light-years away. Their message encourages us to send a radio answer, which we decide to do. Suppose our governing bodies take 2 years to decide whether and how to answer. When our answer arrives there, their governing bodies also take two of our years to frame an answer to us. How long after we get their first message can we hope to get their reply to ours? (A question for further thinking: Once communication gets going, should we continue to wait for a reply before we send the next message?)

35光年離れた恒星を回る惑星の文明から、天文学者が電波メッセージを発見したとする。相手は電波で返事を送るよう呼びかけており、私たちは返事をすると決めた。私たちの統治機関が、返事をするかどうか、どう返すかを決めるのに2年かかるとする。私たちの返事が相手へ届くと、相手の統治機関も、私たちの年で2年かけて返信をまとめる。最初のメッセージを受け取ってから、私たちの返事に対する相手の返信が届くまでに、どれくらいかかると期待できるだろうか。さらに考えてみよう。通信が始まったら、次のメッセージを送る前に、毎回返事を待ち続けるべきだろうか。

The light a planet receives from the Sun (per square meter of planet surface) decreases with the square of the distance from the Sun. So a planet that is twice as far from the Sun as Earth receives (1/2)² = 0.25 times (25%) as much light and a planet that is three times as far from the Sun receives (1/3)² = 0.11 times (11%) as much light. How much light is received by the moons of Jupiter and Saturn (compared to Earth), worlds which orbit 5.2 and 9.5 times farther from the Sun than Earth?

惑星表面の1平方m当たりに太陽から受け取る光は、太陽からの距離の二乗に反比例して減る。したがって、地球の2倍遠い惑星が受け取る光は、地球の(1/2)² = 0.25倍、つまり25％であり、3倍遠い惑星では(1/3)² = 0.11倍、つまり11％となる。太陽から地球の5.2倍、9.5倍の距離を回る木星と土星の衛星は、それぞれ地球の何倍の光を受け取るだろうか。

Think of our Milky Way Galaxy as a flat disk of diameter 100,000 light-years. Suppose we are one of 1000 civilizations, randomly distributed through the disk, interested in communicating via radio waves. How far away would the nearest such civilization be from us (on average)?

天の川銀河を、直径10万光年の平らな円盤と考えよう。円盤内に無作為に分布する1000の文明が電波通信に関心を持ち、私たちはその一つだとする。最も近いそのような文明は、平均して私たちからどれくらい離れているだろうか。