恒星間通信
宇宙は、すでに滅びた文明の残響で
満ちているのかもしれない。
本作は、恒星間コミュニケーションを
最小限の規則によって可視化する
シミュレーションである。
通信が可能な文明は、恒星として
一つの点で表現される。文明は生存している
あいだ、恒星を中心に円環状の電波を
周期的に放射し、その波面は一定の速度で
宇宙空間を広がっていく。
波面が別の通信文明に到達すると、
受信側は発信源の位置へ向けて
直線状の交信、すなわち返信を試みる。
両文明が生存している場合には、
両者の間に通信リンクが成立し、
以後は信号が往復し続ける。
これは会話の「維持」を象徴する
最小限のモデルである。
一方で、文明は一定の確率で滅びる。
滅びた文明は以後送信せず、
恒星としての表示も消える。
しかし、滅びる以前に放たれた波面は
空間を進み続ける。そのため、
受信側が返信を試みた時点では
発信者がすでに存在していないという、
時間差による沈黙が起こりうる。
ここで描かれるのは通信の成功ではなく、
通信が成立しにくく、維持されにくい
宇宙の構造である。
空間・時間スケール
本シミュレーションは天の川銀河を想定し、
銀河円盤の直径をおよそ
10万光年
に対応づけている。
ワールド座標は一辺1000の正方領域で、
1 unit = 100光年
として解釈する。
したがって、世界の幅1000 unitが
およそ10万光年に相当する。
画面上の1ピクセルが示す距離は、
初期表示のズームや画面サイズによって
変化し、拡大・縮小の操作によっても
変動する。
鑑賞のため、時間は大幅に圧縮されている。
初期値では
1秒 = 1000年
として進行し、この倍率は
コントロールパネルから変更できる。
電波および交信の伝播速度は、
初期値で
10 unit／秒
に設定されている。
1 unit = 100光年、
1秒 = 1000年という換算では、
これは約1光年／年、
すなわちほぼ光速に相当する。
このため、銀河半径に相当する
約5万光年の距離を伝播する過程を、
画面上では約50秒で観測できる。
通信文明の発生
通信文明の誕生は、個々の恒星系が
「通信文明へ到達するまでの待ち時間」を
持つものとして単純化している。
地球史を参照し、通信可能な文明に至る
時間スケールを
中央値40億年
と仮定する。この中央値を、
一定の確率で文明化に到達する
指数分布へ変換して用いている。
λ = ln 2 ÷
（4 × 109 年）
実際の天の川銀河に存在する
数千億個の恒星を、そのまま計算し
描画することはできない。
そこで本作では、
Effective stars
というパラメータによって、
銀河全体を代表する恒星系の試行数を
設定している。
初期値は106であり、
文明の誕生を鑑賞可能な頻度で
観測できるように調整されている。
この値はコントロールパネルから変更でき、
沈黙した宇宙と賑わう宇宙の境界を
探索することができる。
文明の滅亡
文明は永続しないものとし、
その存続期間も指数分布によって表す。
ドレイク方程式をめぐる議論で
しばしば例示される値にならい、
文明の存続期間を
中央値10,000年
と仮定している。
μ = ln 2 ÷
（10,000 年）
この単一の枠組みのまま、
文明が長く生き残り通信リンクが
維持される世界から、
すれ違いと沈黙が支配する世界までを
連続的に変化させることができる。
本作の焦点と限界
本作が焦点を当てるのは、
電波が物理的に検出可能かどうかではなく、
文明の誕生、存続期間、距離、
そして時間差が互いに噛み合うかどうかである。
そのため、距離による信号の減衰、
使用する周波数帯の不一致、
指向性を持つビーム、
観測が断続的にしか行われない可能性などは
捨象している。これらは本作における
今後の拡張余地でもある。
それでも、発信者が消滅した後も
空間を進み続ける波面、
すでに存在しない相手へ向けられる返信、
そして成立したとしても
いつか途切れてしまう会話の幾何学を通して、
私たちが宇宙に感じる沈黙を、
別の角度から触れられるものとして提示する。
Interstellar Communication
The universe may already be saturated
with the echoes of civilizations that
have gone extinct.
This work is a simulation that visualizes
interstellar communication through a
minimal set of rules.
A civilization capable of interstellar
communication is represented as a star,
rendered as a single point. While it is
alive, it periodically emits radio waves
as circular wavefronts centered on its
location. Each wavefront propagates
through space at a constant speed.
When a wavefront reaches another
communicative civilization, the receiver
attempts to reply by sending a
straight-line signal toward the position
of the original transmitter. If both
civilizations are still alive, a
communication link is established and
signals continue to travel back and forth.
This is a minimal model symbolizing the
maintenance of a conversation.
Civilizations, however, do not live
indefinitely. Each has a probability of
extinction. Once extinct, a civilization
stops transmitting and its star marker
disappears from the display.
Wavefronts emitted before extinction
continue to travel through space. A
receiver may therefore attempt to reply
to a transmitter that no longer exists,
producing a silence created by time delay.
What is depicted here is not the triumph
of contact, but the structure of a
universe in which contact is difficult
both to establish and to sustain.
Spatial and temporal scale
The simulation assumes the Milky Way.
The diameter of the galactic disk is
mapped to approximately
100,000 light-years
.
The world coordinate system is a square
with a width of 1000 units, interpreted
as
1 unit = 100 light-years
.
The width of the simulated world therefore
corresponds to approximately
100,000 light-years.
The physical distance represented by a
single screen pixel varies according to
the initial zoom level, display size,
and the viewer’s zoom operations.
Time is compressed for viewing. By default,
the simulation advances at
1 second = 1,000 years
.
This rate can be adjusted through the
control panel.
The default propagation speed of the
waves and messages is
10 units per second
.
With the mappings of
1 unit = 100 light-years and
1 second = 1,000 years, this corresponds
to approximately one light-year per year,
or roughly the speed of light.
Propagation across a distance comparable
to the galactic radius, approximately
50,000 light-years, can therefore be
observed on screen in about 50 seconds.
Emergence of communicative civilizations
The emergence of a communicative
civilization is simplified as a
waiting-time process assigned to each
stellar system.
Referring to Earth’s history, the median
time required to reach a civilization
capable of interstellar communication is
assumed to be
four billion years
.
This median is converted into an
exponential waiting-time model with a
constant hazard.
λ = ln 2 ÷
(4 × 109 years)
The Milky Way contains hundreds of
billions of stars, far beyond what can
be computed and rendered directly.
The simulation therefore introduces
Effective stars
as a parameter representing the number
of stellar systems sampled on behalf of
the galaxy as a whole.
Its default value is 106,
selected so that civilization-birth
events occur at a frequency that can be
meaningfully observed. The value can be
adjusted in the control panel, allowing
the viewer to explore the boundary between
quiet and crowded universes.
Extinction
Civilizations are not assumed to persist
indefinitely. Their lifetimes are modeled
as an exponential survival process.
Following a commonly cited illustrative
value associated with discussions of the
Drake equation, the median civilization
lifetime is set to
10,000 years
.
μ = ln 2 ÷
(10,000 years)
Within this single framework, the
simulation can move continuously between
worlds in which civilizations survive
long enough for communication links to
persist and worlds dominated by
near-misses and silence.
Focus and limitations
The work focuses not on whether a radio
signal is physically detectable, but on
whether birth, persistence, distance,
and time delay overlap in ways that allow
communication to occur.
It therefore abstracts away factors such
as distance attenuation, mismatched
frequency bands, directional beams, and
intermittent observing schedules. Each
remains an important factor and a
possible direction for future extension.
Even so, the geometry of wavefronts that
continue after their sources have vanished,
replies directed toward civilizations that
no longer exist, and conversations that
may disappear as abruptly as they began
offers a tangible perspective on the
silence we experience when looking into
the galaxy.