Intelligentes Leben im Universum ? (1)

  1. Die Suche

Es gibt keinen plausiblen Grund anzunehmen, dass nur auf unserem Planeten intelligentes Leben entstanden ist. Das Universum ist „zu kreativ und zu groß“, als dass wir die einzige intelligente Lebensform sein könnten, meinen Forscher. Der griechische Philosoph Epikur hatte im 4. Jahrhundert v. Chr. gegen das zentrische Universum des Aristoteles opponiert und bereits spekuliert: „Die Welten sind grenzenlos an Zahl, teils unserer ähnlich, teils unähnlich.“

2000 Jahre lang dominierte die aristotelische Sicht die Kosmologie des Abendlandes. Aber schon im 13. Jahrhundert hatte der Theologe und Philosoph Albertus Magnus gefragt: „Gibt es viele Welten oder gibt es derer nur eine einzige?“ Und zu Beginn der abendländischen Neuzeit, nachdem Nikolaus Kopernikus die Erde aus ihrer zentralen Stelle im Universum gerückt hatte, spekulierten Naturforscher über fremde Intelligenzen – so z. B. Johannes Keppler, Immanuel Kant, Otto von Guericke und Gottfried Wilhelm Leibniz. Der Dominikanermönch Giordano Bruno endete im Jahre 1600 sogar auf dem Scheiterhaufen, weil er u. a. die Vision eines unendlichen Alls, angefüllt mit belebten Welten, kundgetan hatte. Heute sind alle Astronomen bekennende Epikuräer.

Für die Wahrscheinlichkeit von extraterrestrischem intelligentem Leben gibt es drei Hauptargumente: 1. Bei entsprechenden Voraussetzungen und im geeigneten Milieu muss Leben zwangsläufig entstehen. 2. Angesichts der riesigen Zahl von Sternen und Planetensystemen allein in der Milchstraße kann die Erde nicht der einzige Planet sein, auf dem sich Leben entwickelt hat. 3. Unter weitgehend stabilen Bedingungen über Milliarden Jahre hinweg führt eine Evolution der Organismen wie auf der Erde zur Herausbildung von Intelligenz.

Demnach könnte unser Universum voll mit Lebewesen sein, von denen viele auch Intelligenz hervorgebracht haben oder hervorbringen werden. Allein in der Milchstraße dürften sich heute eine Milliarde erdgroße Planeten befinden. Eine Hochrechnung des Space Telescope Science Institute in Baltimore/Maryland ergab, dass sich die meisten Planeten schon vor langer Zeit gebildet haben. 80% der erdähnlichen Welten existierten danach bereits vor 4,6 Milliarden Jahren, als sich unser Sonnensystem formte. Erdähnliches Leben könnte so im Durchschnitt fast zwei Milliarden Jahre mehr Zeit gehabt haben, um sich zu entwickeln. Falls die Evolution der menschlichen Intelligenz nicht eine einzigartige kosmische Ausnahme ist und warum auch immer besonders rasch erfolgte, müssten anderswo weitaus früher technische Zivilisationen entstanden sein.

Wo ist intelligentes Leben am ehesten zu finden?

Galaxien, die höheres Leben, wie wir es kennen, beherbergen, sollten einen Durchmesser von mindestens 12 000 Lichtjahren und eine Masse von 10 Milliarden Sonnen haben. Einer statistischen Abschätzung zufolge besitzen aber nur 10% dieser großen Galaxien eine gute Chance für die Entwicklung intelligenten Lebens. Am ehesten findet man außerirdische Lebewesen wohl in Spiralgalaxien, meint der Astrophysiker Daniel P. Whitmire, womit er einer Studie von 2015 widerspricht, die die Entwicklung technologisch fortgeschrittener Zivilisationen eher in elliptischen Galaxien vermutet. (In elliptischen Galaxien gibt es zwar mehr Planeten, aber diese seien wegen häufigerer Supernova-Explosionen und den aktiveren Galaxienkernen deutlich seltener bewohnbar.)

Früher waren lebensfreundliche Galaxien noch dünner gesät, sie waren kleiner und dichter benachbart. Und es gab weniger schwere Elemente, so dass Riesensterne entstehen konnten, die in besonders heftigen Explosionen endeten. Die dabei entstehenden Gammablitze konnten höhere Lebensformen immer wieder vernichtet und Galaxien über Jahrmilliarden „sterilisiert“ haben. Gegenwärtig endet die katastrophale Phase, weil kaum mehr Riesensterne entstehen.

Auch die Jahrmilliarden andauernde Jugendzeit der Milchstraße war von häufigen Supernova-Explosionen und wahrscheinlich auch von einem sehr viel aktiveren Schwarzen Loch im Zentrum geprägt. Die inneren 30 000 Lichtjahre sind wohl häufig durch tödliche Strahlenschauer sterilisiert worden. Mit über 90% Wahrscheinlichkeit hat auch unsere Erde mindestens eine lebensbedrohliche Dosis abbekommen, sind die Forscher überzeugt. So könnte mindestens eines der bekannten Masseaussterben, z. B. die Katastrophe im späten Ordovizium vor 450 Millionen Jahren, auf einen Gammablitz zurückgehen. Würde ein solcher heute die Erde treffen, wäre das eine globale Katastrophe – und vielleicht sogar der Untergang der Menschheit. Unser Milchstraßensystem scheint aber heute , auch im Hinblick auf weitere Eigenschaften, ein vergleichsweise komfortabler Ort zu sein. Es sei denkbar, dass sich jetzt in unserer Galaxis Zivilisationen relativ ungestört entwickeln können und in den Weltraum spähen, spekuliert der amerikanische Wissenschaftler James Annis.

Einige Forscher, so z. B. der US-amerikanische Physiker Paul Horowitz, halten es daher für theoretisch möglich, dass wir in unserer Milchstraße in einer Entfernung von 1000 Lichtjahren auf eine Kolonie intelligenter Lebewesen stoßen könnten. Die gesamte Galaxis sollte dann rund 1000 solcher Zivilisationen beherbergen. Andere, noch größere Optimisten mutmaßen sogar, dass einige zehntausend oder sogar Millionen Zivilisationen in der Milchstraße beheimatet sind. So rechnet z. B. der deutsche Astrophysiker Peter Ulmschneider mit über zwei Millionen intelligenten Völkern (Zivilisationen).

Wie voll die Milchstraße tatsächlich ist, hängt aber zunächst von der Anzahl der Planeten ab, auf denen tatsächlich eine Evolution von den ersten Mikroben bis hin zu intelligenten Wesen stattgefunden hat. Ihre Zahl schätzen die Forscher allerdings sehr unterschiedlich ein. Nur wenn Leben lange genug existiert, kann es Intelligenz hervorbringen, sind die meisten Wissenschaftler überzeugt. Dazu muss ein Planet über lange Zeit (für eine Entwicklung wie auf der Erde sind etwa vier Milliarden Jahre erforderlich) eine nahezu konstante Wärmezufuhr durch den Zentralstern erfahren und vor kosmischen Katastrophen – z. B. den Einschlägen schwerer Asteroiden oder Kometen – geschützt sein. (Nicht jedes Planetensystem enthält z. B. einen massereichen Gasriesen wie Jupiter, der aufgrund seiner Gravitation fast alle gefährlichen planetaren Kleinkörper einfängt.)

Entscheidend dafür ist auch die Lage eines Planeten im galaktischen Lebensgürtel, wie man das Gebiet mit der höchsten Wahrscheinlichkeit für langfristig lebensfreundliche Bedingungen in einer Galaxie bezeichnet. Meist handelt es sich dabei um die Außenbezirke großer älterer Galaxien. Kugelsternhaufen, das galaktische Zentralgebiet und die Randbezirke einer Galaxie weisen indes höchstens geringe Wahrscheinlichkeiten für die Entwicklung intelligenten Lebens auf. Allerdings verändert sich der galaktische Lebensgürtel im Lauf der Zeit.

Die Besonderheiten unseres Sonnensystems zeigen außerdem, wie viele Zufälle im Spiel gewesen sein müssen, um schließlich den heutigen Menschen hervorzubringen. Das Hauptproblem für die Entstehung intelligenten Lebens scheinen die sog. „kritischen Evolutionsschritte“ zu sein. Wie viele es davon gibt, ist allerdings umstritten. Auf den ersten Blick sind es wohl mindestens fünf, manche Biologen führen mehrere Dutzend an.

Als kritischer Schritt wird beispielsweise der Übergang von unbelebter Materie zu den ersten Organismen angeführt, als ein anderer die Erfindung der Fotosynthese. Ein dritter wichtiger Schritt war wohl die Entstehung der Vielzelligkeit. Immerhin hatten drei Milliarden Jahre lang ausschließlich Einzeller die Erde bevölkert. Auch der Übergang von höher entwickelten Lebensformen zu intelligenten wird keinesfalls als selbstverständlich angesehen. Gemäß dem Evolutionsbiologen Stephen Jay Gould gibt es in der Natur nicht nur keine eingebaute Entwicklungsrichtung zu größerer Komplexität, sondern erst recht keine zu Intelligenz.

Die Evolution sei einzig und allein vom Überleben der Arten bestimmt, meinte auch Stephen Hawking, und es sei absolut nicht klar, dass Intelligenz ein Vorteil für das Überleben darstelle. In diesem Sinne schreiben Dirk Schulze-Makuch und William Baines in ihrem Buch „Das lebendige Universum“, Intelligenz sei sogar instinktiven Reflexen hinsichtlich Schnelligkeit und Zuverlässigkeit unterlegen. Zudem verschlängen komplexe Nervensysteme viele Ressourcen, so dass sich die Frage stellt, ob sich ein so hoher Preis lohne.

Allerdings handelt es sich bei fast allen wichtigen Entwicklungsschritten des Lebens um Viel-Wege-Schritte, d. h. die meisten von ihnen ließen sich vermutlich auf vielerlei Weise realisieren. So auch die Entstehung von Leben, die Fähigkeit, Sonnenlicht einzufangen und seine Energie zu nutzen, oder die Entstehung höherer Zellen (Eukaryoten). Lediglich der Übergang zu einer technologisch fortgeschrittenen Intelligenz wird von manchen Forschern als besonders kritischer Punkt gesehen.

Selbst wenn es also in großer Zahl Orte in unserer Galaxis gibt, die ähnlich angenehme Bedingungen bieten wie unser Heimatplanet, muss die biologische Entwicklung nicht zwangsläufig stets zu intelligenten Wesen oder gar zu technologisch hochentwickelten Kulturen führen. Eine flächendeckende Besiedlung der Galaxis durch intelligente Zivilisationen erscheint tatsächlich eher unwahrscheinlich. Zudem spielt auch die Überlebensdauer einer Zivilisation eine wichtige Rolle. Verringert man dann z. B. die Anzahl der nutzbaren Planeten und geht von Spezies aus, die nur etwa 100 000 Jahre bestehen, erhält man eine sehr leere Galaxie.

Nach den neuesten Erkenntnissen gibt es heute bestenfalls nur ganz wenige intelligente Zivilisationen in unserer Galaxie – zumindest zur Zeit. Es könnte sogar sein, dass wir gerade jetzt in unserer Heimatgalaxie alleine sind. Die Wahrscheinlichkeit, außerirdisches Leben zu finden, scheint derzeit daher sehr gering.

Suche nach der Nadel im Heuhaufen

Wenn aber tatsächlich irgendwo intelligentes Leben existiert, sollte es nach Meinung vieler Forscher möglich sein, Kontakt aufzunehmen. Als Verständigungsgrundlage sollte die Naturwissenschaft dienen, die wir „entwickelt“ oder besser gesagt „gefunden“ haben. Es gibt gute Gründe zur Annahme, dass die physikalischen Gesetze (Naturgesetze) universell sind, d. h. auch ohne uns herrschen. Auf dieser Grundlage könnten auch außerirdische Intelligenzen versuchen, mit uns in Kontakt zu kommen.

Schon seit etwa 100 Jahren gibt es Bestrebungen, Signale aufzufangen, die technologischen Ursprungs ein könnten und sich nicht durch natürliche astrophysikalische Prozesse erklären lassen. Es müsste ein Signal sein, das so fremdartig ist, dass es künstlich sein muss, sagen die Wissenschaftler. So wie das berühmt gewordene Wow-Signal, das 1977 auftauchte. Der Name stammt von einer handschriftlichen Notiz auf einem Messprotokoll, nachdem ein Astronom für wenige Sekunden ein unerwartet starkes Signal im Sternbild Schütze registriert hatte, das aber von anderen Radioteleskopen nicht bestätigt werden konnte. Es wurde auch nie wieder empfangen und ist bis heute ungeklärt. Höchstwahrscheinlich hatte das Signal eine natürliche Ursache.

Das Problem bei der Suche ist die fast unerschöpfliche Vielfalt möglicher Wellenlängen, Polarisationen, Zeittakte und Kodierungen. Aus Gründen der Ökonomie ist zu erwarten, dass die Art von Signal, die ein Außerirdischer aussenden würde, in mindestens zwei Teilen ankommt: Als Richtstrahl, der unsere Aufmerksamkeit erregen soll, sowie als zweites Signal, das die eigentliche Information, die übermittelt werden soll, enthält. Diese beiden Arten von Signalen stellen ganz unterschiedliche Anforderungen an die Frequenz, auf der sie gesendet werden. Um auf größtmögliche Entfernung Aufmerksamkeit zu erregen, muss die ganze Kraft des Senders in einer einzigen Wellenlänge gebündelt werden, der sich vom kosmischen Hintergrund abhebt. Wenn man dagegen Information sendet, kann man umso mehr davon ausstrahlen, je breiter das Spektrum der Frequenzen ist, auf dem man senden kann.

Bezüglich des Richtstrahls konzentrierte sich die Fachwelt zunächst vor allem auf die Radiowellen-Emission des Wasserstoffs. Der Wasserstoff ist das einfachste und am häufigsten vorkommende Atom des Universums. Sein Signal ist so einmalig wie eine bestimmte Farbe des Lichts. Man nimmt an, dass auch die Außerirdischen vermutlich Radiosignale auf der Wellenlänge des am meisten verbreiteten Signals im All nutzen würden, wenn sie sich mit uns oder anderen aufstrebenden Gesellschaften in Verbindung setzen wollten. Die ankommenden Signale wären aber auf jeden Fall relativ schwach, so dass unsere Teleskope wohl eine sehr hohe Auflösung haben müssen, um den Richtstrahl zu empfangen.

Leider dauert es bedeutend länger, die Frequenzen in kleinen Schritten abzusuchen, als in einem Rutsch. Daher gibt es zwei gegenläufige Strategien: Eine gezielte Suche mit hoher Empfindlichkeit bei nahen Sternen oder eine weniger empfindliche Durchmusterung von großen Himmelsarealen mit vielen Sternen. Eine Kompromisslösung ist die Suche in dichten Sternfeldern, d. h. in speziellen Bereichen der galaktischen Ebene, Sternhaufen und benachbarten Galaxien. Mit 100 sorgfältig ausgesuchten Zielregionen lassen sich Millionen von Sternen in der Milchstraße und Milliarden in anderen Galaxien sehr effektiv durchmustern.

1992 begann das Projekt SETI (Search for Extraterrestric Intelligence), von der NASA initiiert, heute privat finanziert, das anfangs vor allem auf den Frequenzbereichen von Wasserstoff und dem Hydroxylradikal (OH) nach Radiosignalen fahndete. Die SETI-Programme haben bisher tatsächlich einige verdächtige Signale registriert, die bekannten Rausch- und Störungsquellen überhaupt nicht ähneln und sich auch sonst nicht erklären lassen. Aber keines von ihnen wiederholte sich. Ob diese Radiosignale terrestrischen oder extraterrestrischen Ursprungs waren, weiß niemand. Vermutlich wurde aber der ein oder andere Fehlalarm durch regelmäßige Signale von Quasaren oder vorbei fliegenden Flugzeugen ausgelöst.

Die Suche nach Außerirdischen gleicht jedenfalls der nach der Nadel im Heuhaufen. Das untersuchte Frequenzband ist bisher einfach viel zu schmal, beklagen viele Forscher. Der Anteil der möglichen Signale oder Signalquellen, den Menschen bisher unter die Lupe genommen haben, entspricht etwa einer Badewanne im Vergleich zum Ozean. Es wäre unter diesen Umständen ein enormer Zufall gewesen, wenn wir bereits jetzt auf eine außerirdische Intelligenz gestoßen wären. Um die Wahrscheinlichkeit eines Treffers zu erhöhen, ist es sinnvoll, neben Radiowellen vermehrt andere Bereiche des elektromagnetischen Spektrums zu durchsuchen, in erster Linie im Infrarotbereich. Daher sucht SETI heute auch in anderen Frequenzbereichen.

Seit 2017 betreibt das SETI-Institut das Allen Telescope Array (ATA), wo 42 Antennen im Frequenzbereich zwischen 0,5 und 11,2 Gigahertz nach Signalen suchen. Das Observatorium stellt mit Sensitivität, Beobachtungszeit und -volumen alle bisherigen Projekte weit in den Schatten. Geplant ist, nach und nach bis schließlich 350 Antennen in einem Abstand von 900 Metern zusammenzuschalten, die damit eins der besten Radioteleskope der Welt bilden würden.

Die Jagd nach potentiellen extraterrestrischen Radiobotschaften läuft heute so effektiv und effizient wie nie zuvor. Trotzdem bleibt die Chance sehr gering, eine gezielt an uns gerichtete außerirdische Botschaft aufzufangen. Denn dazu müsste ein Teleskop genau zum richtigen Zeitpunkt die richtige Raumregion auf der richtigen Wellenlänge „abhören“. Selbst ein echter Treffer würde lediglich wie ein kurzes unmerkliches Flackern erscheinen. Mögliche Signale sind auch deshalb schwer zu erkennen und zu deuten, weil die Extraterrestrier nicht auf den Frequenzen senden, die wir von ihnen erwarten, oder weil sie nur sporadisch senden.

Der amerikanische Physiker Paul LaViolette argumentiert, dass technisch hoch entwickelte Außerirdische z. B. in der Lage sein könnten, die Abstrahlung von Pulsaren zu fokussieren. Wir hätten dann ein Signal vor Augen und würden es einem natürlichen Ursprung zuordnen.

Für manche gleicht daher SETI einem Blinden, der in einem dunklen Raum nach einer schwarzen Katze sucht, die es vielleicht gar nicht gibt.

[Es ist zwar leichter zu empfangen als zu senden, aber trotzdem wurde bereits 1974 eine erste Botschaft von dem damals größten Teleskop der Welt in Arecibo, an der Nordküste Puerto Ricos, aus ins All geschickt: Ein Radiostrahl von beispielloser Leistung, kurzfristig über 20 Terawatt (1 Terawatt = 1 Billion Watt). Das Signal, zusammengesetzt aus einer Sequenz von 1679 binären Einsen und Nullen, wurde am 16.11.74 knapp drei Minuten auf der Frequenz 2380 Megahertz bei einer Bandbreite von 10 Hertz ausgesendet – ein minutenlanger Fluss von binären Informationen. Würde die Nachricht am Zielort dekodiert, gäbe das entstehende Bild Auskunft über den Sender und seinen Standort: Atome, den Menschen, die Erde und das Teleskop. Alles ganz logisch und direkt – aber man muss den Schlüssel dazu kennen.

Dieses Signal wurde in das Herz eines Kugelsternhaufens (M13) ausgestrahlt, einer Ansammlung von 300 000 Sternen im Sternbild Herkules, rund 25 000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es war wohl eher ein symbolischer Versuch, denn selbst mit Lichtgeschwindigkeit erreicht die Information den Zielort erst in 25 000 Jahren!]

REM

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