Seit Mitte des 20. Jahrhunderts suchen Astronomen nach Anzeichen intelligenter außerirdischer Zivilisationen. Aber das Universum schweigt immer noch. Versuchen wir herauszufinden, warum.
Enrico Fermi ist einer der "Väter" der Atombombe, der radioaktiven Forschung und auch Nobelpreisträger. Es ist schwer, seinen Beitrag zur Entwicklung der Quantenmechanik und der theoretischen Physik zu überschätzen. Meistens wird sein Name jedoch mit einer einfachen Frage in Verbindung gebracht, die ursprünglich eine Art Witz unter Wissenschaftlern war, die 1950 in Los Alamos über UFOs diskutierten: Wo sind alle?
Fermi war nicht der erste, der die Frage der außerirdischen Intelligenz stellte. Aber mit ihm wird er am häufigsten in Verbindung gebracht, so dass es am Ende als das Fermi-Paradoxon bekannt wurde. Man kann es so zusammenfassen: Das Universum ist unvorstellbar groß, die Existenz eines intelligenten außerirdischen Lebens ist fast unbestreitbar, aber das Universum ist fast 14 Milliarden Jahre alt und andere Kreaturen hatten genug Zeit, sich der Menschheit zu offenbaren. Wo sind also alle?
Denken Sie zunächst an die Errungenschaften des menschlichen Weltraums. Es ist möglich, dass wir in den kommenden Jahrzehnten bereits die ersten interstellaren Sonden an das Alpha Centauri-System senden werden. Aber seit der Flucht des ersten Menschen in den Weltraum ist noch nicht einmal ein Jahrhundert vergangen. Was werden wir in Hunderten, Tausenden oder sogar Millionen von Jahren können?
Enrico Fermi, nach dem das beschriebene Paradoxon benannt wurde / Smithsonian Institution Archives.
Fermi und seine Kollegen stellten diese Frage 11 Jahre bevor Yuri Gagarin ausrief: "Lass uns gehen!" Theoretisch sollte eine technologisch fortgeschrittene Alien-Rasse keine Schwierigkeiten haben, die Galaxie zu kolonisieren, insbesondere wenn sie viele Millionen Jahre für sie hatte.
Aber um mit Zuversicht sagen zu können, dass wir nicht allein im Universum sind, brauchen Wissenschaftler Beweise. Diese Beweise sind, gelinde gesagt, klein, wenn nicht um zu sagen, dass sie überhaupt nicht existieren. Und die Bestimmungen, dass die Gesetze der Physik es Raumschiffen nicht erlauben, sich über eine bestimmte Geschwindigkeit zu bewegen, sind nicht für jeden geeignet.
Nehmen wir zum Beispiel Proxima Centauri. Selbst wenn Sie mit 0,25% der Lichtgeschwindigkeit dorthin gehen, können Sie frühestens in 16 Jahren dorthin gelangen. Das TRAPPIST-1-System ist ungefähr 160 Jahre alt. Für eine lange Zeit, aber dies ist ein Tropfen auf den heißen Stein im Vergleich zum Zeitalter des Universums und der Milchstraße.
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Drakes Gleichung
Das erste, was zu berücksichtigen ist, ist die Drake-Gleichung. Dies ist eine einfache mathematische Formel, die ursprünglich 1961 vom Astronomen Frank Drake vorgeschlagen wurde. Kurz gesagt: Damit versuchen wir, die Anzahl der technologisch fortgeschrittenen Zivilisationen und kommunizierenden Gemeinschaften in der Galaxis zu berechnen. Die Drake-Gleichung sieht folgendermaßen aus:
Drake-Gleichung / PPT-Online.
Viele Astrophysiker haben lange versucht, jeden Wert zu berechnen, aber heute hat die Gleichung keine endgültige Lösung. R kann auch die Anzahl der Sterne in der Galaxie sein - es wird angenommen, dass es in der Milchstraße 100 Milliarden gibt. Selbst wenn wir das Minimum nehmen, beträgt der Anteil der Sterne mit Planetensystemen etwa 20%, und jeder dieser Sterne sollte mindestens einen bewohnbaren Planeten haben. Angenommen, nur 10% von ihnen konnten intelligente, kommunikationsfähige Lebensformen entwickeln. So werden wir beträchtliche Wahrscheinlichkeiten los, weil wir am Ende 10% von 10% von 10% haben.
L ist die Zeit, in der es Leben auf dem Planeten gibt, das eine Verbindung herstellen kann. Angenommen, eine bestimmte Rasse existierte auf unserem Planeten so lange wie auf unserer: Sie wird sich als 10 ^ -8 (einhundertmillionstel) herausstellen. Das Ergebnis ist eher pessimistisch: Das Ergebnis sind zwei.
Mit einem solchen Ergebnis gibt es in der Galaxis eine andere Zivilisation, da eine dieser Rassen wir sind, die die Berechnungen durchgeführt haben. Es ist jedoch erwähnenswert, dass es sich um technologisch fortgeschrittene Zivilisationen handelt. Drakes Gleichung berücksichtigt nicht die Pre-Tech-Communities.
Kardaschew-Skala
Die Kardaschew-Skala kann sicher zur Diskussion des Fermi-Paradoxons hinzugefügt werden. Dies ist eine vom sowjetischen Astrophysiker Nikolai Kardaschew entwickelte Methode zur technologischen Entwicklung der Zivilisation, die Zivilisationen nach der Menge an nutzbarer Energie klassifiziert, die sie verbrauchen können. Die Skala unterteilt Zivilisationen wie folgt:
Typ 1. Eine Zivilisation, die in der Lage ist, die gesamte auf ihrem Planeten verfügbare Energie zu nutzen.
Typ 2. Eine Zivilisation, die in der Lage ist, die gesamte von ihrem Stern ausgestrahlte Energie zu nutzen.
Typ 3. Eine Zivilisation, die die Energie der gesamten Galaxie nutzen kann.
Der Astronom Carl Sagan glaubte, dass wir zu 70% auf dem Weg zu einer Zivilisation des ersten Typs sind und dieses Niveau in ein oder zwei Jahrhunderten erreichen werden. Moderne Berechnungen legen nahe, dass wir innerhalb weniger tausend Jahre eine Typ-II-Zivilisation werden können und dass es 100.000 bis eine Million Jahre dauern wird, bis wir eine Typ-III-Zivilisation werden.
Laut einigen Wissenschaftlern wie Freeman Dyson wird eine Typ-II-Zivilisation in der Lage sein, eine sogenannte Megastruktur (auch als Dyson-Kugel bekannt) um ihren Stern herum aufzubauen, um ihre Energieernte zu maximieren / pcworld.com
Als Zivilisation des zweiten oder dritten Typs müssen sich Kreaturen mit einer Lichtgeschwindigkeit in der Galaxie bewegen können (oder schneller, wenn sie lernen, die bekannten Gesetze der Physik zu brechen).
Angesichts des Zeitalters des Universums und der Milchstraße und des Beispiels unserer eigenen Zivilisation scheint es viel mehr Fragen als Antworten zu geben.
Mögliche Lösungen für das Fermi-Paradoxon
Lösung 1. Es gibt niemanden und es gab noch nie einen
Eine der möglichen Antworten lautet: Es gibt keine Außerirdischen und das war noch nie so. Ein solches Szenario kann man sich im Universum von Aristoteles und Ptolemäus leicht vorstellen - einer kleinen Ansammlung von Kugeln, die die Erde umkreisen. Aber wir leben nicht in einem solchen Universum. Nach Jahrhunderten der Suche nach erdähnlichen Planeten in den letzten zwei Jahrzehnten haben Kosmologen die kosmische Piñata zerschlagen. Jedes Jahr werden immer mehr Sterne mit Planetensystemen entdeckt, von denen ungefähr jedes Fünftel erdähnliche Planeten hat. Je mehr wir über das Universum lernen, desto absurder erscheint die Aussage, dass nur einer dieser Planeten existieren kann. Astrophysiker und Astrobiologen - wie Adam Frank, der Biosphären in Exoplaneten sucht und untersucht - glauben, dass dies die am wenigsten wahrscheinliche Lösung für das Fermi-Paradoxon ist.
Lösung 2. Das Leben ist, aber nicht vernünftig
Einige schlagen vor, dass wir in den nächsten 10 bis 30 Jahren Spuren der einfachsten Lebensformen auf dem Mars oder einem der Satelliten von Gasriesen wie Europa oder Enceladus finden werden. Natürlich sprechen wir über Mikroben oder Algen. Diese Entscheidung ändert die Frage, wo sich alles befindet, in eine komplexere Version: Was genau verhindert, dass sich unendlich viele Moleküle in Form eines intelligenten Lebens ansammeln?
Saturnmond Europa, unter dessen Eis Wissenschaftler hoffen, Lebenszeichen zu finden, wenn auch nicht intelligent.
Hier können Sie über alle Faktoren nachdenken, die zum Aussehen des Menschen beigetragen haben. Zuerst - der Funke des Lebens, gefolgt von der Bildung einfacher Zellen, dann - komplexe mehrzellige Organismen und dann - die Bildung von Organen wie dem Gehirn. Wenn ein humanoider Geist selten ist, kann es sehr schwierig sein, einen dieser Schritte zu überwinden. Zum Beispiel ist bekannt, dass es auf der Erde mehrere Millionen Arten lebender Organismen gibt, aber nur eine von ihnen hat Zivilisation hervorgebracht (zumindest wie wir es kennen). Die relative Stille des Universums setzt das Vorhandensein eines "großen Filters" voraus, der die Entwicklung einer größeren Anzahl intelligenter Wesen einschränkt. Einige Wissenschaftler glauben auch, dass wir diesen "großen Filter" in der fernen Vergangenheit nicht überwunden haben, sondern dass er uns in Zukunft erwartet. Das heißt, es geht nicht darum, dass intelligentes Leben selten ist, sondern darumdass es für mehrere tausend Jahre erscheint, bevor es aus unbekannten Gründen verschwindet.
Lösung 3. Es gibt viel intelligentes Leben, aber es ist still
Diese Wahrscheinlichkeit, auch als "Zoo-Hypothese" bekannt, bietet einige seltsame Erklärungen. Vielleicht ist die Menschheit immer noch so primitiv, dass fortgeschrittene Zivilisationen uns nicht der Aufmerksamkeit oder Kommunikation würdig betrachten. Oder vielleicht haben andere Zivilisationen herausgefunden, dass die Selbstfindung zur Zerstörung durch gewalttätige intergalaktische Kolonisatoren führen wird. Oder das Sonnensystem befindet sich einfach in einer ruhigen und friedlichen Ecke des Universums - rein zufällig. Aber vielleicht ist eine der exotischsten Erklärungen, dass unser Universum eine riesige Computersimulation ist.
Es gibt viele Gründe für das universelle Schweigen, und es kann nicht gesagt werden, dass eine der Hypothesen zu 100% wahr ist. Auf jeden Fall ist es der Menschheit bisher nicht gelungen, eine einzige außerirdische Zivilisation zu finden. Bis wir eine genaue Erklärung haben, wird das Fermi-Paradoxon Astrophysiker nachts wach halten und sie mit der Frage quälen, wo sich alles befindet.
Vladimir Guillen
