Im vergangenen Monat kündigten Astronomen des astronomischen Satellitenteams von Kepler die Entdeckung von 1.284 neuen Planeten an. Sie alle umkreisen Sterne außerhalb unseres Sonnensystems. Die Gesamtzahl solcher "Exoplaneten", deren Existenz dank des Kepler-Teleskops und anderer Suchmittel bestätigt wurde, übersteigt heute dreitausend.
Dies ist eine echte Revolution in unserem Wissen über die Planeten. Vor ungefähr zehn Jahren wurde die Entdeckung eines einzelnen Exoplaneten sofort zu einer wissenschaftlichen Sensation. Heute hat sich viel geändert. Dank der Verbesserung der Techniken und Technologien für astronomische Beobachtungen sind wir vom Einzelhandel zur großflächigen Entdeckung von Planeten übergegangen. Zum Beispiel wissen wir jetzt, dass jeder Stern am Himmel in der Umlaufbahn mindestens einen Planeten hat.
Aber die Planeten sind nur der Anfang der Geschichte. Jeder möchte wissen, ob diese Welten von Außerirdischen bewohnt werden. Hilft uns unser neu gewonnenes Wissen über die Planeten, der Antwort auf diese Frage näher zu kommen?
In der Tat ja, wenn auch ein wenig. In der Mai-Ausgabe von Astrobiology habe ich zusammen mit dem Astronomen Woodruff Sullivan ein Papier veröffentlicht, in dem wir zeigen, dass wir, obwohl wir heute nichts über die Existenz fortgeschrittener außerirdischer Zivilisationen in unserer Galaxie wissen, genügend Informationen haben, um daraus zu schließen dass sie wahrscheinlich in dem einen oder anderen Segment der kosmischen Geschichte existierten.
In der wissenschaftlichen Gemeinschaft gibt es die sogenannte Drake-Gleichung. Dies ist eine Formel, mit der die Anzahl der außerirdischen Zivilisationen in der Galaxie bestimmt wird, mit denen wir in Kontakt kommen können. 1961 wurde der Astronom Frank Drake von der Nationalen Akademie der Wissenschaften gebeten, ein wissenschaftliches Treffen über die Möglichkeiten der "interstellaren Kommunikation" abzuhalten. Da die Wahrscheinlichkeit, Kontakt mit dem Leben von Außerirdischen aufzunehmen, von der Anzahl fortgeschrittener außerirdischer Zivilisationen in der Galaxie abhängt, hat Drake sieben Faktoren abgeleitet, von denen diese Anzahl abhängt, und sie in seine Gleichung aufgenommen.
Der erste Faktor ist die Anzahl der pro Jahr geborenen Sterne. Der zweite ist der Anteil der Sterne mit Planeten. Dann kommt die Anzahl der Planeten pro Stern, die an Orten umkreisen, an denen sich Leben bilden kann (vorausgesetzt, das Leben erfordert flüssiges Wasser). Der nächste Faktor ist der Anteil der Planeten, auf denen das Leben tatsächlich entstanden ist. Und es gibt auch einen Faktor wie den Anteil der Planeten, auf denen sich das Leben zu einem vernünftigen entwickelt hat und fortgeschrittene Zivilisationen erschienen sind (die Funksignale aussenden können). Und der letzte Faktor ist die durchschnittliche Lebensdauer einer technisch fortgeschrittenen Zivilisation.
Drakes Gleichung unterscheidet sich völlig von Einsteins Formel E = mc2. Dies ist keine Aussage eines universellen Gesetzes. Es ist ein Mechanismus zur Erleichterung einer organisierten Diskussion, ein Weg zu verstehen, was wir wissen müssen, um die Frage nach fremden Zivilisationen zu beantworten. 1961 war nur der erste Faktor bekannt - die Anzahl der Sterne, die sich jährlich bilden. Wir waren bis vor kurzem in solcher Unwissenheit.
Aus diesem Grund wurden Diskussionen über außerirdische Zivilisationen, egal wie wissenschaftlich sie sind, lange Zeit auf die üblichen Ausdrucksformen von Hoffnung oder Pessimismus reduziert. Was ist zum Beispiel der Anteil der Planeten, auf denen sich Leben bildet? Optimisten könnten komplexe molekularbiologische Modelle entwickeln, die behaupten, großartig zu sein. Pessimisten hingegen zitieren ihre eigenen wissenschaftlichen Daten und argumentieren, dass dieser Anteil näher bei 0 liegt. Da wir jedoch nur ein Beispiel für einen Planeten mit Leben haben (unseren eigenen), ist es ziemlich schwierig zu verstehen, welcher von ihnen richtig ist.
Werbevideo:
Oder lassen Sie uns über die durchschnittliche Lebensdauer einer Zivilisation nachdenken. Der Mensch nutzt die Funktechnologie erst seit etwa 100 Jahren. Wie lange wird unsere Zivilisation dauern? Eintausend Jahre? Hundert Tausend? Zehn Millionen? Wenn die durchschnittliche Lebensdauer einer Zivilisation kurz ist, ist die Galaxie höchstwahrscheinlich die meiste Zeit unbewohnt. Aber auch hier können wir nur ein Beispiel verwenden, und das bringt uns wieder zum Kampf zwischen Pessimisten und Optimisten zurück.
Aber unser neues Wissen über Planeten hat einen Teil der Unsicherheit aus dieser Debatte entfernt. Drei der sieben Faktoren in Drakes Gleichung sind heute bekannt. Wir kennen die Anzahl der Sterne, die jedes Jahr geboren werden. Wir wissen, dass der Anteil der Sterne mit Planeten etwa 100% beträgt. Und wir wissen auch, dass 20-25% dieser Planeten sich an einem Ort befinden, an dem sich Leben bilden kann. So können wir zum ersten Mal etwas Bestimmtes über außerirdische Zivilisationen sagen - wenn wir die richtigen Fragen stellen.
In unserer jüngsten Arbeit haben Professor Sullivan und ich den Fokus der Drake-Gleichung verschoben. Anstatt zu fragen, wie viele Zivilisationen es derzeit gibt, haben wir uns entschlossen herauszufinden, wie wahrscheinlich es ist, dass unsere Zivilisation die einzige technisch fortgeschrittene ist, die jemals aufgetaucht ist. Durch diese Frage konnten wir den Faktor der durchschnittlichen Lebensdauer einer Zivilisation umgehen. Wir haben also nur drei unbekannte Faktoren, die wir auf eine "biotechnische" Wahrscheinlichkeit reduziert haben: die Chancen für die Entstehung des Lebens, die Chancen für die Entstehung des intelligenten Lebens und die Chancen für die technische Entwicklung.
Es kann davon ausgegangen werden, dass eine solche Wahrscheinlichkeit gering ist und daher die Chancen für die Entstehung einer anderen technisch fortgeschrittenen Zivilisation gering sind. Unsere Berechnungen haben jedoch gezeigt, dass selbst wenn diese Wahrscheinlichkeit extrem niedrig ist, die Chancen, dass wir nicht die erste technisch fortgeschrittene Zivilisation sind, ziemlich hoch sind. Insbesondere wenn die Wahrscheinlichkeit einer Zivilisation auf einem bewohnbaren Planeten weniger als eine von zehn Milliarden Billionen beträgt, sind wir nicht die Ersten.
Lassen Sie uns einen Kontext einführen, um die Zahlen besser zu verstehen. In früheren Diskussionen über die Drake-Gleichung wurde die Wahrscheinlichkeit, dass Zivilisationen eine von zehn Milliarden bilden, als sehr pessimistisch angesehen. Nach unseren Berechnungen hätten selbst unter solchen Bedingungen in der gesamten Geschichte des Weltraums Billionen Zivilisationen auftauchen müssen.
Mit anderen Worten, angesichts dessen, was wir heute über die Anzahl und die Umlaufbahn von Planeten in der Galaxie wissen, widerspricht der Grad an Pessimismus, der notwendig ist, um die Existenz einer fortgeschrittenen außerirdischen Zivilisation zu der einen oder anderen Zeit anzuzweifeln, dem gesunden Menschenverstand.
Die Suche nach einer Frage, die mit den vorliegenden Daten beantwortet werden kann, kann ein wichtiger Fortschritt in der Wissenschaft sein. Genau das haben wir in unserer Arbeit getan. Und was die wichtigste Frage betrifft - gibt es heute noch andere Zivilisationen -, müssen wir hier etwas warten, bis die relevanten Daten erscheinen. Aber wir sollten die Erfolge, die wir in so kurzer Zeit erzielt haben, nicht unterschätzen.
Adam Frank ist Professor für Astrophysik an der Universität von Rochester, Mitschöpfer des Blogs 13.7 Cosmos and Culture und Autor von About Time: Cosmology and Culture im Zwielicht des Urknalls.