Atomuhr wird 2016 zur Raumstation fliegen

SALT LAKE CITY - Was sind die Chancen, dass fremdes Leben anderswo im Universum existiert? Bei einem großen Physiktreffen sprachen Experten über Aktualisierungen historischer Vorhersagen darüber, ob die Menschen alleine im Kosmos leben.

Im Jahr 1961 schrieb der Astronom Frank Drake eine Gleichung, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, eine technologisch fortgeschrittene Zivilisation irgendwo anders im Universum zu finden. Die so genannte Drake-Gleichung berücksichtigte Faktoren wie den Anteil von Sternen mit Planeten um sie herum und den Anteil jener Planeten, die lebensfreundlich wären.

In den Jahren seit 1961 haben Wissenschaftler die Werte in der Drake-Gleichung aktualisiert, um neu erworbene wissenschaftliche Informationen einzubeziehen. Zum Beispiel, als Drake seine Gleichung schrieb, wussten die Wissenschaftler nicht sicher, ob andere Sterne als die Sonne Planeten um sie herum hatten; jetzt haben Forscher Beweise, dass die meisten Sterne Planeten beherbergen. Aber nicht nur die Wissenschaft beeinflusste Drake - auch aktuelle Ereignisse spielten in seiner Kalkulation eine Rolle. [Der Vater von SETI: Q & A mit Astronom Frank Drake]

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Ein einsamer Planet?

Im Zentrum der Suche nach Leben an einem anderen Ort im Universum steht die Frage "Ist die Erde einzigartig?" sagte Matthew Stanley, ein Wissenschaftshistoriker an der New York University. Stanley diskutierte die Geschichte der sich entwickelnden Sichtweise der Menschheit auf ihren Platz im Kosmos beim Treffen der American Physical Society am Samstag (16. April) in einer Sitzung, die sich mit den jüngsten Entdeckungen in der Planetenforschung befasste.

Die Menschen dachten einmal, dass die Erde nicht nur einzigartig sei, sondern im Zentrum des gesamten Universums, sagte Stanley. Wissenschaftliche Untersuchungen haben schließlich gezeigt, dass unser Planet nicht einmal im Zentrum seines eigenen Sonnensystems steht - es ist einer von sieben anderen Planeten und vielen kleineren Körpern, die die Sonne umkreisen.

Auf der anderen Seite haben Wissenschaftler in den letzten 20 Jahren Tausende von Planeten um andere Sterne herum entdeckt, und die meisten dieser Planeten sind nicht wie die Erde (sie sind groß und gasförmig wie Jupiter). Und die meisten Sonnensysteme sind nicht wie das Sonnensystem der Erde (große Planeten kreisen nahe ihrem Stammstern, während im Sonnensystem der Erde die großen Planeten weiter nach außen kreisen).

Bedeutet dies, dass die Erde einzigartig ist? Stanley sagte, dass diese Frage derzeit schwer zu beantworten ist, da Teleskope, die nach Exoplaneten suchen, eine Auswahl für große Gasriesenplaneten haben, die sehr nahe bei ihren Elternsternen kreisen. Mit aktuellen Technologien sind diese Arten von Planeten leichter zu erkennen. Vor diesem Hintergrund versuchen Wissenschaftler immer noch abzuschätzen, wie viele felsige und erdähnliche Planeten es gibt.

Nach einer Schätzung könnte es für jedes Sandkorn auf der Erde bis zu 10 erdähnliche Planeten im Universum geben. Das sagt Peter Behroozi, ein Hubble-Stipendiat an der Universität von Kalifornien, Berkeley, der während derselben Sitzung wie Stanley präsentierte. (Natürlich ist es wichtig, sich daran zu erinnern, dass das Universum ein sehr großer Ort ist, und im Moment können Wissenschaftler nur auf Planeten innerhalb der Milchstraße nach Leben suchen.)

Behroozi arbeitet daran, die Galaxienbildung mit der Planetenbildung zu verbinden. In einem Artikel, der 2015 in den Monatsberichten der Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde, zeigten er und sein Co-Autor, dass größere Galaxien eine größere Anzahl von erdähnlichen Planeten produzieren als kleinere Galaxien, wie zum Beispiel die Milchstraße. Aber weil es im Universum mehr Milchstraßen-Galaxien gibt, sollten die meisten erdähnlichen Planeten im Universum gefunden werden. Somit ist der Ort der Erde in einer Milchstraße-Galaxie nicht einzigartig.

Diese Arbeit hilft Wissenschaftlern nicht nur, Schätzungen darüber zu machen, wie viele Planeten sich derzeit im Universum befinden, sondern wie viele sich bilden werden, wenn man annimmt, dass das Universum weiter wächst und sich genauso entwickelt wie in der jüngsten Vergangenheit. In dem Papier von 2015 blicken Behroozi und sein Kollege weit in die Zukunft und schätzen, dass "das Universum mehr als 10 mal mehr Planeten bilden wird, als es derzeit gibt". Die Papierzusammenfassung fährt fort zu sagen, dass es "mindestens eine 92-prozentige Chance gibt, dass wir nicht die einzige Zivilisation sind, die das Universum jemals haben wird."

Eine historische Perspektive

Während seines Vortrags verfolgte Stanley die Geschichte der Suche der Menschheit nach Leben jenseits der Erde und zeigte, wie Menschen von ihren eigenen Zeiten und Erfahrungen beeinflusst werden, wenn sie versuchen, vorherzusagen, was jenseits dieses Planeten liegt.

William Herschel, ein extrem einflussreicher Astronom des 18. Jahrhunderts, glaubte, dass intelligente Wesen auf der Sonne lebten. Im 19. Jahrhundert glaubten Mainstream-Astronomen künstliche Kanäle zu sehen, die von intelligenten Kreaturen auf Mars und Venus gebaut wurden. Beobachtungen dieser beiden Planeten und der Sonne durch weltraumgestützte Sonden haben diese Ideen widerlegt, aber neue Forschungen haben auch zu neuen Ideen darüber geführt, wie und wo das Leben anderswo im Universum existieren könnte.

Zum Beispiel sagte Stanley, dass Wissenschaftler in den letzten 40 Jahren eine breitere Sicht der Bedingungen angenommen haben, unter denen Leben existieren kann. Sogenannte Extremophile sind Organismen, die in Umgebungen leben, die zuvor als unwirtlich galten, wie am Meeresboden, unter dem Eis in der Antarktis und in Gebieten, die hohe Strahlungsdosen erhalten.

Stanley sagte, viele Aspekte der Drake-Gleichung müssten nicht nur mit neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen aktualisiert werden, sondern auch mit neuen Perspektiven. (Es sollte beachtet werden, dass es Wissenschaftler und Autoren gibt, die ganze Bücher der Aktualisierung von Drakes Vorhersagen gewidmet haben.)

Drakes Gleichung enthält zum Beispiel die Variable L, die für "die Dauer der Zeit, in der solche [technologisch fortgeschrittene] Zivilisationen nachweisbare Signale in den Weltraum freisetzen", laut dem SETI-Institut, steht.

Als Drake seine Gleichung in den 1960er Jahren schrieb, wurde der Wert für L als die Zeit betrachtet, in der eine Zivilisation die atomare Energie entdeckte und als es dieser Gesellschaft gelang, sich durch nukleare Vernichtung zu zerstören, sagte Stanley.

"Das ist eine völlig vernünftige Art, über die Dauer einer Zivilisation auf dem Höhepunkt des Kalten Krieges nachzudenken", sagte er. "Aber es gab jüngere Arbeiten ... mit dem Argument, dass wir in Bezug auf Atomkrieg nicht an" L "denken sollten. Wir sollten darüber nachdenken in Bezug auf Umweltzerstörung. ... Das heißt, es ist die Zeit zwischen der Entdeckung einer Dampfmaschine und katastrophalen Klimawandel. "

Die Gleichung enthält auch die Variable fc, die den Bruchteil der außerirdischen Zivilisationen darstellt, die "eine Technologie entwickeln, die nachweisbare Anzeichen ihrer Existenz freisetzt" (wie Radio- oder Fernsehsignale, die in den Weltraum gesprüht werden), sagte das SETI-Institut.

Heutzutage entweichen jedoch viele Kommunikationssysteme der Erde nicht mehr in den Weltraum, sondern werden sauber zwischen Erdquellen und Satelliten geleitet. Es gibt immer noch Projekte, die nach undichten Alien-Kommunikationen suchen, und einige Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass Menschen nach fokussierten, laserbasierten Systemen suchen sollten, die von außerirdischen Zivilisationen verwendet werden, um zwischen mehreren Planeten oder sogar mehreren Sternsystemen zu kommunizieren. Aber Stanleys größerer Punkt ist, dass die Menschheit bis zu einem gewissen Grad nur nach fremden Zivilisationen suchen kann, die eine gewisse Ähnlichkeit mit unserer eigenen haben.

Heute konzentriert sich die Suche nach Leben auf anderen Planeten hauptsächlich auf Teleskope, die die Atmosphären entfernter Planeten untersuchen und nach Anzeichen biologischer Prozesse suchen können. Zum Beispiel könnte ein hoher Methangehalt (der von vielen lebenden Organismen auf der Erde erzeugt wird) oder Sauerstoff in der Atmosphäre eines Planeten auf biologische Aktivität zurückzuführen sein. Und eines Tages könnten Forscher nach künstlich erzeugten atmosphärischen Elementen suchen.

"Selbst wenn wir uns zurück in die Renaissance oder die Steinzeit bombardieren, werden die Beweise, dass eine Zivilisation einmal auf unserem Planeten existierte, nicht ausgelöscht", sagte Behroozi zu ProfoundSpace.org.

Die Zusammensetzung der Atmosphäre eines Planeten könnte sogar aufzeigen, wie eine intelligente Zivilisation, die einst lebte, sich selbst umbringen konnte, sagte Stanley.

Es könnte unmöglich sein, dass Menschen in ihrer Spekulation über das Leben im Universum rein objektiv sind, sagte Stanley. Er fügte hinzu, dass er glaubt, dass persönliche Voreingenommenheit und menschliche Erfahrungen die Wissenschaft immer infundieren werden, dass diese Dinge aber auch zu Erfolgen in der Wissenschaft führen können. Mit unterschiedlichen Perspektiven können Menschen Dinge auf neue Art und Weise betrachten, was zu Durchbrüchen führen kann, sagte er. Deshalb, sagte er, ist es eine gute Idee für Wissenschaftler, "mit Menschen außerhalb deines Feldes zu sprechen ... hör auf marginale Menschen. Erhalte eine Vielfalt von Menschen, Menschen mit unterschiedlichen Hintergründen, verschiedenen Geschlechtern [und] verschiedenen Arten von Kulturen.

"Ich denke, es ist hilfreich, die Tatsache zu berücksichtigen, dass Wissenschaft immer so gemacht wird", sagte er. "Und zu akzeptieren, dass jeder anders ist, jeder hat seltsame Ideen, und das ist eher eine Quelle der Stärke als Schwäche."