Sind wir vielleicht doch alleine im Universum?

Ich werde öfters gefragt, ob ich schon einmal ein UFO fotografiert hätte. Klar doch! Es kommt sogar regelmässig vor, dass in einer Aufnahmeserie unidentifizierbare Objekte auftauchen, für die ich keine Erklärung habe. Mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit handelt es sich dabei um atmosphärische Effekte, Spiegelungen der Optik, Flugzeuge, Satelliten oder sogenannte Iridium-Flares. So wie übrigens fast alle UFO-Sichtungen zu erklären sind. Denn ein UFO ist nicht weniger und nicht mehr, wie es der ausgeschriebene Name definiert: ein unidentifizierbares Flugobjekt. Natürlich zielt die Frage darauf ab, ob es vielleicht Ausserirdische gibt da draussen. Die Frage ist berechtigt und beschäftigt unsere Kultur und unsere Wissenschaft seit Jahrhunderten. Bei ungefähr 100 Milliarden Sternen nur in unserer Milchstrasse und der Annahme, dass nur ein Prozent dieser Sterne einen erdähnlichen Planeten im Umlauf hätten, wären das bereits 1 Milliarde bewohnbare Planeten, welche potenziell Leben beherbergen könnten. Und das nur in unserer Galaxis. Diese ungeheure Zahl alleine scheint ein Garant zu sein, dass wir nicht alleine sein können. Tja, aber nach dem heutigen Stand des Wissens sind wir es eben doch. Oder um es mit den Worten des berühmten Physikers Enrico Fermi auszudrücken: «Wo sind sie alle?»

Drei Kategorien für ausserirdisches Leben

Die Tatsache, dass das Universum dermassen gross ist und wir dennoch in keinen Kontakt mit ausserirdischem Leben getreten sind, nennt man auch das Fermi Paradox. Möglichkeiten für extraterrestrische Zivilisationen gäbe es nämlich zuhauf: Wir wissen bereits von 4000 Exoplaneten, also Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems, welche sich alle in unserer kosmischen Nachbarschaft befinden. Gäbe es intelligentes Leben auf einigen dieser Planeten und vorausgesetzt, sie würden über das elektromagnetische Spektrum kommunizieren, so wie wir das tun, dann hätten wir sie vermutlich entdeckt. Oder sie uns. Gibt es also intelligentes Leben da draussen? Bereits bei der Fragestellung geraten wir ins Stocken: Was bedeutet Intelligenz? Selbst die Frage der Abiogenese, also ab wann man eine stoffwechselbetreibende Anhäufung von Zellen als Leben bezeichnet, ist in der Wissenschaft nicht vollends geklärt. Nach was sollen die Forscher also Ausschau halten? Nach grünem Schleim oder doch grünen Männchen bzw. Weibchen?

Der Astronom Nikolai Kardaschow hatte 1964 vorgeschlagen, dass man mögliche ausserirdische Zivilisationen in drei Kategorien einteilen könnte: KI-Zivilisationen sind technologisch fähig, die gesamte verfügbare Leistung (Ressourcen) ihres Heimatplaneten zu nutzen. KII-Zivilisationen nutzen bereits die Gesamtleistung ihres Zentralsterns und KIII-Zivilisationen zapfen sogar die Energie ihrer Galaxie an. Der Mensch hat den KI- Status demnach noch nicht ganz erreicht. Die Kardaschow-Skala versucht zumindest zu definieren, nach wem oder was wir Ausschau halten können. Ob eine dieser kategorisierten Zivilisationen den Sprung zur nächsten Ebene schafft, ist also direkt davon abhängig, ob sie es zeitlich und technologisch schaffen, die nächst grössere Energiequelle anzuzapfen, bevor ihre gegenwärtige Energiequelle versiegt. Sollte dies der Fall sein, wäre das der Untergang dieser Zivilisation und würde das Fermi Paradox lösen: Die sogenannt intelligente Zivilisation lebt über ihre Verhältnisse und richtet sich zu Grunde, bevor sie fähig ist, den Weltraum zu besiedeln. Hinsichtlich unseres exponentiellen Wachstums auf einem Planeten mit endlichen Ressourcen sollte uns das bereits zu denken geben.

Die Zusammensetzung der Erde grenzt an ein Wunder

Definieren wir die Entwicklung intelligenten Lebens nach unseren Standards, dem anthropischen Prinzip, dann gibt es viele, sehr viele Bedingungen, die erfüllt sein müssen, damit kohlenstoffbasierte Lebensformen entstehen und evolutionieren können. Es grenzt geradezu an ein Wunder, dass unser Planet all diese Bedingungen erfüllt hat, damit unsere Spezies (und alle anderen auf der Erde) bis heute gedeihen konnten. Da wäre die oft genannte habitable Zone, in welcher sich ein Planet befinden muss, damit Wasser (die Voraussetzung für Leben, wie wir es kennen) flüssig bleibt und nicht gefriert oder verdampft. Dies ist u.a. vom Abstand des Planeten zum Zentralgestirn abhängig. Aber damit nicht genug: Die Rotationsgeschwindigkeit sowie die Lage bzw. Achse des Planeten, welche bei uns durch den Mond beeinflusst wird, musste stabil bleiben, damit die klimatischen Bedingungen stimmen und Leben gedeihen konnte. Ein Magnetfeld muss ebenfalls vorhanden sein, um das Leben vor kosmischer Strahlung zu schützen. Der Planet muss sich ausserdem in einer kosmisch wenig aktiven Region einer Galaxie befinden, ansonsten bestünde die Gefahr, dass zum Beispiel explodierende Sterne (Supernovae) die schützende, aber sehr fragile Atmosphäre des Planeten davonbläst. Weiter muss das gravitative Gleichgewicht durch mögliche Nachbarplaneten stimmen, damit der Orbit und somit die habitable Zone unseres Planeten nicht destruktiv beeinflusst wird. Und nicht zuletzt muss der Planet in seiner Geschichte irgendwann mit Wasser versorgt worden sein, zum Beispiel durch Asteroideneinschläge. Auch dieses Phänomen, wie das Wasser auf die Erde kam, ist noch nicht geklärt. Diese Aufzählung für die Voraussetzung für das Leben, wie wir es kennen, ist längst nicht abschliessend. Aber sie zeigt bereits auf, dass Leben auf einem potenziell wirtlichen Planeten keine Selbstverständlichkeit ist.

Carl Sagan, verstorbener Astronom und Sachbuchautor, schätzte die Entwicklung einer raumfahrenden Zivilisation auf konservative 10 Millionen Jahre. Für eine Zivilisation der Kategorie KIII berechnete er 30 Millionen Jahre. Der Homo Sapiens hingegen ist erst etwa 300000 Jahre jung. In Anbetracht, dass unsere Milchstrasse nur wenig jünger ist als das Universum selbst, nämlich etwa 13,6 Milliarden Jahre, hätte es also genügend Zeit gegeben, dass sich nur in unserer Galaxis unzählige KIII-Zivilisationen hätten entwickeln und ausbreiten können. Die Frage ist also, ob in der kurzen Zeitspanne, als der Mensch die Bühne des Lebens betreten hat, andere Zivilisationen zeitgleich existieren. Und falls ja: Wo sind sie dann?

Das exponentielle Wachstum könnte tatsächlich ein Grund sein, warum sich mögliche extraterrestrische Zivilisationen nicht im Weltall ausbreiten. Nicht nur bei Bakterien hat man exponentielles Wachstum beobachtet, auch bei vielen höheren Organismen (Pflanzen, Tiere, Menschen) kennt man Phasen exponentiellen Wachstums. Aber nichts und niemand hält mit exponentiellem Wachstum Schritt. Nehmen wir an, eine exponentiell wachsende Zivilisation hätte den technologischen Fortschritt erreicht und könnte sich mit einem Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit vorwärtsbewegen und das Weltall kolonisieren. Damit diese Zivilisation überlebensfähig bleibt, muss sie weiter wachsen. Irgendwann aber ist ein Punkt erreicht, wo die Ausbreitungsgeschwindigkeit mit dem Wachstum der Zivilisation nicht mehr mithalten kann. Ab diesem Punkt können sich die Individuen nicht mehr schnell genug verteilen, um die Bevölkerungsdichte aufrecht zu erhalten. Sie kollabiert. Man nennt diesen Punkt auch den Lichtkäfig. Bei einer Wachstumsrate von nur einem Prozent pro Jahr und einer (unmöglichen) Ausdehnungsgeschwindigkeit mit Lichtgeschwindigkeit beträgt der Radius dieses imaginären Lichtkäfigs gerade mal 300 Lichtjahre und die Grenze wäre in wenigen Jahrtausenden erreicht. Ein kosmischer Wimpernschlag während einer winzigen Ausdehnungsdistanz.

Selbst das von der NASA mitfinanzierte SETI-Projekt (Search For Extraterrestrial Intelligence) kommt nach über 60 Jahren Forschung zum ernüchternden Schluss: Wir haben keine Evidenz gefunden, welche auf eine stellare, intelligente Lebensform schliessen könnte. Dennoch entdecken Astronomen jährlich Dutzende neue Exoplaneten, auf welchen Leben potenziell möglich wäre. Und was sind schon 60 Jahre Forschung?

Enrico Fermis Frage «Wo sind sie alle?» hat aber durchaus ihre Berechtigung und es liegt in der Hand unserer Neugier und der weiteren Erforschung des Universums, dieses Paradoxon irgendwann aufzulösen.

Oder wie der Science-Fiction-Schriftsteller Arthur C. Clarke einst sagte: «Es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder wir sind allein im Universum oder wir sind es nicht. Beides ist gleichermassen erschreckend.»

*Der Würenloser Lukas Schmid ist Hobby-Astrofotograf. Für die Limmatwelle berichtet er in unregelmässigen Abständen über aktuelle astronomische Phänomene.