Ein modifizierter fremder Planet könnte einzigartige elektromagnetische Signale zeigen, aber dies ist möglicherweise nicht der beste Weg, sie zu finden. Bildnachweis: flickr-Benutzer Ryan Somma, unter einer CC-by-2.0-Lizenz.

Suchen wir auf die falsche Weise nach Außerirdischen?

SETI sucht nach den gleichen Signalen, die die Menschen in den 1960er Jahren produziert haben. Warum sollten Aliens es nicht besser machen?

„Ich weiß genau, dass uns in diesem Moment das ganze Universum zuhört und dass jedes Wort, das wir sagen, zum entferntesten Stern passt.“ -Jean Giraudoux

Vor etwas mehr als 80 Jahren begann die Menschheit mit der Ausstrahlung von Radio- und Fernsehsignalen, die ausreichen, um die Erdatmosphäre zu verlassen und tief in den interstellaren Raum vorzudringen. Wenn jemand, der in einem fernen Sternensystem lebt, wachsam nach diesen Signalen Ausschau halten würde, wäre er nicht nur in der Lage, sie aufzunehmen, sondern sie sofort als von einer intelligenten Spezies erschaffen zu identifizieren. 1960 schlug Frank Drake erstmals vor, solche Signale von anderen Sternensystemen mit Hilfe großer Radiogeräte zu suchen, woraus SETI hervorging: die Suche nach außerirdischer Intelligenz. Im letzten halben Jahrhundert haben wir jedoch weitaus effizientere Kommunikationsmethoden entwickelt als mit Rundfunk- und Fernsehsignalen. Ist die Suche nach Aliens im elektromagnetischen Spektrum überhaupt noch sinnvoll?

Diese Frage ist natürlich außerordentlich spekulativ, gibt uns aber die Möglichkeit, unseren eigenen technologischen Fortschritt zu betrachten und zu überlegen, wie sich dies an anderer Stelle im Universum auswirken könnte. Wenn sich jemand aus einer Kultur, die sich nur mit Rauchsignalen und Trommelschlägen auskennt, tief im Herzen eines Waldes befindet, könnte er schlussfolgern, dass es kein intelligentes Leben gibt. Wenn Sie ihnen jedoch ein Mobiltelefon geben, besteht eine gute Chance, dass sie von genau dort empfangen werden, wo sie standen! Unsere Schlussfolgerungen können ebenso voreingenommen sein wie die Methoden, die wir anwenden.

Public Domain-Bild einer künstlerischen Darstellung von Ben Franklins Experimenten zur Stromnutzung.

Der Mechanismus der Elektrizität wurde erst im späten 18. Jahrhundert mit der Arbeit von Ben Franklin verstanden. Die Kraft der Elektrizität wurde erst im 19. Jahrhundert für den Betrieb von Stromkreisen und anderen elektrischen Geräten genutzt, und die mit dem klassischen Elektromagnetismus verbundenen Phänomene wurden erst in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts bekannt. Die ersten Übertragungen elektromagnetischer Signale für die Kommunikation erfolgten erst 1895, und die Macht der Radiosendungen, sich weit in den interplanetaren und interstellaren Raum hinein auszudehnen, wurde erst in den 1930er Jahren erreicht.

Die Reichweite unserer Funksignale ab 2011. Bildnachweis: Abstruse Goose.

Die Lichtgeschwindigkeit ist ebenfalls einschränkend: Wenn unsere Funksignale seit 80 Jahren durch den interstellaren Raum wandern, bedeutet dies, dass nur Zivilisationen innerhalb von 80 Lichtjahren von uns die Möglichkeit gehabt hätten, diese Signale zu empfangen, und das nur Zivilisationen innerhalb von 40 Lichtjahren hätten die Möglichkeit gehabt, diese Signale zu empfangen und uns etwas zurückzusenden, das wir bis jetzt erhalten hätten. Wenn das Fermi-Paradox die Frage ist, wo alle sind, lautet die Antwort "nicht innerhalb von 40 Lichtjahren von uns", die uns nicht viel über das intelligente Leben im Universum aussagt.

Während es allein in unserer Galaxie Hunderte von Milliarden von Sternen und im beobachtbaren Universum etwa zwei Billionen Galaxien gibt, gibt es in 40 Lichtjahren weniger als 1.000 Sterne auf der Erde.

Innerhalb von 14 Lichtjahren um die Erde gibt es ein paar Dutzend Sterne. Diese Zahl steigt nach 40 Lichtjahren auf nur etwa 1000 an, was in etwa der maximalen Umlaufzeit eines Lichtsignals entspricht, das von Menschen von der Erde gesendet wird, die in der Lage sind, in das Universum zu gelangen. Bildnachweis: Wikimedia Commons-Benutzer Inductiveload.

Und um die Sache noch schlimmer zu machen, nehmen die elektromagnetischen Signale, die von der Erde in den interstellaren Raum gelangen, ab und nicht zu. Fernseh- und Radiosendungen werden zunehmend über Kabel oder Satellit übertragen, nicht von Sendemasten hier auf der Erde. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Signale, die wir im Laufe des 20. Jahrhunderts ausgesendet haben (und nach denen wir deshalb gesucht haben), mit der Zeit nicht mehr von der Erde ausgestrahlt werden. Vielleicht würde eine fremde Zivilisation, die diese Beobachtungen notiert, wenn die Signale eintreffen, den Schluss ziehen, dass dieser blaue, wässrige Planet, der unseren Stern in der Ferne umkreist, tatsächlich für eine kurze Zeit intelligentes, technologisch fortgeschrittenes Leben erreicht und uns dann ausgelöscht hat als die Signale allmählich aufhörten.

Oder vielleicht ist es völlig falsch, Schlussfolgerungen daraus zu ziehen, was in irgendeiner Form eines elektromagnetischen Signals vorhanden ist oder nicht.

Die Erde sendet nachts elektromagnetische Signale aus, aber es würde ein Teleskop von unglaublicher Auflösung erfordern, um ein Bild wie dieses aus Lichtjahren Entfernung zu erzeugen. Bildnachweis: NASA Earth Observatory / NOAA / DOD.

Wenn wir die Erde aus nächster Nähe im sichtbaren Licht betrachten würden, bestünde kein Zweifel daran, ob sie bewohnt ist oder nicht: Das große Leuchten der Städte in der Nacht ist ein eindeutiges Zeichen unserer Aktivität. Diese Lichtverschmutzung ist jedoch relativ neu und wir lernen nun endlich, wie wir mit dem Aufwand (d. H. Zeit, Geld, Arbeitskräfte und Ressourcen) umgehen und ihn kontrollieren können. Es gibt keinen Grund, nicht optimistisch zu sein, dass die Erde am Ende des 21. oder 22. Jahrhunderts nachts nicht anders aussehen wird als in Milliarden von Jahren: dunkel, mit Ausnahme gelegentlicher Polarlichter, Gewitter oder ausbrechender Vulkane.

Die Aurora borealis ist ein solches vorübergehendes Merkmal, das vom Weltraum aus oder über die interstellaren Entfernungen gesehen werden kann. Bildnachweis: United States Air Force Foto von Senior Airman Joshua Strang.

Aber wenn wir nicht nach elektromagnetischen Signalen suchen würden, worauf würden wir achten? In der Tat ist alles im bekannten Universum durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt, und jedes Signal, das auf einer anderen Welt erzeugt wird, würde erfordern, dass wir es beobachten können. Diese Signale lassen sich - was uns erreichen könnte - in vier Kategorien einteilen:

  1. Elektromagnetische Signale, die jede Form von Licht jeder Wellenlänge enthalten, die auf das Vorhandensein intelligenten Lebens hinweisen würde.
  2. Gravitationswellensignale, die, wenn es nur ein einziges intelligentes Leben gibt, mit ausreichend empfindlicher Ausrüstung überall im Universum nachweisbar wären.
  3. Neutrinosignale, die zwar in großen Entfernungen einen unglaublich geringen Fluss aufweisen, aber eine unverwechselbare Signatur haben, die von der Reaktion abhängt, die sie erzeugt hat.
  4. Und schließlich echte makroskopische Raumsonden, entweder robotergestützt, computergestützt, frei schwebend oder bewohnt, die ihren Weg zur Erde fanden.

Wie bemerkenswert, dass sich unsere Science-Fiction-Vorstellungen fast ausschließlich auf die vierte Möglichkeit konzentrieren, die bei weitem am wenigsten wahrscheinlich ist!

Eine

Wenn Sie über die großen Entfernungen zwischen den Sternen nachdenken, wie viele Sterne es auf potenziell bewohnbaren Planeten (oder potenziell bewohnbaren Monden) gibt und wie viel Ressourcen erforderlich sind, um eine Raumsonde von einem Planeten physisch um einen Stern zu senden Für einen anderen Planeten um einen anderen Stern scheint es buchstäblich verrückt zu sein, diese Methode als guten Plan zu betrachten. Es ist weitaus wahrscheinlicher, als Sie denken, dass es klug wäre, den richtigen Detektortyp zu bauen, alle Regionen des Himmels zu überwachen und nach Signalen zu suchen, die uns eindeutig das Vorhandensein intelligenten Lebens zeigen könnten.

Langfristiger durchschnittlicher Niederschlag pro Monat (mm / Tag und in / Tag), basierend auf Daten von 1961–1990, der die H2O-Konzentration und damit das Emissionsspektrum der Erde beeinflusst. Bildnachweis: Wikimedia Commons-Benutzer PZmaps unter einer Lizenz von c.c.a.-s.a.-3.0.

Im elektromagnetischen Spektrum wissen wir, was unsere Lebenswelt als Reaktion auf die Jahreszeiten tut. In den Wintern und Sommern ändern sich die elektromagnetischen Signale unseres Planeten saisonal (und damit umlaufend). Wenn sich die Jahreszeiten ändern, ändern sich auch die Farben auf verschiedenen Teilen unseres Planeten. Mit einem ausreichend großen Teleskop (oder einer Reihe von Teleskopen) ließen sich möglicherweise die einzelnen Zeichen unserer Zivilisation erkennen: Städte, Satelliten, Flugzeuge und mehr. Aber vielleicht ist das Beste, wonach wir suchen könnten, Veränderungen der natürlichen Umwelt, die mit etwas vereinbar sind, das nur eine intelligente Zivilisation hervorbringen würde.

Der künstlerische Eindruck einer Ammoniakwelt mit einem fortgeschrittenen Lebensstadium. Wir müssen jedoch vorsichtig sein, um alle natürlichen Signale auszuschließen, die das, was wir beobachten, imitieren könnten, bevor wir zu dem Schluss kommen, dass es sich um „Außerirdische“ handelt.

Wir haben diese Dinge noch nicht getan, aber vielleicht wären groß angelegte Modifikationen eines Planeten genau das, wonach wir suchen sollten, und sollten die groß angelegten Projekte sein, die wir anstreben. Denken Sie daran, dass jede Zivilisation, die wir finden, wahrscheinlich nicht so in den technologischen Kinderschuhen steckt wie wir. Wenn sie es überleben und überleben, werden wir ihnen wahrscheinlich in einem Zustand begegnen, der Zehntausende von Jahren weiter fortgeschritten ist als wir. (Und wenn Sie das nicht irritieren, denken Sie daran, wie weit fortgeschritten wir sind als noch vor ein paar hundert Jahren!) Aber dies bringt auch zwei andere Möglichkeiten mit sich.

Anfang dieses Jahres gab LIGO den ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen bekannt. Durch den Bau eines Gravitationswellenobservatoriums im Weltraum können wir möglicherweise die Empfindlichkeiten erreichen, die zur Erkennung eines absichtlichen fremden Signals erforderlich sind. Bildnachweis: ESA / NASA und die LISA-Zusammenarbeit.

Vielleicht werden wir - wenn unsere Gravitationswellentechnologie die ersten Signale aus dem Universum erfassen soll - feststellen, dass es subtile Effekte gibt, die sich für die Erfassung im gesamten Kosmos eignen. Vielleicht gibt es etwas zu sagen für eine Welt mit Zehntausenden von Satelliten, die sie umkreisen, etwas Einzigartiges, das ein Gravitationswellendetektor erkennen könnte? Wir haben es nicht im Detail ausgearbeitet, da dieses Feld noch in den Kinderschuhen steckt und noch nicht so weit entwickelt ist, dass es ein so kleines Signal erkennen könnte. Aber diese Signale beeinträchtigen nicht die elektromagnetischen Eigenschaften und es gibt auch nichts, was sie abschirmt. Vielleicht ist dieser neue Zweig der Astronomie in Hunderten von Jahren der richtige Weg. Aber mein Geld ist für die dritte Option, wenn Sie einen Out-of-the-Box-Gedanken haben möchten.

Reaktorkernversuch RA-6 (Republica Argentina 6), en marcha, der die charakteristische Cherenkov-Strahlung von Partikeln zeigt, die schneller als Licht in Wasser emittiert werden. Die Reaktionen produzieren auch reichlich Antineutrinos. Bildnachweis: Centro Atomico Bariloche, über Pieck Darío.

Was ist wahrscheinlich die Energiequelle für eine ausreichend fortgeschrittene Zivilisation? Ich sage Ihnen, dass es sich um Kernkraft, höchstwahrscheinlich um Fusionskraft und höchstwahrscheinlich um eine bestimmte Art von Fusion handelt, die sich als effizient, reichlich und anders als in den Kernen der Sterne erwiesen hat und ein sehr, sehr spezifisches Neutrino abgibt ( oder Antineutrino) als Nebenprodukt. Und diese Neutrinos sollten in Bezug auf ihr Energiespektrum eine sehr spezifische, explizite Signatur haben: eine, die von keinem natürlichen Prozess erzeugt wird.

Es gibt viele natürliche Neutrinosignaturen, die von Sternen und anderen Prozessen im Universum erzeugt werden. Beachten Sie jedoch das einzigartige und eindeutige Signal „Reaktor-Anti-Neutrinos“. Bildnachweis: IceCube Collaboration / NSF / University of Wisconsin, über https://icecube.wisc.edu/masterclass/neutrinos.

Wenn wir diese Signatur vorhersagen, verstehen, einen Detektor dafür bauen und messen können, können wir überall eine Zivilisation mit Fusionsantrieb finden und müssen uns keine Gedanken darüber machen, ob sie sendet oder nicht. Solange sie Macht machen, können wir sie finden. Da sich SETI ausschließlich auf elektromagnetische Signaturen konzentriert, suchen wir derzeit möglicherweise nach dem kosmischen Äquivalent von Rauchsignalen in einer mit Mobiltelefonen gefüllten Welt. Dies wird jedoch wahrscheinlich nicht lange der Fall sein. Mit der Weiterentwicklung unserer Technologie wächst auch unser Wissen darüber, wonach wir suchen müssen. Und vielleicht hat das Universum eines Tages - vielleicht sogar eines Tages - die angenehmste Überraschung für uns parat: die Nachricht, dass wir doch nicht allein sind.

Dieser Beitrag erschien zum ersten Mal bei Forbes und wird Ihnen von unseren Patreon-Unterstützern werbefrei zur Verfügung gestellt. Kommentieren Sie unser Forum und kaufen Sie unser erstes Buch: Beyond The Galaxy!