Wenn wir Raumschiffe zu Exoplaneten schicken wollen, um nach Leben zu suchen, werden wir besser im Bau von U-Booten.
Eine neue lernen von Dr. Fergus Simpson, von der Institut für Kosmoswissenschaften der Universität Barcelona , zeigt, dass unsere Annahmen über Exoplaneten falsch sein können. Wir gehen davon aus, dass Exoplaneten Landmassen haben werden, auch wenn wir das nicht wissen. Die Studie von Dr. Simpson legt nahe, dass wir viele Ozeane auf den bewohnbaren Welten erwarten können, die wir entdecken könnten. Tatsächlich kann eine Ozeanabdeckung von 90% die Norm sein.
Das Herzstück dieser Studie ist eine sogenannte „Bayessche Statistik“, oder „Bayessche Wahrscheinlichkeit“ . ’
Normalerweise geben wir etwas eine Eintrittswahrscheinlichkeit an – in diesem Fall eine bewohnbare Welt mit Landmassen – basierend auf unseren Daten. Und wir sind in unserer Vorhersage sicherer, wenn wir mehr Daten haben. Wenn wir also 10 Exoplaneten finden, von denen 7 erhebliche Landmassen haben, glauben wir, dass die Wahrscheinlichkeit von 70% besteht, dass zukünftige Exoplaneten erhebliche Landmassen haben werden. Wenn wir 100 Exoplaneten finden und 70 davon bedeutende Landmassen haben, dann sind wir unserer 70%-Prognose noch sicherer.
Ist die Erde in Bezug auf bewohnbare Planeten im Bereich des Normalen? Oder ist es ein Ausreißer mit großen Landmassen und großen Ozeanen? Bild: Reto Stöckli, Nazmi El Saleous und Marit Jentoft-Nilsen, NASA GSFC
Aber das Problem ist, obwohl wir viele Exoplaneten entdeckt haben, wissen wir nicht, ob sie Landmassen haben oder nicht. Wir gehen davon aus, dass sie dies tun werden, obwohl die Massen dieser Planeten geringer sind als wir erwarten. Hier kommen die Bayesschen Methoden ins Spiel, die in dieser Studie verwendet wurden. Sie ersetzen sozusagen Beweise durch Logik.
In der Bayesschen Logik wird etwas auf der Grundlage unseres Wissensstandes und vernünftiger Erwartungen mit Wahrscheinlichkeit belegt. Ist es in diesem Fall vernünftig zu erwarten, dass bewohnbare Exoplaneten genauso wie die Erde bedeutende Landmassen haben werden? Nach unserem derzeitigen Kenntnisstand ist dies keine vernünftige Erwartung.
Laut Dr. Simpson ist die anthropisches Prinzip kommt hier ins Spiel. Wir gehen einfach davon aus, dass die Erde eine Art Standard für bewohnbare Welten ist. Aber wie die Studie zeigt, ist dies möglicherweise nicht der Fall.
„Basierend auf der Ozeanabdeckung der Erde von 71 % finden wir substanzielle Beweise für die Hypothese, dass anthropische Selektionseffekte am Werk sind.“ – Dr. Fergus Simpson.
Tatsächlich kann die Erde ein sehr fein ausbalancierter Planet sein, auf dem die Wassermenge genau richtig ist, um bedeutende Landmassen zu haben. Die Größe der Ozeanbecken steht im Einklang mit der Wassermenge, die die Erde im Laufe der Zeit speichert, wodurch die Kontinente entstehen, die sich über die Meere erheben. Gibt es einen Grund anzunehmen, dass andere Welten so fein ausbalanciert sein werden?
Dr. Simpson sagt nein, gibt es nicht. „Ein Szenario, in dem die Erde weniger Wasser enthält als die meisten anderen bewohnbaren Planeten, würde mit den Ergebnissen von Simulationen übereinstimmen und könnte helfen zu erklären, warum einige Planeten etwas weniger dicht sind als wir erwartet haben.“ sagt Simpson.
Das statistische Modell von Simpson zeigt, dass Ozeane andere bewohnbare Welten dominieren, wobei die meisten von ihnen zu 90 % aus Wasser bestehen. Tatsächlich ist die Erde einer Wasserwelt sehr nahe. Das Video zeigt, was mit den Kontinenten der Erde passieren würde, wenn die Wassermenge zunehmen würde. Es gibt nur ein sehr schmales Fenster, in dem die Erde sowohl große Landmassen als auch große Ozeane haben kann.
Dr. Simpson schlägt vor, dass das feine Gleichgewicht zwischen Land und Wasser auf der Erdoberfläche ein Grund für unsere Entwicklung hier sein könnte. Dies basiert teilweise auf seinem Modell, das zeigt, dass Landmassen größere Wüsten haben werden, je kleiner die Ozeane sind. Und Wüsten sind nicht der gastfreundlichste Ort für das Leben, und sie sind auch nicht artenreich. Außerdem ist die Biodiversität an Land etwa 25-mal größer als die Biodiversität in den Ozeanen, zumindest auf der Erde.
Simpson sagt, dass das feine Gleichgewicht zwischen Landmasse und Ozeanabdeckung auf der Erde ein wichtiger Grund dafür sein könnte, warum wir hier sind und nicht woanders.
„Unser Verständnis der Entwicklung des Lebens mag noch lange nicht vollständig sein, aber es ist nicht so schlimm, dass wir uns an die konventionelle Annäherung halten müssen, dass alle bewohnbaren Planeten die gleiche Chance haben, intelligentes Leben zu beherbergen“, schließt Simpson.