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Jenseits von „Fermis Paradox“ XIV: Was ist die Aurora-Hypothese?

Willkommen zurück in unserem Fermi Paradox-Reihe , wo wir einen Blick auf mögliche Lösungen zu Enrico Fermis berühmter Frage „Wo ist jeder?“ werfen. Heute untersuchen wir die Möglichkeit, dass der Grund für das Große Schweigen darin besteht, dass die Kolonisierung anderer Sternensysteme gesundheitsgefährdend ist!

1950 italienisch-amerikanischer Physiker Enrico Fermi setzte sich zum Mittagessen mit einigen seiner Kollegen im Nationales Labor von Los Alamos , wo er fünf Jahre zuvor im Rahmen des Manhattan Project gearbeitet hatte. Laut verschiedenen Berichten drehte sich das Gespräch um Außerirdische und die jüngste Flut von UFOs. Dazu gab Fermi eine Erklärung ab, die in die Annalen der Geschichte eingehen sollte: „Wo sind alle?'

Dies wurde die Grundlage für die Fermi-Paradoxon , die sich auf die Diskrepanz zwischen Schätzungen mit hoher Wahrscheinlichkeit für die Existenz außerirdischer Intelligenz (ETI) und dem offensichtlichen Mangel an Beweisen bezieht. Seit Fermis Zeit gab es mehrere Resolutionsvorschläge zu seiner Frage, darunter dieAurora-HypotheseDas besagt, dass nur weil Planeten bewohnbar sind, nicht bedeutet, dass sich dort intelligentes Leben ansiedeln kann.

Diese Hypothese hat ihren Namen von einem berühmten und relativ neuen Science-Fiction-Roman (mehr dazu weiter unten), obwohl die Saat viele Jahrzehnte zurückreicht. Im Kern stellt die Hypothese die Idee in Frage, dass eine intelligente Spezies in der Lage wäre, über ihr Heimatsternsystem hinaus zu kolonisieren, was effektiv einen Schraubenschlüssel in eine der grundlegenden Prämissen hinter dem Fermi-Paradox wirft.



Dies ist nichts anderes als die selbstverständliche Schlussfolgerung, dass eine fortgeschrittene Zivilisation spürbare Anzeichen ihrer Existenz in Form einer weltraumbasierten Infrastruktur erzeugen würde, wenn sie sich über unsere Galaxie (oder andere Galaxien) ausbreitete. Dies geht natürlich aus dem Argument hervor, dass sich intelligentes Leben angesichts des Alters des Universums und der schieren Anzahl von Sternen und Planeten inzwischen viele Male (und auf vielen Welten) entwickelt haben muss.

Diese verdammte Vermutung!

Wie wir in Teil II angesprochen haben, stammt die Annahme, dass eine (oder mehrere) fortschrittliche Zivilisation bereits einen erheblichen Teil unserer Galaxie besiedelt haben sollte, nicht von Fermi selbst. Erst 1975 schrieb der Astronom Michael Hart eine Arbeit mit dem Titel „ Eine Erklärung für das Fehlen von Außerirdischen auf der Erde “, dass diese Idee wirklich mit dem Fermi-Paradox verbunden wurde.

Die Essenz von Harts Argument war, dass, wenn in der Vergangenheit ein ETI in der Milchstraße entstanden wäre, dieser genügend Zeit gehabt hätte, interstellare Reisen zu entwickeln und nahe gelegene Sterne zu kolonisieren. Diese Kolonien hätten im Laufe der Zeit zu ähnlichen Kolonisierungsbemühungen geführt, die schließlich dazu führten, dass die Zivilisation den Großteil unserer Galaxie kolonisierte. Da es keine Beweise für eine solche Zivilisation gibt (Harts „Fakt A“), argumentierte Hart, dass die Menschheit allein sei.

Dieses Argument wurde 1980 vom Physiker und Kosmologen Frank Tipler in seiner eindeutig betitelten Studie „ Außerirdische intelligente Wesen existieren nicht .“ Hier wendete Tipler das Kosmologische Prinzip und andere von SETI-Befürwortern argumentierte Punkte an, die im Wesentlichen darauf hinauslaufen, dass ETIs Technologien entwickelt hätten, wie sie die Menschheit auf der Grundlage ihres Verständnisses derselben wissenschaftlichen Prinzipien entwickelt hat.

Daraus schätzte er, dass jede fortgeschrittene Spezies, die sogar eine Milliarde Jahre vor der Menschheit entstanden war, in der Lage gewesen wäre, die Milchstraße mehrmals zu besiedeln:

„Zusätzlich zu einer Raketentechnologie, die mit unserer vergleichbar ist, scheint es wahrscheinlich, dass eine Spezies, die an interstellarer Kommunikation beteiligt ist, über eine ausgeklügelte Computertechnologie verfügen würde … Ich gehe daher davon aus, dass eine solche Spezies irgendwann einen sich selbst replizierenden universellen Konstruktor mit vergleichbarer Intelligenz entwickeln wird auf die menschliche Ebene … und eine solche Maschine in Kombination mit der heutigen Raketentechnologie würde es ermöglichen, die Galaxis in weniger als 300 Millionen Jahren zu erforschen und/oder zu kolonisieren.'



Tiplers Beitrag zu diesem Argument ist der Grund, warum es sowohl seinen als auch den Namen von Hart trägt. Spätere Theoretiker, die zu dem gehören, was der berühmte Wissenschaftler David Brin die „Einzigartigkeitshypothese“ nannte, haben ihre Argumente auf einer ähnlichen Grundlage aufgebaut. Darauf antwortete Carl Sagan bekanntlich in a Widerlegungsaufsatz (das er gemeinsam mit dem Geowissenschaftler William Newman geschrieben hat), dass „das Fehlen von Beweisen nicht der Beweis für Abwesenheit ist“.

Alles, was wir mit Sicherheit wissen, ist, dass keine fortgeschrittene Zivilisation(en) einen nennenswerten Teil unserer Galaxie kolonisiert haben; sonst wären sie inzwischen entdeckt worden. Abgesehen davon, dass die Menschheit allein im Universum ist, was Sagan als „anthropozentrische und selbstbeglückende Erklärung“ betrachtete, muss es einen weiteren Grund für Fakt A geben.

Innenansicht eines Generationsschiffs mit abwechselnden Streifen bewohnbarer Oberfläche und „Fenstern“, um Licht hereinzulassen. Bild: Rick Guidice/NASA Ames Research Center

Leider neigen diese Argumente dazu, das „Große Schweigen“ auf Gründe soziologischer (Erforschung und Expansion sind nicht die Norm) oder biologischer Natur (intelligentes Leben ist selten) zurückzuführen. Beispiele sind die Seltene Erden Hypothese , das Ozeanwelten Hypothese , oder Argumente, die auf dem Prinzip der „nicht konvergenten Evolution“ basieren. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Biologie in einem anderen Sinne ein Faktor ist.

Herkunft

Die Aurora-Hypothese ist nach dem Science-Fiction-Roman von Kim Stanley Robinson aus dem Jahr 2015 benannt. Die Geschichte dreht sich um die Besatzung eines Schiffes der interstellaren Generation, das mit 10 % der Lichtgeschwindigkeit zum Tau Ceti-System reist, um einen Mond (genannt Dämmerung ) umkreist seinen Tau CetiUnd. Kurz nach ihrer Ankunft und dem Versuch, sich an die lokale Umgebung zu gewöhnen, beginnen Kolonisten zu sterben, weil sie einer primitiven Lebensform von Prionen ausgesetzt sind.

Prionen sind fehlgefaltete Proteine, die ihre Eigenschaften auf andere Varianten desselben Proteins übertragen können. Da sie so winzig sind, entgingen sie der Entdeckung durch Entdeckersonden und die Besatzung derDämmerungsobald sie sich auf dem Planeten niedergelassen haben. Als Reaktion darauf teilt sich die Besatzung auf in diejenigen, die das System immer noch kolonisieren wollen, und diejenigen, die zur Erde zurückkehren wollen (von der sie jetzt glauben, dass sie die einzige für Menschen geeignete Umgebung ist).

Die Hypothese stammt aus einer Studie aus dem Jahr 2019 mit dem Titel „ Das Fermi-Paradox und der Aurora-Effekt: Exo-Zivilisations-Siedlung, Expansion und Steady States “, das von Adam Frank von der University of Rochester, Caleb Scharf, dem Hauptuntersuchungsleiter der NASA, geleitet wurde Nexus für Exoplanetare Systemwissenschaften (NExSS) – und Forscher aus Zentrum für Exoplaneten und bewohnbare Welten an der Penn State University und der Columbia University.

In Bezug auf Harts Fakt A untersuchten die Forscher zunächst die Geschwindigkeit, mit der sich eine fortgeschrittene Exo-Zivilisation in der Galaxie ansiedeln könnte. Dies beinhaltete die Einschränkung, dass nicht alle Systeme bewohnbare Planeten haben und dass besiedelte Systeme schließlich ihre eigenen Sonden und Passagierschiffe aussenden würden, was zu einer „Siedlungsfront“ beitrug, die sich im Laufe der Zeit über die Galaxie ausbreitete.

Darüber hinaus schlossen sie die Möglichkeit ein, dass die Erde in der fernen Vergangenheit von einer Exo-Zivilisation besiedelt (oder besucht) worden sein könnte, für die es keine Beweise gibt. Neu an ihrer Studie war jedoch die Überlegung, dass ein Planet zwar „bewohnbar“, aber nicht von Natur aus „besiedelbar“ sein könnte. Wie sie sagen:

„Oft wird angenommen, dass jeder Planet gemäß den spezifischen Bedürfnissen der sich ansiedelnden Zivilisation terraformiert werden kann. Aber die Idee, dass der Zweck von Sonden darin besteht, bewohnbare Siedlungen zu bauen, und dass alle Sternsysteme brauchbare Ziele für solche Siedlungen sind, geht auf die Agentur einer Exo-Zivilisation zurück; in unserer Arbeit lockern wir daher diese Annahme.

„Außerdem können einige Sterne indigenes Leben beherbergen, was eine Besiedlung aus praktischen oder ethischen Gründen ausschließen kann… Dieses Thema wurde in (Spoiler-Alarm) des Romans Aurora von Kim Stanley Robinson (Robinson 2015) untersucht, in dem, obwohl formal eine Welt war, bewohnbar war es nicht das, was wir bewohnbar nennen würden. Damit schließen wir die Möglichkeit ein, dass gute Welten schwer zu finden sind – was wir den Aurora-Effekt nennen.“

Planeten überall. Wo sind also all die Außerirdischen? Bildnachweis: ESO/M. Kornmesser

Nachdem sie all dies in einer Reihe von Simulationen berücksichtigt hatten, kamen sie zu mehreren Schlussfolgerungen. Erstens kamen sie zu dem Schluss, dass die Zeit, die eine Exo-Zivilisation brauchen würde, um die Galaxie zu besiedeln, kürzer ist als (oder vergleichbar mit) dem heutigen Alter der Milchstraße (13,5 Milliarden Jahre). Wenn man jedoch den „Aurora-Effekt“ in die Gleichung einbezieht, entsteht ein Szenario, in dem nur bestimmte Teile der Galaxie besiedelt sind.

Hinzu kommt die Vorstellung, dass die Lebensdauer von Zivilisationen endlich ist, dann scheint es, dass bestimmte Haufen der Galaxie dazu bestimmt sind, besiedelt und umgesiedelt zu werden, während die umliegenden Gebiete unbesiedelt bleiben. Wenn sich die Erde schließlich in einer Region der Galaxie befindet, die keinem „Umsiedlungshaufen“ entspricht, ist es sehr wahrscheinlich, dass wir für lange Zeit – bis zu 1 Million Jahre – nicht besiedelt oder besucht worden wären .

Diese Hypothese erinnert an „ Perkolationstheorie “, argumentierte der NASA-Wissenschaftler Geoffrey A. Landis in seiner berühmten Studie von 1993. Laut Landis schreibt die Astrophysik eine maximale Entfernung vor, über die eine direkte interstellare Kolonisation möglich ist (wie Kommunikationsverzögerungen und Zeitdilatation). Dies würde auch zu Siedlungsclustern führen, sagte Landis, jenseits derer keine Kolonisation stattfinden wird.

Auswirkungen

Was dies bedeutet, ist die Möglichkeit, dass die Erde von einer Exo-Zivilisation besucht wurde, aber dass die Intervalle, in denen dies wahrscheinlich auftritt, ziemlich groß sind. Aus Sicht des Fermi-Paradoxons und „Fakt A“ ist dies sehr sinnvoll. Als Spezies existiert die Menschheit erst seit etwa 200.000 Jahren, und nur die letzten 6.000 Jahre wurden (inkonsistent) aufgezeichnet.

Darüber hinaus sind im Laufe der Zeit unzählige Aufzeichnungen und viel ältere mündliche Überlieferungen verloren gegangen. Wenn Exo-Zivilisationen wahrscheinlich nur einmal pro Äon auftauchen, wie würden wir dann heute davon erfahren? Wenn es darauf ankommt, ist das menschliche Gedächtnis kurz. Bis wir als Spezies lange genug existiert haben, ist es völlig verfrüht zu sagen, dass die Erdenoch nievon einer anderen intelligenten Spezies besucht wurde.

Tatsächlich wurde die Möglichkeit, dass eine intelligente Spezies die Erde besucht hat, von Carl Sagan und Iosif Shklovsky in ihrem Buch als ernsthafte Möglichkeit betrachtet. Intelligentes Leben im Universum . Im Kapitel mit dem Titel „Mögliche Folgen des direkten Kontakts“ bezieht sich Sagan auf einen mündlichen Bericht über den ersten Kontakt zwischen den Tlingiten im pazifischen Nordwesten und der französischen Expedition unter der Leitung von La Perouse im Jahr 1786.

Obwohl es keine schriftlichen Aufzeichnungen über das Ereignis gab, wurde der Bericht über ein Jahrhundert lang aufbewahrt und dann mit dem amerikanischen Anthropologen G.T. Emmonen. Während die Geschichte im Kontext der Mythologie und mündlichen Überlieferung des Tlingit-Volkes interpretiert wurde – ex. Die Segelschiffe wurden als „immense schwarze Vögel mit weißen Flügeln“ beschrieben – der Charakter der Begegnung blieb getreulich erhalten. Wie sie schrieben:

„Ein blinder alter Krieger hatte zum Zeitpunkt der Begegnung seine Ängste gemeistert, war an Bord eines der französischen Schiffe gegangen und hatte mit den Europäern Waren ausgetauscht. Trotz seiner Blindheit vermutete er, dass die Insassen der Schiffe Männer waren. Seine Interpretation führte zu einem aktiven Handel zwischen der Expedition von La Perouse und den Tlingit. Die mündliche Wiedergabe enthielt genügend Informationen für spätere Rekonstruktionen der wahren Natur der Begegnung, obwohl die Vorfälle in einen mythologischen Rahmen getarnt waren.“

Dieses und andere Beispiele aus Folklore und Mythologie, sagten Sagan und Shklovskii, legen nahe, dass unter bestimmten Umständen ein kurzer Kontakt mit einer außerirdischen Zivilisation rekonstruierbar aufgezeichnet werden könnte. Sagan und Shklovskii betonten natürlich auch, dass dies mit Skepsis zu behandeln sei, auch weil in den 1970er Jahren völlig unwissenschaftliche Theorien der „alten Astronauten“ auftauchten.

Kritik

In Bezug auf Schwächen unterliegt die Aurora-Hypothese denselben datenarmen Einschränkungen wie alle anderen. Insbesondere kritisiert sie die Hart-Tipler-Vermutung und andere Versionen der „Eindeutigkeitshypothese“ dafür, dass sie auf einer ziemlich großen Annahme („Fakt A“) basieren. Dies geschieht jedoch auf eine Weise, die immer noch auf Annahmen angewiesen ist, vor allem in der Art, wie sie die Argumente von Sagan und anderen „Kontaktoptimisten“ einbezieht.

Leider haben die Astronomen am Ende des Tages nicht genügend Beweise, um die Bewohnbarkeit von Exoplaneten einzuschränken. Es ist zwar ratsam zu bedenken, dass die bloße „Erdähnlichkeit“ (oder die Kompatibilität mit dem Ursprungsplaneten einer anderen Spezies) nicht bedeutet, dass sie besiedelt werden könnte, aber nichts kann definitiv gesagt werden, bis Exoplaneten direkt erforscht werden können.

Wie ihre Kollegen ist die Aurora-Hypothese ein Denkanstoß und in dieser Hinsicht sehr nützlich. Während wir weiterhin „potenziell bewohnbare“ Planeten katalogisieren, können wir uns nicht erlauben, „Kolonisierungsoptimisten“ zu werden. Sie wissen, wie planetarische Schutzmaßnahmen betonen, wie eine menschliche Präsenz indigene Lebensformen bedrohen kann? Nun, das schneidet in beide Richtungen! Bevor wir Stiefel auf exoplanetaren Oberflächen anziehen, sollten wir uns vergewissern, dass es sicher ist, die Luft zu atmen.

Wir haben hier bei Universe Today viele interessante Artikel über das Fermi-Paradox, die Drake-Gleichung und die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) geschrieben.

Hier ist Wo sind die Außerirdischen? Wie der „große Filter“ den technischen Fortschritt im Weltraum beeinflussen könnte , Warum es schlecht wäre, außerirdisches Leben zu finden. Der große Filter , Wie könnten wir Außerirdische finden? Die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) , und Fraser und John Michael Godier diskutieren das Fermi-Paradox .

Möchten Sie die Anzahl außerirdischer Arten in unserer Galaxie berechnen? Gehen Sie rüber zum Alien-Zivilisations-Rechner !

Schauen Sie sich auch den Rest unserer Beyond Fermi's Paradox-Serie an:

Astronomy Cast hat einige interessante Episoden zu diesem Thema. Hier ist Folge 24: Das Fermi-Paradox: Wo sind die Aliens? , Episode 110: Die Suche nach außerirdischer Intelligenz , Folge 168: Enrico Fermi , Folge 273: Lösungen für das Fermi-Paradoxon .

Quellen: