Das Zentrum der Milchstraße ist der wahrscheinlichste Ort, um eine galaktische Zivilisation zu finden
Ziel für das Zentrum
Die Milchstraße ist 13 MILLIARDEN Jahre alt. Einige der ältesten Sterne unserer Galaxie wurden am Anfang des Universums selbst geboren. Während all dieser Äonen wissen wir, dass mindestens eine technologische Zivilisation geboren wurde – die USA!
Aber wenn die Galaxis so alt ist und wir wissen, dass sie Leben erschaffen kann, warum haben wir dann noch nichts von anderen gehört? Wenn eine andere Zivilisation nur 0,1% des Alters der Galaxis älter wäre als wir, wäre sie Millionen von Jahren weiter als wir und vermutlich weiter fortgeschritten. Wennwirstehen bereits kurz davor, Leben in andere Welten zu schicken, sollte die Milchstraße nicht schon von außerirdischen Schiffen und Kolonien wimmeln?
Vielleicht. Es ist aber auch möglich, dass wir an der falschen Stelle gesucht haben. Aktuelle Computersimulationen von Jason T. Wright et al schlagen vor, dass der beste Ort, um nach alten Weltraum-Zivilisationen zu suchen, der Kern der Galaxie sein könnte, ein relativ unerforschtes Ziel bei der Suche nach außerirdischer Intelligenz.
Animation, die die Besiedlung der Galaxie zeigt. Weiße Punkte sind unbesiedelte Sterne, magentafarbene Kugeln sind besiedelte Sterne und weiße Würfel stellen ein Siedlungsschiff auf der Durchreise dar. Die gebildete Spiralstruktur ist auf galaktische Scherung zurückzuführen, wenn sich die Siedlungswelle ausdehnt. Sobald das Zentrum der Galaxie erreicht ist, nimmt die Kolonisierungsrate dramatisch zu. Bildnachweis: Wright et al
Die Abwanderung
Ältere mathematische Modelle der Weltraumkolonisierung haben versucht, die Zeit zu bestimmen, die eine Zivilisation benötigt, um sich in der Milchstraße auszubreiten. Angesichts der Größe der Milchstraße könnte eine großflächige galaktische Kolonisierung länger dauern als das Alter der Galaxie selbst. Ein einzigartiges Merkmal dieser neuen Simulation ist jedoch, dass sie die Bewegung der Sterne der Galaxie berücksichtigt. Die Milchstraße ist nicht statisch, wie in früheren Modellen angenommen, sondern eine aufgewühlte, wirbelnde Masse. Kolonisationsgefäße oder Sonden würden zwischen Sternen fliegen, die selbst in Bewegung sind. Die neue Simulation zeigt, dass stellare Bewegungen die Kolonisation unterstützen und einen Streueffekt zur Ausbreitung einer Zivilisation beitragen.
Die Simulation basiert auf früheren Forschungen von Jonathan Carroll-Nellenback et al die vorschlug, dass sich eine hypothetische Zivilisation mit Unterlichtgeschwindigkeit durch eine sich bewegende Galaxie ausbreiten könnte. Die Simulation geht von einer Zivilisation aus, die Schiffe mit Geschwindigkeiten verwendet, die mit unserer eigenen Raumsonde vergleichbar sind (ca. 30 km/s). Wenn ein Schiff in der Simulation eine virtuelle bewohnbare Welt erreicht, gilt die Welt als Kolonie und kann selbst alle 100.000 Jahre ein anderes Schiff starten, wenn eine andere unbewohnte Welt in Reichweite ist. Die Reichweite der simulierten Raumfahrzeuge beträgt 10 Lichtjahre mit einer maximalen Reisedauer von 300.000 Jahren. Die Technologie einer virtuellen Kolonie sollte 100 Millionen Jahre halten, bevor sie ausstirbt, mit der Möglichkeit, umgesiedelt zu werden, sollte eine andere Kolonie durch galaktische Bewegungen in Reichweite geraten.
Die Ergebnisse sind dramatisch. Die Rotation der Galaxie erzeugt eine Welle oder „Front“ der Kolonisation. Sobald die Front den galaktischen Kern erreicht, katalysiert die Dichte des Kerns einen schnellen Anstieg der Kolonisierungsrate. Selbst mit sehr konservativen Geschwindigkeitsbegrenzungen der Raumsonde könnte ein Großteil der Galaxie in weniger als einer Milliarde Jahren kolonisiert werden – ein Bruchteil ihres Gesamtalters.
Sichtlinie
Die Ergebnisse der Simulation bestätigen frühere Vorschläge von Vishal Gajjar et al. das galaktische Zentrum nach Lebenszeichen abzusuchen. Das Zentrum der Galaxie kann nicht nur schnell kolonisiert, sondern auch effizient nach Technologie gescannt werden. Wir haben eine direkte Sichtlinie zum Zentrum der Galaxie, das die dichteste Region des Weltraums relativ zu uns umfasst. Und da sich die Galaxie von innen heraus gebildet hat, ist das Zentrum mit älteren Planeten gefüllt, die mehr Zeit für die Entwicklung des Lebens bieten.
Das Zentrum dient auch als logischer Ort, um zu und von zu „sprechen“ – ein zentraler Brennpunkt der Galaxie. Wenn Sie ein Signal an den Rest der Galaxie senden wollten, könnten Sie dies vom Zentrum aus tun, um die Scheibe der Milchstraße zu bedecken. Wenn Sie ein Signal finden möchten, können Sie auch in derselben Mitte suchen. Gajjaret al. stellen auch die Hypothese auf, dass eine fortgeschrittene Zivilisation in der Lage sein könnte, die Energie der Milchstraße anzuzapfen zentrales supermassives Schwarzes Loch um ein galaxieweites Signalfeuer zu betreiben. Sprechen Sie über ein kraftvolles 'Hallo!'
Ein Blick auf das Zentrum der Galaxie von der Erde aus, aufgenommen in der Mojave-Wüste. Bildnachweis: Foto vom Autor
Warum dann so ruhig?
Dennoch beantwortet nichts davon die vorherige Frage – wo sind sie? Tatsächlich erschwert die Geschwindigkeit, mit der die Galaxie kolonisiert werden könnte, warum wir von niemandem etwas gehört haben. Darüber hinaus haben Caroll-Nellenback et al. Beachten Sie auch, dass eine fortgeschrittene Zivilisation während der Kolonisation neue Antriebstechnologien entwickeln könnte, die die Zeit verkürzen, die zur Verbreitung benötigt wird. Und dennoch haben vorläufige Radioscans des Galaktischen Kerns keine Signale ergeben. Vielleicht ist die Stille selbst eine Antwort. Die Galaxis ist so alt und hat so viel Zeit, um sich auszubreiten, dass einige glauben, dass die Stille jede Hoffnung, jemanden zu treffen, zum Scheitern bringt.
Aber dortisthoffe noch! Die Simulation zeigt, dass es möglich ist, dass einige Teile der Galaxie trotz Äonen nie besiedelt werden. Es ist eine Frage der Effizienz. Denken Sie daran, dass Sie auf kürzestem Weg kolonisieren möchten. Im Laufe der Zeit sterben einige Kolonien aus und gehen möglicherweise durch Ressourcenerschöpfung oder katastrophale Ereignisse verloren. Anstatt weiter in den Weltraum vorzudringen, entscheiden sich Kolonien dafür, eine tote Kolonie aus nächster Nähe wieder zu bewohnen. Es bilden sich Ansammlungen bewohnter Kolonien, umgeben von unbewohnten Planeten, die nie besiedelt werden. Ein „Steady State“ wird erreicht, wo Regionen der bewohnbaren Welten der Milchstraße einfach zu ineffizient sind, um sie zu kolonisieren.
Es gibt auch andere Möglichkeiten, die Stille zu erklären. Vielleicht werden langlebige Zivilisationen von Nachhaltigkeit beherrscht, um langsamer zu wachsen als erwartet. Wenn es mehrere kolonisierende Zivilisationen gibt, konkurrieren sie vielleicht um Ressourcen oder halten Abstand voneinander. Vielleicht achten Zivilisationen darauf, bewohnte Planeten wie unseren nicht zu stören (ähnlich wie die Erste Direktive in Star Trek ) oder sind vorsichtig mit möglichen biologischen Inkompatibilitäten auf anderen Welten. All diese Möglichkeiten können erklären, warum wir noch niemanden getroffen haben ... es sei denn, wir haben es bereits ... nein, im Ernst.
Eine begrabene Vergangenheit
Carroll-Nellenbacket al. Betrachten Sie einen „zeitlichen Horizont“ – einen Punkt in der Geschichte, über den die Erde keine Beweise für eine frühere Kolonisation mehr behalten würde. Nehmen wir zum Beispiel an, eine galaktische außerirdische Zivilisation ist vor Milliarden von Jahren auf der Erde gelandet, hat Tausende von Jahren gelebt und ist dann abgestorben. Nach all dieser Zeit würden praktisch keine Beweise für ihre Anwesenheit übrig bleiben. Also kein 'wir' haben keine außerirdische Zivilisation getroffen, aber es ist möglich, dass die Erde selbst eine hat.
Die Simulation zeigt, dass angesichts unseres Standorts in der Galaxie mit einer Wahrscheinlichkeit von 89% mindestens eine Million Jahre ohne Besuche von interstellaren Schiffen vergehen könnten – möglicherweise genug Zeit, um Anzeichen einer früheren Kolonisation auszulöschen. Der Punkt ist, dass zwischen der vollständigen Kolonisierung der Galaxie oder der völligen Leere die Simulation zeigt, dass es Mittelwege geben kann – gültige Antworten auf die Stille, die auch ohne Kontakt noch Raum für technologisches außerirdisches Leben lassen.
Globales Leben?
Während das Zentrum der Galaxie ein idealer Zukunftsbereich für die SETI-Forschung ist, gibt es andere Regionen der Galaxie, die die gleichen günstigen Bedingungen wie das Zentrum nachahmen – Kugelsternhaufen
Kugelsternhaufen (GC) sind alte massive Ansammlungen von Sternen, die in Entfernungen von Zehntausenden von Lichtjahren um das Zentrum der Galaxie kreisen. Relikte aus einer Zeit intensiver Sternentstehung katalysiert durch Galaxienverschmelzungen , gibt es in der Milchstraße etwa 150 bekannte GCs, die zwischen 10 und 13 Milliarden Jahre alt sind.
3D-Modell bekannter Kugelsternhaufen und ihrer Position relativ zum Rest der Milchstraße Credit: Galaxys 3D
GCs sind unglaublich dicht mit Sternen, die im Durchschnitt viel näher beieinander liegen als in der Scheibe der Milchstraße. Wenn wir über interstellare Reisen oder Kommunikation nachdenken, sprechen wir normalerweise von Jahrtausenden. Eine Zivilisation innerhalb eines GC würde jedoch eine Reisezeit zwischen den Sternen in der Größenordnung von nur wenigen Jahren mit Kommunikationszeiten von Monaten oder sogar Wochen erleben. Das Problem ist, dass die Dichte von GCs die Planetenbildung sowie die Umlaufstabilität von Planeten negativ beeinflussen kann.
R. Di Stefano und A. Ray berechnen, was sie eine „GC-habitable Zone“ nennen. Wir verwenden im Allgemeinen den Begriff „bewohnbare Zone“, um die Entfernung zu beschreiben, die ein Planet benötigt, um einen Stern zu umkreisen, um die Temperatur für flüssiges Wasser aufrechtzuerhalten. Die Erde befindet sich in der bewohnbaren Zone der Sonne (gut für uns). Anstelle eines zweidimensionalen Radius wie die Umlaufbahn eines Planeten ist eine GC-habitable Zone eine dreidimensionale Hülle, die um das Zentrum des Clusters selbst kreist. Der innere Teil der Dicke der Schale beginnt dort, wo die GC-Dichte so weit abfällt, dass Sonnensysteme die Gravitationsinterferenz naher Sterne überleben können. Die Schwerkraft eines nahen Sterns könnte planetare Staubringe auseinanderziehen und die Entstehung von Planeten stören. Ein anderer Stern, der in der Nähe eines Systems vorbeizieht, könnte auch einen Planeten von seinem Mutterstern ausstoßen.
Der äußere Rand der Dicke der Schale wird dadurch definiert, wo die Dichte so gering wird, dass der durchschnittliche Abstand zwischen den Sternen mehr als 10.000 AE beträgt (Astronomische Einheiten, die den Abstand der Erde von der Sonne bei etwa 150.000 KM darstellen). 10.000 AE entsprechen ungefähr 2 LichtMonate. EINDanach schwinden die Vorteile der Sternhaufen-Zugehörigkeit – nämlich die kurzen Reise- und Kommunikationszeiten zu benachbarten Sternen. Die von der Hülle umschlossene Zone ist das, was Di Stefano und Ray den GC „Sweet Spot“ für die Kolonisierung nennen – Sternsysteme, die eng beieinander liegen und eine schnelle Reise / Kommunikation ermöglichen, aber nicht so nah, dass sie die Systeme des anderen auseinanderreißen.
Fraser Cain of Universe, zusammen mit dem Exoplanetenforscher Dr. Jason Wright von der Penn State University. Jason Wright war einer der Hauptdarsteller der Galaxy Colonization Simulation
Wir möchten, dass der GC-Sweet-Spot hauptsächlich Sterne mit geringerer Masse umfasst, die am längsten leben. Zufälligerweise haben Sterne mit geringer Masse auch die solaren bewohnbaren Zonen mit dem kleinsten Radius. Je näher ein Planet seinen Mutterstern umkreist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass er von einem anderen Stern weggerissen wird. GCs erleben auch ein Phänomen namens „Massensegregation“, bei dem die massereichsten Sterne – und daher die ungünstigsten für die Bewohnbarkeit im Haufen – gravitativ zum Zentrum hingezogen werden. Diese Trennung sortiert dann natürlich den Cluster von den Systemen mit der geringsten zur besten Wahl vom Kern zur Peripherie.
Die Ergebnisse sind günstig. In einer hypothetischen GC, die sich 100.000 Sonnenmassen nähert, umfasst der Sweet Spot 40% der G-Sterne (gelbe Zwerge wie unsere eigene Sonne) und 15% der K- und M-Sterne (orange und rote Zwerge) im Haufen. Das sind viele Sterne. Es besteht sogar die Möglichkeit, dass Planeten, dieverfügen überaus Systemen ausgestoßen wurden, könnte aufgrund der kombinierten Umgebungsenergie, die der Planet von allen Sternen im Cluster erhält, immer noch eine Zivilisation beherbergen – insbesondere wenn die Zivilisation über eine fortschrittliche Solarenergie-Erfassungstechnologie verfügt. Eine frei schwebende Welt der Außerirdischen.
Di Stefano und Ray werfen nur Zahlen weg und schlagen vor, dass, selbst wenn nur 10 % der GC-Sterne bewohnbare Planeten haben, 1 % davon intelligentes Leben unterstützen und 1 % von ihnen eine kommunizierende Zivilisation beherbergen, in jedem mindestens eine kommunizierende Zivilisation existieren könnte GC in der Milchstraße. Ähnliche Variablen, die der Milchstraße selbst zugeordnet werden – mit weit geringerer Sternendichte – würden zu einer kommunizierenden Zivilisation (wahrscheinlich uns) führen. Eine Änderung der Prozentsätze auf etwas weniger konservativ würde bedeuten, dass mehr Zivilisationen in der diffusen Scheibe existieren könnten, aber durch gewaltige Entfernungen von mehr als 300 Lichtjahren getrennt wären.
Wenn Sie sich in einem GC befanden, könnten Sie versuchen, mit der entfernten Scheibe der Milchstraße zu kommunizieren. Leider haben wir noch keinen direkten Beweis dafür gefunden, dass Planeten in GCs überhaupt existieren. Unsere Techniken zum Auffinden von Exoplaneten werden durch die Entfernung und Dichte von GCs beeinträchtigt. Aber das schließt die Möglichkeit nicht aus. Wenn eine Zivilisation in einem GC existiert, mit schnellem Zugang zu Tausenden von Sternen, sagen Di Stefano und Ray, dass die Zivilisation im Wesentlichen 'unsterblich' wäre.
Kugelsternhaufen M13 Credit: Howard Trottier, SFU Trottier Observatorium
Wir haben tatsächlich eine Nachricht an einen GC gesendet – den wunderschönen M13 Hercules-Kugelsternhaufen. Der Cluster befindet sich im Sternbild Herkules, ist 22.000 Lichtjahre entfernt, hat einen Durchmesser von 145 Lichtjahren und besteht aus etwa 100.000 Sternen. 1974 wurde eine Nachricht vom Arecibo-Radioteleskop an M13 gesendet (RUHE IN FRIEDEN) . Die Nachricht enthielt die Zahlen 1 bis 10, chemische Verbindungen der DNA, eine grafische Figur eines Menschen, eine Grafik des Sonnensystems und eine Grafik des Radioteleskops selbst. Die Gesamtsendezeit betrug 3 Minuten. Hat noch ein paar tausend Jahre Zeit, um dorthin zu gelangen.
Wahrscheinlich wird die Nachricht mit niedriger Auflösung nicht erkennbar sein, wenn sie bei M13 eintrifft. Aber vielleicht werden wir eines Tages Kontakt mit einer galaxienübergreifenden Zivilisation aufnehmen. Oder vielleicht werden WIR zu einer galaxienübergreifenden Zivilisation. Für diese Geschichte warte ich gespannt auf die bevorstehende Verfilmung von Asimovs Foundation-Reihe!
Die Arecibo-Botschaft wurde zum Kugelsternhaufen M13 übertragen. Creative Commons
Feature Image: Zusammengesetztes Bild des Kerns der Milchstraße, erstellt von Hubble-, Spitzer- und Chandra-Teleskopen. Kredit-Röntgenbild: NASA/CXC/UMass/D. Wanget al.; Optisch: NASA/ESA/STScI/D. Wang et al.; IR: NASA/JPL-Caltech/SSC/S.Stolovy
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