Oumuamua ist keine Alien-Sonde, denn Aliens können mit Teleskopen alles über uns lernen, was sie brauchen

Im Herbst 2017 durchquerte das erste bekannte interstellare Objekt das Sonnensystem und löste eine Revolution in der Astronomie aus. Aufgrund der amonolen Natur des Objekts konnten Astronomen aus der ganzen Welt nicht erklären, was es war. Weder Komet, noch Asteroid, noch irgendein anderes konventionelles Objekt schienen der Rechnung zu entsprechen, was zu allen möglichen „exotischen“ Erklärungen führte.

Eine besonders exotische Erklärung lieferten Harvard-Professor Avi Loeb und sein ehemaliger Postdoc (Dr. Shmuel Bialy), die die Hypothese aufstellten, dass „Oumuamua ein außerirdisches Lichtsegel gewesen sein könnte. Während die meisten Widerlegungspapiere die vorgelegten Beweise in Frage stellten, a neue Studie des Astrophysikers und emeritierten UCLA-Professors Ben Zuckerman stellte etwas anderes in Frage: Warum sollte eine außerirdische Zivilisationwollenum uns eine Sonde zu schicken?

Die Studium, '' Oumuamua ist keine Sonde, die von einer außerirdischen Zivilisation an unser Sonnensystem geschickt wird “ ist kürzlich online erschienen und wurde bei den Zeitschriften der Amerikanische Astronomische Gesellschaft (AAS). Nach Prüfung der möglichen Motivationen für die Entsendung einer Erkundungsmission kommt Zuckerman zu dem Schluss, dass ein ETI keine Motivation hätte, ein Raumfahrzeug in unser Sonnensystem zu entsenden (wodurch Zweifel an der Theorie der „Aliensonde“ aufkommen).

Die Umlaufbahn von Oumuamua bewies eindeutig seinen interstellaren Ursprung. Bildnachweis: Tom Ruen, CC BY-SA 4.0

Eine Frage nach dem Warum

Um seine Position zusammenzufassen, räumt Zuckerman zunächst ein, dass die Positionspapier von Loeb und Bialy enthält volle 22 Gleichungen, die ihr Argument stützen, dass „Oumuamua eine interstellare Sonde war. Dazu gehören sein Masse-zu-Flächen-Verhältnis, seine Rotation, die maximale Distanz, die es durch das interstellare Medium (ISM) zurücklegen kann, seine Zugfestigkeit und die Energieübertragung durch Stöße.

Kombiniert mit seinem Lichtkurve (was mit einer Scheibe übereinstimmte), sein Reflexionsvermögen und die Art und Weise, wie es unter dem Einfluss von nichts anderem als Sonnenstrahlung aus dem Sonnensystem heraus beschleunigte, konnten zeigen, dass 'Oumuamua mit einem interstellaren Lichtsegel übereinstimmt. Als Reaktion darauf konterte Zuckerman mit einem wegweisenden Zitat des berühmten theoretischen Physikers Freeman Dyson:

„Das Problem interstellarer Reisen ist ein Motivationsproblem und nicht ein Physikproblem.“

Ähnlich wie Dysons Vorschlag für eine Megastruktur, die ein ganzes Sternensystem (auch bekannt als Dyson-Kugel) umschließen könnte, geht es weniger darum, ob Sie es können oder nicht, sondern um die Frage „Warum sollten Sie das wollen?“ Zuckerman zitiert insbesondere neuere Forschungen, die die wissenschaftliche Durchführbarkeit des Sendens einer interstellaren Sonde untersucht haben, um Informationen über potenziell bewohnbare Planeten zu sammeln.

Unter Verwendung des kosmologischen Prinzips (auch bekannt als kopernikanisches Prinzip) als Prüfstein überlegt Zuckerman, warum eine außerirdische Rasse motiviert wäre, ein 'Oumuamua-ähnliches Segelschiff zu nahegelegenen Sternensystemen zu schicken, was dies bedeuten würde und warum es unlogisch erscheint,' gehen davon aus, dass sie die Flut weitaus besserer Optionen in Kauf nehmen möchten.

Ineffiziente Erkundung

Dazu gehört ein kürzlich erschienenes Papier mit dem Titel „‘ Oumuamua ist nicht künstlich “ vom Physiker Jonathon Katz vom McDonnell Center for the Space Sciences an der Washington University. Als Widerlegung des Papiers von Loeb und Bialy präsentierte Katz Argumente, warum eine Vorbeiflug-Mission ein ineffizientes Mittel zum Sammeln von Daten sei. Dies gilt sowohl für 'Oumuamua als auch für Durchbruch Starshot 's Vorschlag für eine interstellare Lichtsegel-Mission.

Nach den Berechnungen von Katz hätte 'Oumuamua bei einer Geschwindigkeit von 26 km/s (93.600 km/h; 58.160 mph) ungefähr 400.000 Jahre gebraucht, um innerhalb von 32,6 Lichtjahren (10 Parsec) von jedem Hauptreihensternsystem zu reisen. . Laut Zuckerman bedeutet dies, dass eine technisch fortgeschrittene Spezies inzwischen viel älter sein müsste und weitaus fortschrittlichere Methoden zur Erkundung der Tiefen des Weltraums entwickelt hätte (was eine solche Sonde ineffizient macht).

Darüber hinaus schätzt er, dass eine Art 100.000 solcher Sonden starten müsste, damit eine solche Sonde in unserem Sonnensystem auftaucht (außer bei außergewöhnlichem Glück) (ebenfalls ein sehr ineffizienter Ansatz). Interessanterweise stellt dieser Aspekt von Zuckermans Widerlegungsarbeit so etwas wie eine Kehrseite zu einem Punkt dar, den Loeb und Bialy in ihrer ursprünglichen Arbeit gemacht haben, die frühere Forschungen zur Anzahl interstellarer Objekte (ISOs) im nahen Weltraum zitiert.

Laut einer Studie aus dem Jahr 2018 mit dem Titel „ Interstellare Eindringlinge: Zahlendichte und Herkunft von „Oumuamua-ähnlichen Objekten“ “, Forscher der Institut für Astronomie an der University of Hawaii zeigte, dass in jedem Kubikparsec (~35 Kubiklichtjahre) 2 Billiarden ISOs vorhanden sein müssten – oder 1 Billiarde pro Sternensystem ausgeworfener Objekte –, damit Objekte wie 'Oumuamua nachweisbar sind.

Oumuamua, wie es in der Nacht zum 29. Oktober mit dem William Herschel Telescope erschien. Queen’s University Belfast/William Herschel Telescope

Zuckerman stellt dieses Argument auf den Kopf und postuliert, dass die Anwesenheit eines künstlichen Objekts in unserem Sonnensystem die Existenz vieler, VIEL weiterer impliziert. Die Alternative, so wie Loeb argumentiert, ist, dass die Entdeckung eines solchen Objekts äußerst glücklich (und äußerst unwahrscheinlich) war.

Superteleskope

Im Gegensatz dazu, sagt Zuckerman, fällt es einer technisch fortgeschrittenen Spezies schwer, die weit überlegenen wissenschaftlichen Erträge hochentwickelter Teleskope nicht zu erkennen – unter Verwendung der NASA Terrestrischer Planetenfinder (TPF) und der ESA Darwin als Beispiele. Das TPF war ein Vorschlag für eine Konstellation hochempfindlicher Weltraumteleskope, die zuvor von der NASA in Erwägung gezogen wurde Untersuchungsausschuss für Astronomie und Astrophysik .

Darwin hingegen war eine vorgeschlagene Konstellation von vier oder fünf frei fliegenden Raumfahrzeugen, die nach erdähnlichen Planeten um andere Sterne suchen und ihre Atmosphären analysieren sollten. Während keines der Konzepte realisiert wurde (das TPF wurde zugunsten des James Webb Weltraumteleskop ) bleibt das Prinzip gleich. Basierend auf den wissenschaftlichen Erträgen, die Teleskope der nächsten Generation erzielen werden, kommt Zuckerman zu folgendem Schluss:

„Sollte tatsächlich eine nahegelegene technologische Zivilisation existieren… würden ihre riesigen Weltraumteleskope jede Motivation für den Bau der Art von gerichteter Sonde vollständig zunichte machen, die Oumuamua im Bild von Bialy & Loeb (2018) darstellt. Bei der Erforschung unseres Sonnensystems mit Raumfahrzeugen haben erdgestützte Teleskope eine absolut wesentliche Rolle gespielt.“

Künstlerische Darstellung des Darwin-Teleskops. Bildnachweis: ESA

Erkundungsziele

Eine weitere Erkenntnis, die Zuckerman bietet, ist die tiefe Verbindung zwischen Teleskopvermessungen und interstellaren Sonden. Darin erweitert er ein Argument, das er in a . vorgebracht hat 1981 Studium wo er argumentierte, dass Weltraumteleskope im interplanetaren Raum Exoplanetenatmosphären (eine vorausschauende Beobachtung) vermessen, die Kosten von interstellaren Missionen ohne Besatzung reduzieren und sogar bei gezielten Panspermie-Bemühungen helfen könnten.

„Die Beharrlichkeit der NASA ist nur die jüngste einer Reihe von Raumfahrzeugen, die zur Erforschung des Mars geschickt wurden, und nicht etwa Merkur oder Venus; Dies liegt daran, dass unsere Teleskope seit langem reichlich Motivation bieten, vor allen anderen Planeten zum Mars zu fliegen“, argumentiert Zuckerman in diesem kürzlich erschienenen Artikel. 'Ähnliche Überlegungen, aber für weltraumgestützte Teleskope, gelten für die Erforschung extrasolarer Planeten.'

Zu guter Letzt vergleicht Zuckerman die Fähigkeiten bestehender Weltraumteleskope mit dem, was an Bord einer Raumsonde von der Größe und dem Profil von 'Oumuamua realistischerweise erwartet werden könnte. Darüber hinaus sind auch die wissenschaftlichen Motivationen für Weltraumteleskope völlig klar, während interstellare Missionskonzepte mit allerlei Fragen bezüglich Validität und Wirtschaftlichkeit behaftet sind. Zusammenfassend:

„Die flüchtigen Fähigkeiten einer solchen Vorbeiflugsonde sind der Leistung von Weltraumteleskopen, die seit Äonen im interplanetaren Raum der außerirdischen Zivilisation betrieben werden, weit unterlegen. Obwohl es sich für Astronomen als schwierig erwiesen hat, ein überzeugendes Bild von Oumuamua auf der Grundlage konventioneller astronomischer Objekte zu erstellen, zeigt die Diskussion in diesem Artikel die logische Unmöglichkeit einer Erklärung, die Vorbeiflüge von außerirdischen Sonden beinhaltet.“

Schwarm von Laser-Segel-Raumschiffen verlässt das Sonnensystem. Bildnachweis: Adrian Mann/i4is

Kosmologischer Gegenschlag

Natürlich lassen sich mehrere Gegenargumente anführen. Zunächst verwendet Zuckerman die Geschwindigkeit von Oumuamua, um zu argumentieren, dass dies ein völlig ineffizienter Weg ist, den Weltraum zu erkunden. Diesem Punkt lässt sich jedoch leicht durch das Beispiel entgegnen Projekt Libelle , ein weiteres vorgeschlagenes Lichtsegelfahrzeug, das derzeit entwickelt wird, das ein magnetisches Segel enthält, um nach der Überquerung des interstellaren Raums zu verlangsamen.

Kurz gesagt, nur weil ‘Oumuamua mit einer Geschwindigkeit von 26 km/s unterwegs war, als es entdeckt wurde, bedeutet das nicht, dass es die ganze Zeit unterwegs war. Zuckerman argumentiert auch, dass ein ETI leichte Segel in der Größenordnung von 10 . produzieren müsste⁵damit einer von ihnen eine Chance hat, entdeckt zu werden. Das Kosmologische Prinzip kann jedoch an diesem Punkt auf zusätzliche Implikationen zurückgeführt werden.

Wenn wir davon ausgehen, dass ein ETI in der Lage ist, das Konzept der interstellaren Lichtsegel zu untersuchen und für lohnenswert zu halten, ist es kaum ungewöhnlich, anzunehmen, dass mehr als einer in unserer Ecke der Galaxie im Laufe der Zeit dasselbe in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus geht Zuckermans Papier davon aus, dass ein Oumuamua-ähnliches Objekt funktionsfähig wäre oder dass die Spezies, die es geschickt hat, noch lebt.

Dies ist eine Frage, die Leob in seinem Artikel von 2018 mit Bialy und anschließend in seinem Buch behandelte Außerirdisch: Das erste Zeichen intelligenten Lebens jenseits der Erde .In beiden Fällen schlägt Prof. Loeb die sehr reale Möglichkeit vor, dass Oumuamua, wenn es künstlichen Ursprungs war, ein Stück Weltraumschrott oder die Überreste eines inzwischen nicht mehr funktionierenden Raumfahrzeugs gewesen sein könnte. Im weiteren Verlauf konnte derjenige, der es aussendete, schon lange tot sein und die Mission längst vorbei.

Project Starshot, eine von der Breakthrough Foundation geförderte Initiative, soll die erste interstellare Reise der Menschheit sein. Bildnachweis: Durchbruchinitiatives.org

Leider hat Zuckerman einen sehr soliden Standpunkt, wenn es um die Frage der Motivation und der Kosten-Nutzen-Analyse geht. Wenn es darauf ankommt, erfordert die interstellare Erforschung eine enorme Menge an Energie und Ressourcen. Es gibt auch wie lange würde so eine Mission dauern sein Ziel zu erreichen, und die Verzögerung bei der Kommunikation. Aus diesem Grund ist es verständlich, warum Wissenschaftler zu Hause bleibende Missionen in Betracht ziehen, die weniger kosten und schon bald wissenschaftliche Erträge versprechen können. Kurz gesagt, 'warum sich die Mühe machen?'

Dies wirft jedoch ein weiteres wichtiges Gegenargument auf. Wenn es Motivation genug ist, sich auf Teleskope der nächsten Generation zu verlassen, um keine interstellare Mission zu starten, warum versucht die Menschheit dann, solche Missionen zu verwirklichen, während wir hier sprechen? Seit Beginn des Weltraumzeitalters haben sich Wissenschaftler der Entwicklung von Konzepten für die interstellare Erforschung verschrieben.

Modernere Beispiele (wie bereits erwähnt) umfassenDurchbruch Starshot, die von einem Verwaltungsrat unter dem Vorsitz von Prof. Loeb selbst beaufsichtigt wird. Dieses gemeinnützige Unternehmen wurde 2016 von Yuri Milner, Stephen Hawking und Mark Zuckerberg ins Leben gerufen, um eine interstellare Mission zu verwirklichen, die zu Alpha Centauri reisen und dort alle Exoplaneten zu unseren Lebzeiten beobachten könnte.

Es gibt auch das oben GenannteProjekt Libelle, die im Rahmen eines Designwettbewerbs 2013 entstanden ist, der von der Initiative für Interstellare Studien (i4is). Zufälligerweise war Dragonfly das Gewinnerkonzept des Wettbewerbs, aber das Design, das den zweiten Platz einbrachte, war dasjenigeDurchbruch Starshotschließlich für die Entwicklung übernommen.

Künstlerisches Konzept eines Enzmann-Raumschiffs, ein 1964 vorgeschlagenes Fusionsraketenkonzept. Credit: Rick Sternbach

Es gibt auch Ikarus Interstellar , eine internationale gemeinnützige Organisation, die sich der Verwirklichung interstellarer Erforschung durch Bildung und Öffentlichkeitsarbeit widmet. Diese Organisation überwacht auch die Entwicklung einer Reihe fortschrittlicher Konzepte, darunter: Projekt Ikarus , Projekt Persephone , Projekt Bifrost , Projekt weiterleiten (ein weiteres Lichtsegelkonzept) und Projekt Hyperion (wird in Zusammenarbeit mit i4is entwickelt).

Neben anderen Vorschlägen wie dem der British Interplanetary Society Projekt Daedalus , das Enzmann-Raumschiff , und der 100 Jahre Raumschiff , es gibt einfach keinen Mangel an Wissenschaftlern und Träumern, die interstellare Erforschung betreiben möchten. Dies trotz der Tatsache, dass in wenigen Jahren Teleskope der nächsten Generation einsatzbereit sein werden, die versprechen, die tiefsten Geheimnisse des Universums zu erforschen.

Wenn alles von Objekten in unserem Sonnensystem und nahegelegenen Exoplaneten bis hin zu den frühesten Galaxien im Universum zur Beobachtung ansteht, warum sollten wir uns die Mühe machen, eine Raumsonde zu nahegelegenen Sternen zu schicken, um minderwertige Bilder von ihnen zu machen? Gute Frage! Warum war es dann wiederum notwendig, Astronauten zum Mond zu schicken, wenn wir ihn aus der Ferne perfekt untersuchen konnten?

Eine naheliegende Antwort wäre die Möglichkeit, Proben von Mondgestein zur Analyse zu beschaffen (die bis heute wissenschaftliche Daten liefern). Das gleiche gilt für das Senden von Robotermissionen und Astronauten zum Mars. DieAusdauerRover ist nicht nur die erste Mission, die eine Probenrückgabe vom Mars ermöglicht, sondern wird auch den Weg für bemannte Missionen ebnen (die auch Marsproben nach Hause transportieren werden).

Das Raumschiff Icarus Pathfinder passiert Neptun. Bildnachweis: Adrian Mann

Ein viel offensichtlicherer Grund ist jedoch, dass es so viel sinnvoller war, persönlich zum Mond zu gehen. In diesem Sinne können wir sehen, dass die Frage der Motivation weit über den greifbaren Nutzen hinausgeht. Im Endeffekt war der größte Einfluss der Apollo-Ära das Gefühl von Stolz und Leistung, das sie allen Menschen mit sich brachte. Und der wichtigste Grund, überhaupt zu gehen, wurde Jahre im Voraus zusammengefasst:

Wir entscheiden uns, zum Mond zu fliegen! Wir entscheiden uns, in diesem Jahrzehnt zum Mond zu fliegen und die anderen Dinge zu tun, nicht weil es einfach ist, sondern weil es schwer ist; weil dieses Ziel dazu dienen wird, unsere besten Kräfte und Fähigkeiten zu organisieren und zu messen, weil diese Herausforderung eine Herausforderung ist, die wir gerne annehmen, die wir nicht verschieben wollen und die wir gewinnen wollen…“

Es ist schwer, mit der leidenschaftlichen Logik zu argumentieren, nicht wahr? Wenn wir davon ausgehen, dass das kosmologische Prinzip in all diesen Fällen gilt, dann müssen wir davon ausgehen, dass sich ETIs über genau die gleichen Überlegungen gequält haben wie jetzt und vielleicht zu ähnlichen Schlussfolgerungen gekommen sind. „Warum eine Sonde (oder Tausende von Sonden) schicken, um andere Planeten nach Lebenszeichen zu erforschen? Weil sie da sind, verdammt!“

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