1961 formulierte der berühmte Astronom und Astrophysiker Frank Drake eine Gleichung zur Schätzung der Anzahl außerirdischer Zivilisationen in unserer Galaxie zu einem bestimmten Zeitpunkt. Bekannt als ' Drake-Gleichung “, diese Formel war ein probabilistisches Argument, das einen Kontext für die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI). Natürlich war die Gleichung theoretischer Natur und die meisten ihrer Variablen sind immer noch nicht stark eingeschränkt.
Während Astronomen heute beispielsweise mit Zuversicht über die Rate der Bildung neuer Sterne und die wahrscheinliche Anzahl von Sternen mit Exoplaneten sprechen können, können sie nicht sagen, wie viele dieser Planeten wahrscheinlich Leben unterstützen. Zum Glück, Professor David Kipping der Columbia University hat kürzlich eine statistische Analyse durchgeführt, die darauf hindeutet, dass ein Universum voller Leben „die bevorzugte Wette“ ist.
Kipping ist Assistenzprofessor am Department of Astronomy der Columbia University und Forscher für extrasolare Planeten und Monde. Er ist auch der Anführer von Columbias Cool Worlds Lab , einer Gruppe, die sich der Entdeckung und Analyse potenziell bewohnbarer Exoplaneten widmet. Seine neueste Studie erschien in den Proceedings of the National Academy of Sciences mit dem Titel „ Eine objektive Bayessche Analyse des frühen Lebensbeginns und unserer späten Ankunft . '
Die Drake-Gleichung, eine mathematische Formel für die Wahrscheinlichkeit, Leben oder fortgeschrittene Zivilisationen im Universum zu finden. Kredit: University of Rochester
Für die Studie betrachtete Prof. Kipping die Chronologie des Lebens auf der Erde, von den frühesten Nachweisen von Mikroben bis zur Entstehung komplexer Organismen – wie der Menschheit. Dann stellte er die Frage, wie oft Leben (und noch dazu intelligentes Leben) wieder auftauchen würde, wenn diese Chronologie immer wieder vor und zurück durchlaufen würde. Am Ende fand er vier mögliche Antworten:
- Das Leben ist normal und entwickelt oft Intelligenz
- Das Leben ist selten, entwickelt aber oft Intelligenz
- Das Leben ist normal und entwickelt selten Intelligenz
- Das Leben ist selten und entwickelt selten IntelligenzUnd.
Kipping unterzog diese vier Möglichkeiten dann einer statistischen Analysetechnik, die als Bayessche Inferenz bekannt ist, um die Modelle gegeneinander abzuwägen. Diese Technik beschreibt die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses basierend auf Vorkenntnissen und aktualisiert diese Wahrscheinlichkeiten dann, wenn neue Daten verfügbar werden. Als Prof. Kipping erklärt in Columbia Pressemitteilung:
„Bei der Bayesschen Inferenz müssen immer A-priori-Wahrscheinlichkeitsverteilungen ausgewählt werden. Aber ein wichtiges Ergebnis hier ist, dass beim Vergleich der Szenarien mit seltenem Leben und gewöhnlichem Leben das Szenario mit gewöhnlichem Leben immer mindestens neunmal wahrscheinlicher ist als das seltene...Die Technik ist vergleichbar mit Wettquoten. Es fördert das wiederholte Testen neuer Beweise für Ihre Position, im Wesentlichen eine positive Feedbackschleife zur Verfeinerung Ihrer Schätzungen der Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses.'
Eine Illustration unserer hominiden Vorfahren, wahrscheinlich Australopithecus, die vor etwa 3,5 Millionen Jahren unter dem beleuchteten Gasstrom nachts spazieren gingen. Bildquelle: NASA, ESA, G. Cecil (UNC, Chapel Hill) und J. DePasquale (STScI)
Um das alles aufzuschlüsseln, kommt der früheste bekannte Beweis für Leben in Form von versteinerten Bakterien, die in Zirkonablagerungen auf dem Meeresboden gefunden werden. Aufgrund der Erschöpfung von Kohlenstoff-13 bildeten sich diese Ablagerungen nur 300 Millionen Jahre nach den Ozeanen der Erde. Im Wesentlichen deuten diese Ablagerungen darauf hin, dass das Leben auf der Erde vor 3,5 Milliarden Jahren vollständig entstanden war, etwa eine Milliarde Jahre nach der Entstehung des Planeten – das ist in geologischer Zeit ziemlich schnell.
Auf dieser Grundlage schätzt Kipping, dass für Planeten mit erdähnlichen Bedingungen und evolutionären Zeitachsen die Chancen für spontanes Entstehen von Leben (auch bekannt als Abiogenese) recht gut sind – mindestens 3:1 oder höher. Darüber hinaus werden die Chancen weniger günstig, je weiter man sich auf der evolutionären Zeitlinie bewegt und je komplexer die Lebensformen werden. Sagte Kipping:
'Wenn wir die Erdgeschichte noch einmal durchspielen, ist das Aufkommen von Intelligenz eigentlich eher unwahrscheinlich...Die rasche Entstehung des Lebens und die späte Evolution der Menschheit im Kontext der Zeitachse der Evolution sind sicherlich aufschlussreich. Aber in dieser Studie ist es möglich, tatsächlich zu quantifizieren, was uns die Fakten sagen.'
Während zum Beispiel einzellige Organismen nur wenige hundert Millionen Jahre brauchten, nachdem die Erde Ozeane hatte, dauerte es weitere 1,5 bis 2 Milliarden Jahre, bis Eukaryoten und mehrzellige Organismen entstanden. Währenddessen dauerte die Kambrische Explosion eine weitere Milliarde Jahre (vor ca. 541 Millionen Jahren), ein Ereignis, das durch die Diversifizierung des Lebens auf der Erde gekennzeichnet war.
Eine neue Studie weist darauf hin, dass Leben oft auftauchen kann, sich aber selten so weit entwickelt, dass es Intelligenz hervorbringt. Bildnachweis: NASA
Wie hoch ist also die Wahrscheinlichkeit, dass außerirdisches Leben komplex, differenziert und intelligent ist? Laut Prof. Kippings Studie stehen die Chancen dafür nur 3:2, was darauf hindeutet, dass solches Leben selten ist. Dies basiert auf der Tatsache, dass die Menschheit erst spät in der Evolutionsgeschichte und innerhalb des bewohnbaren Fensters der Erde auftauchte, was darauf hindeutet, dass ihre Entwicklung weder einfach noch gesichert war.
Für bare Münze genommen legt die Studie von Prof. Kipping nahe, dass das Leben im Kosmos zwar im Überfluss vorhanden ist, komplexes Leben jedoch viel seltener ist. Er weist jedoch auch darauf hin, dass die Chancen in dieser Studie nicht überwältigend sind und (die ziemlich nahe bei 50:50 liegen) und die Ergebnisse eher als vorläufige Hypothese denn als Schlussfolgerung behandelt werden sollten. Oder wie es Prof. Kipping formuliert:
„Die Analyse kann keine Gewissheiten oder Garantien liefern, sondern nur statistische Wahrscheinlichkeiten basierend auf dem, was hier auf der Erde passiert ist. Erfreulicherweise stellt sich jedoch ein Argument für ein Universum voller Leben alsdie favorisierte Wette.Die Suche nach intelligentem Leben in Welten jenseits der Erde sollte keinesfalls entmutigt werden.“
Ähnlich wie die Drake-Gleichung bietet diese Studie eher Denkanstöße als harte Beweise. Ebenso wie die Drake-Gleichung zeigt sie, dass außerirdisches Leben statistisch gesehen sehr verbreitet sein sollte. Obwohl intelligentes Leben viel seltener ist, sind die Zahlen immer noch ermutigend. Leider werden wir nicht mehr wissen, bis wir andere Sternensysteme tatsächlich mit Teleskopen der nächsten Generation oder interstellaren Sonden vermessen können.
Weiterlesen: Kolumbien Nachrichten , PNAS
