1950 stellte der Physiker Enrico Fermi eine sehr wichtige Frage über das Universum und die Existenz außerirdischen Lebens. Warum hat die Menschheit angesichts der Größe und des Alters des Universums und der statistischen Wahrscheinlichkeit, dass Leben in anderen Sonnensystemen entsteht, keine Anzeichen für intelligentes Leben im Kosmos gesehen? Diese Abfrage, bekannt als die Fermi-Paradoxon , verfolgt uns bis heute.
Wenn es in unserer Galaxie tatsächlich Milliarden von Sternensystemen gibt und die Lebensbedingungen nicht so selten sind, wo sind dann all die Außerirdischen? nach a aktuelles Papier von Forschern der Research School of Earth Sciences der Australian National University., kann die Antwort einfach sein: Sie sind alle tot. In dem, was die Forschungsteams den „Gaian Bottleneck“ nennen, könnte die Lösung für dieses Paradox darin bestehen, dass das Leben so zerbrechlich ist, dass das meiste davon einfach nicht durchkommt.
Um dies in die richtige Perspektive zu rücken, betrachten wir zunächst einige der Zahlen. Zum Zeitpunkt der Abfassung dieses Artikels haben Wissenschaftler insgesamt 2049 Planeten in 1297 Planetensystemen , darunter 507 mehrere Planetensysteme. Außerdem, a Bericht aus dem Jahr 2013 von den Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA darauf hin, dass auf der Grundlage von Kepler-Missionsdaten bis zu 40 Milliarden erdgroße Planeten in den bewohnbaren Zonen sonnenähnlicher Sterne und Roter Zwerge innerhalb der Milchstraße kreisen könnten , und dass 11 Milliarden davon möglicherweise sonnenähnliche Sterne umkreisen.
Es sollte also wirklich keinen Mangel an außerirdischen Zivilisationen geben. Und da einige Wissenschaftler schätzen, dass unsere Galaxie über 13 Milliarden Jahre alt ist, mangelte es nicht an Zeit für einen Teil dieses Lebens, um sich zu entwickeln und die notwendige Technologie zusammenzustellen, um uns zu erreichen und zu finden. Aber laut Dr. Aditya Chopra, dem Hauptautor des ANU-Papiers, muss man berücksichtigen, dass der Evolutionsprozess mit seinen Hürden gefüllt ist.
Dr. Aditya Chopra von der ANU Research School of Earth Sciences. Bildnachweis: anu.edu.au
„Das frühe Leben ist zerbrechlich, daher glauben wir, dass es sich selten schnell genug entwickelt, um zu überleben“, sagt er. „Die meisten frühen planetarischen Umgebungen sind instabil. Um einen bewohnbaren Planeten zu schaffen, müssen Lebewesen Treibhausgase wie Wasser und Kohlendioxid regulieren, um die Oberflächentemperaturen stabil zu halten.“
Betrachten Sie unser Sonnensystem. Wir alle wissen, dass der Planet Erde alle richtigen Elemente hat, um Leben, wie wir es kennen, hervorzubringen. Es befindet sich in der sogenannten „Goldlöckchen-Zone“ der Sonne (aka. bewohnbare Zone ), hat es flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche, eine Atmosphäre und eine Magnetosphäre, um diese Atmosphäre zu schützen und sicherzustellen, dass das Leben auf der Oberfläche nicht zu viel Strahlung ausgesetzt wird. Daher ist die Erde der einzige Ort in unserem Sonnensystem, an dem bekanntermaßen Leben gedeiht.
Aber was ist mit Venus und Mars? Beide Planeten befinden sich in der Goldlöckchen-Zone der Sonne und es wird angenommen, dass sie gleichzeitig mikrobielles Leben auf ihnen hatten. Aber vor ungefähr 3 Milliarden Jahren, als das Leben auf der Erde begann, die ursprüngliche Atmosphäre der Erde durch die Produktion von Sauerstoff umzuwandeln, erlebten Venus und Mars beide eine katastrophale Veränderung.
Während die Venus einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt erlebte und zu der heißen, lebensfeindlichen Welt wurde, die sie heute ist, verlor der Mars seine Atmosphäre und sein Oberflächenwasser und wurde zu dem kalten, ausgetrockneten Ort, der er heute ist. Während also das mikrobielle Leben der Erde eine Schlüsselrolle bei der Stabilisierung unserer Umwelt spielte, wären alle Lebensformen auf Venus und Mars durch die plötzlichen Temperaturextreme ausgelöscht worden.
Mit anderen Worten, wenn wir die Wahrscheinlichkeit von Leben im Kosmos betrachten, müssen wir über die bloße Statistik hinausschauen und überlegen, ob es sich um einen „Emergenz-Engpass“ handeln könnte oder nicht. Im Wesentlichen werden diejenigen Planeten, auf denen Lebensformen nicht schnell genug auftauchen, die den Planeten stabilisieren und den Weg für mehr Leben ebnen, dazu verdammt sein, unbewohnt zu bleiben.
In ihrem Bericht „ Argumente für einen gaianischen Flaschenhals: Die Biologie der Bewohnbarkeit “ – erscheint in der ersten Ausgabe vonAstrobiologiefür 2016 – Dr. Chopra und seine Mitarbeiter fassen ihre Argumente wie folgt zusammen:
„Wenn Leben auf einem Planeten entsteht, entwickelt es sich nur selten schnell genug, um Treibhausgase und Albedo zu regulieren, wodurch die Oberflächentemperaturen mit flüssigem Wasser und Bewohnbarkeit kompatibel bleiben. Ein solcher gaianischer Flaschenhals deutet darauf hin, dass (i) das Aussterben der kosmische Standard für das meiste Leben ist, das jemals auf den Oberflächen nasser Gesteinsplaneten im Universum aufgetaucht ist, und (ii) Gesteinsplaneten müssen bewohnt werden, um bewohnbar zu bleiben.“
Diese Theorie ist zwar möglicherweise deprimierend, bietet jedoch eine Lösung für das Fermi-Paradox. Angesichts der schieren Menge an warmen, nassen terrestrische Planeten in der Milchstraße sollte es mindestens ein paar tausend Zivilisationen geben. Und von denen gibt es sicher einige, die den Weg hinaufgeklettert sind Kardashev-Skala und baute so etwas wie a Dyson-Kugel , oder zumindest einige fliegende Untertassen!
Sauerstoffproduzierende Bakterien wie Cyanobacteria Spirulina (siehe oben) spielten eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung der Umwelt der Erde. Bildnachweis: cyanoknights.bio
Und doch haben wir nicht nur in anderen Sonnensystemen keine Lebenszeichen entdeckt, sondern die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) hat seit seiner Gründung keine Radiowellen von anderen Sternensystemen entdeckt. Die einzigen möglichen Erklärungen dafür sind, dass entweder das Leben viel seltener ist, als wir denken, oder dass wir nicht an den richtigen Stellen suchen. Im ersten Fall kann ein Emergenzengpass der Grund dafür sein, dass Leben so schwer zu finden ist.
Sollte die letztere Möglichkeit jedoch der Fall sein, bedeutet dies, dass sich unsere Methodik ändern muss. Bisher war all unsere Suche nach der „niedrig hängenden Frucht“ des außerirdischen Lebens – auf der Suche nach Anzeichen dafür auf warmen, wässrigen Planeten wie unserem eigenen. Vielleicht existiert Leben dort draußen, aber in komplexeren und exotischeren Formen, die wir noch berücksichtigen müssen. Oder, wie oft behauptet wird, ist es möglich, dass außerirdisches Leben große Anstrengungen unternimmt, uns zu meiden.
Unabhängig davon hat Fermis Paradoxon über 50 Jahre Bestand und wird so lange andauern, bis wir Kontakt mit einer außerirdischen Zivilisation aufnehmen. In der Zwischenzeit können wir nur spekulieren. Um Arthur C. Clarke zu zitieren: „Es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder wir sind allein im Universum oder wir sind es nicht. Beide sind gleichermaßen erschreckend.“
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