Haben Menschen Signale von außerirdischen Zivilisationen aufgefangen? Über die Suche nach dem Unbekannten

Wenn wir in den Sternenhimmel blicken, stellt sich natürlich die Frage: Sind wir die einzige Zivilisation in den Weiten des Weltraums? Als die Methoden der astronomischen Beobachtung noch nicht weit entwickelt waren, glaubten die Menschen, dass es auf anderen Planeten des Sonnensystems Leben gäbe. Doch wenn wir die Geheimnisse dieser Planeten Stück für Stück lüften, stellen wir fest, dass wir, um ähnliche Planeten im Universum zu finden, noch weiter in den Weltraum blicken müssen.

Der weite Sternenhimmel

Führen Sie Radiobeobachtungen durch

Als die Menschen begannen, das Radio zur Signalübertragung zu nutzen, dachten sie natürlich, dass Außerirdische, da Radiosignale Ozeane überqueren und Informationen an weit entfernte Orte senden können, Radiosignale ebenfalls nutzen könnten, um Informationen über Zivilisationen an andere Orte im Universum zu übermitteln. Schon bald nach Einführung der Funktechnologie begannen Wissenschaftler mit der Suche nach außerirdischen Signalen.

Ende des 19. und Anfang des 20. Jahrhunderts behaupteten der Physiker Tesla, der Funktechnikpionier Marconi und andere nacheinander, Signale vom Mars entdeckt zu haben. Damals war selbst mit den besten Teleskopen die Topographie der Marsoberfläche kaum erkennbar, doch die erdähnlichen Berge und Flüsse ließen die Menschen an die Existenz von Marsmenschen denken. Als die seltsamen Radiosignale auch nur im Entferntesten mit dem Erscheinen des Mars in Verbindung gebracht wurden, fragten sich die Leute natürlich, ob es sich dabei um eine Botschaft von Marsmenschen handelte. Im Jahr 1924, als die Distanz zwischen Mars und Erde relativ gering wurde, führten die Vereinigten Staaten vom 21. bis 23. August den „National Radio Silent Day“ durch. Alle Radiosender schwiegen stündlich fünf Minuten lang, um eine „ruhige“ Umgebung zum Abhören der Signale der Marsianer zu schaffen. Unseren aktuellen Nachweisergebnissen zufolge gibt es auf der Oberfläche des Mars jedoch keine Zivilisation, und diese Bemühungen waren mit Sicherheit erfolglos.

In verschiedenen Science-Fiction-Werken wurde das Auftauchen zahlreicher außerirdischer intelligenter Lebewesen erdacht. Über ihre wahre Gestalt ist den Menschen jedoch noch immer nichts bekannt.

Als die Radioastronomie im frühen 20. Jahrhundert entstand, erkannten Radioastronomen schnell, dass diese Radioteleskope nicht nur natürliche Signale astrophysikalischer Prozesse erfassen konnten, sondern möglicherweise auch künstliche Signale, die von außerirdischen Zivilisationen ausgesendet wurden. Im Jahr 1960 schlug der Astronom Drake von der Cornell University das Konzept des „Wasserlochs“ vor. Er glaubt, dass andere Zivilisationen, wenn sie über die gleiche Lebensform wie wir verfügen, natürlich eine besondere Vorliebe für die Substanz „Wasser“ haben werden. Bei etwa 1,4 GHz gibt es zwischen den aus Wasserstoff- und Wasserstoff-Sauerstoff-Elementen bestehenden Funkspektrumlinien einen Bereich, der zur Überlagerung künstlicher Signale genutzt werden kann. Obwohl Drake selbst bei seinen damaligen Suchen in der Nähe mehrerer Sterne nichts fand, hatte das Konzept der „Wasserlöcher“ großen Einfluss auf die spätere Suche nach außerirdischen Zivilisationen und ist noch immer eines der bevorzugten Frequenzbänder.

Frequenzband des Wassertunnels

Im Jahr 1957 finanzierte die National Science Foundation der Vereinigten Staaten die Ohio State University beim Bau einer Radioantenne speziell für die Suche nach außerirdischen Zivilisationen. Dies könnte das erste Finanzierungsprojekt für eine außerirdische Zivilisation sein. Im Jahr 1971 beteiligte sich auch die NASA an der Finanzierung der Überwachung außerirdischer Zivilisationen.

Seit 1980 erhalten einschlägige Forscher eine relativ stabile Finanzierung. Im Jahr 1971 schlugen einige Forscher sogar das „Cyclops“-Projekt vor, bei dem es darum ging, ein riesiges Radioteleskop-Array mit 1.000 100-Meter-Öffnungen zu bauen, um gezielt nach Radiosignalen von außerirdischen Zivilisationen zu suchen. Das Gesamtbudget belief sich auf bis zu 10 Milliarden US-Dollar. Allerdings ist es schwierig, für eine solch großartige Vision finanzielle Unterstützung zu erhalten und bei der Suche nach außerirdischen Zivilisationen gab es keine bahnbrechenden Fortschritte. Um es ganz offen zu sagen: Es wurde nicht einmal eine einzige Gruppe Außerirdischer gefunden.

Anfang der 1990er Jahre betrugen die jährlichen Fördermittel der NASA für entsprechende Forschungen einmal mehr als 10 Millionen US-Dollar. Nachdem jedoch keine Ergebnisse erzielt wurden, wurde die Finanzierung 1994 abrupt eingestellt.

Seitdem erhalten radioastronomische Beobachtungen zur Suche nach außerirdischer Intelligenz kaum noch finanzielle Unterstützung aus dem öffentlichen Sektor. Glücklicherweise haben viele wohlhabende Menschen mit starkem Interesse an außerirdischen Zivilisationen von den 1990er Jahren bis heute großzügig Geld gespendet, um viele Beobachtungspläne zu unterstützen. Sowohl Microsoft-Mitbegründer Paul Allen als auch Intel-Gründer Gordon Moore unterstützten das Projekt Phoenix, bei dem große Radioteleskope, darunter Arecibo, zum Einsatz kommen sollten.

Arecibo-Radioteleskop

Von 1994 bis 2004 führte das Programm Schmalbandbeobachtungen von mehr als 800 Sternen im Umkreis von etwa 250 Lichtjahren im Frequenzband von 1,2 bis 3 GHz durch, doch die Millionen von „Signalen“, die es entdeckte, erwiesen sich allesamt als Störsignale, die von der Erde stammten. Im Jahr 2015 startete Yuri Milner, ein russischer Unternehmer, der zum Physiker wurde, die Breakthrough Initiative und versprach, 100 Millionen US-Dollar zur Förderung einer Reihe von Forschungsprogrammen im Zusammenhang mit der Erforschung außerirdischen Lebens bereitzustellen, darunter auch das Programm Breakthrough Listen. Bei der Umsetzung dieser Pläne haben die Astronomen klugerweise darauf verzichtet, große Radioteleskope speziell für diese Zwecke zu bauen. Stattdessen haben sie Beobachtungsmöglichkeiten geschaffen, indem sie die Beobachtungszeit der Teleskope mit anderen Forschungseinrichtungen geteilt haben.

Suche nach Exoplaneten

Neben der Verwendung von Radioteleskopen zum Abhören von Signalen im Weltraum sucht man auch auf einem anderen Weg nach der Existenz außerirdischer Zivilisationen. Die intelligenten Lebensformen, die wir derzeit kennen, können auf Sternen nicht überleben. Daher ist die Entdeckung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems der erste Schritt zur Erforschung ihrer Existenz. Obwohl schon seit langem über Exoplaneten spekuliert wurde, wurde der erste Exoplanet erst 1995 entdeckt. Der Start des Weltraumteleskops Kepler im Jahr 2011 löste eine gewaltige Explosion bei der Entdeckung von Exoplaneten aus.

Das Weltraumteleskop Kepler entdeckt potenziell bewohnbare Exoplaneten

Kepler-Weltraumteleskop

Befindet sich ein Planet zwischen dem Stern, den er umkreist, und der Erde, nimmt die Helligkeit des Sterns von der Erde aus gesehen aufgrund der Sichtbehinderung durch den Planeten leicht ab. Sobald sich der Planet aufgrund seiner Umlaufbahn von der Position zwischen Stern und Erde entfernt, kehrt die Helligkeit des von uns beobachteten Sterns auf ihr normales Niveau zurück. Durch die Beobachtung solcher Helligkeitsänderungen eines Sterns lässt sich feststellen, ob sich um den Stern potenzielle Planeten befinden. Dies ist das Grundprinzip der Transitmethode zur Erkennung von Exoplaneten. Das Kepler-Weltraumteleskop verfügt über ein riesiges CCD-Array, das aus 42 lichtempfindlichen CCD-Elementen besteht. Während der gesamten Mission war das Kepler-Weltraumteleskop auf den Himmelsbereich gerichtet, in dem sich das Sternbild Schwan befindet, und zeichnete kontinuierlich die Helligkeit von 150.000 Sternen nahe dem Zentrum der Milchstraße auf, damit Wissenschaftler nach Hinweisen auf die Existenz von Exoplaneten suchen konnten.

Das Kepler-Weltraumteleskop hat die Existenz von insgesamt 2.300 Exoplaneten bestätigt und 4.500 Himmelskörper als potenzielle Exoplaneten klassifiziert. Als Astronomen Daten des Kepler-Weltraumteleskops analysierten und sammelten, stellten sie überrascht fest, dass es im Weltraum fast überall Planeten gibt. Im Sonnensystem gibt es keine Planeten, deren Größe zwischen der Erde und Neptun liegt, aber es gibt viele solcher Planeten um andere Sterne. Dies zeigt, dass das Universum tatsächlich eine Fundgrube an Planeten ist. Unter diesen Planeten sind jene in der bewohnbaren Zone am wahrscheinlichsten, dass dort Leben vorhanden ist. Die Entfernungen zwischen diesen Planeten und ihren Sternen ermöglichen die Existenz von flüssigem Wasser und schaffen damit die Grundvoraussetzung für die Existenz von Leben, das dem unseren ähnelt.

Am 5. Dezember 2011 entdeckten Astronomen mit dem Weltraumteleskop Kepler erstmals einen Exoplaneten in der bewohnbaren Zone, Kepler-22b, etwa 600 Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Oberflächentemperatur dieses Planeten beträgt etwa 21–22 Grad Celsius und seine Umlaufzeit beträgt etwa 290 Tage, was der Umlaufzeit der Erde sehr ähnlich ist.

In den letzten Jahren gibt es immer wieder Nachrichten über die Entdeckung von „Supererden“. Tatsächlich berichten diese Nachrichtenmeldungen lediglich davon, dass Wissenschaftler einen weiteren Exoplaneten entdeckt haben, der der Erde in einigen Aspekten ähnelt, und bedeuten nicht, dass die Bedingungen dort völlig denen auf der Erde entsprechen. Tatsächlich ist das Vorhandensein von flüssigem Wasser nur eine von vielen Voraussetzungen für die Entstehung von Leben. Wir konnten noch nicht mit Sicherheit bestätigen, dass ein bestimmter Exoplanet völlig für die Existenz von Leben geeignet ist.

Aktiver Emissionsdetektor

Eine weitere Möglichkeit zur Suche nach außerirdischen Zivilisationen besteht darin, aktiv Sonden zu starten, um Informationen über die Erde zu sammeln.

In den 1970er Jahren starteten die Vereinigten Staaten vier Sonden: Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 und Voyager 2. Nachdem sie ihre jeweiligen Erkundungen von Exoplaneten abgeschlossen hatten, flogen diese vier Sonden weiter über das Sonnensystem hinaus. Obwohl die Wahrscheinlichkeit, in den Weiten des Weltraums einer außerirdischen Zivilisation zu begegnen, sehr gering ist, sind die Astronomen und Ingenieure, die sie entwerfen, dennoch auf einen solchen Kontakt vorbereitet. Bei Pioneer 10 und 11 wurde an der Sonde eine Platte aus einer Aluminiumlegierung angebracht, um die außerirdische Zivilisation, die die Sonde gefangen genommen hatte, über ihre Herkunft zu informieren.

Menschliche Informationstafel auf der Pioneer

Im Universum gibt es einen Himmelskörper namens Pulsar. Die größte Besonderheit dieses Himmelskörpers besteht darin, dass er Signale mit sehr stabilen Perioden aussenden kann. Auf den von Pioneer 10 und 11 mitgeführten Aluminiumlegierungsplatten sind 14 Pulsare sowie ihre relativen Positionen zur Sonne gekennzeichnet. Die Strahlungsfrequenzen dieser Pulsare sind einzigartig. Wenn die Zivilisation, die diese Sonde erbeutet hat, über denselben technologischen Stand wie wir verfügte, könnte sie anhand der beobachteten Pulsardaten feststellen, um welche Pulsare es sich handelt und so die Position des Sonnensystems bestimmen. Die schematische Darstellung an der Unterseite der Aluminiumlegierungsplatte verdeutlicht weiter, dass diese Sonde vom dritten Planeten in der Nähe der Sonne stammt, unserer Erde. Die goldenen Scheiben von Voyager 1 und Voyager 2 enthielten umfangreichere Informationen, verwendeten jedoch dieselbe Methode zur Markierung der Erdposition.

Der goldene Plattenspieler an Bord der Voyager

Derzeit werden die universelle Zeiteinheit „Sekunde“ und die Längeneinheit „Meter“ auf der Erde durch gemeinsam entwickelte und weltweit befolgte Standards bestimmt. Offensichtlich ist es unmöglich, Außerirdischen die von Menschen definierten Einheiten zu beschreiben, also dachten die Wissenschaftler erneut darüber nach, natürliche Phänomene zu nutzen, um Einheiteninformationen zu vermitteln. Sie verwendeten ein einfaches Diagramm auf der Scheibe, um das Bild der Spinübergänge innerhalb von Wasserstoffatomen zu veranschaulichen. Nach unserem derzeitigen Verständnis des Universums ist Wasserstoff die häufigste Substanz im Universum und hat die einfachste Atomstruktur. Unter dem Bild befindet sich eine kurze gerade Linie, die im Binärsystem „1“ darstellt. Die Periode dieses Übergangs beträgt 0,704 Nanosekunden und die Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Welle beträgt 21,106 Zentimeter. Diese beiden charakteristischen Größen der Spinübergänge von Wasserstoffatomen werden als Zeit- und Längeneinheiten verwendet, um die Periode von Pulsaren und ihre Entfernung von der Erde anzugeben. Basierend auf unserem derzeitigen Verständnis der materiellen Welt sollte das von Außerirdischen beobachtete Phänomen des Spinübergangs bei Wasserstoffatomen dieselben Eigenschaften aufweisen, und „binär“ ist ein leicht verständlicher mathematischer Ausdruck. Wenn ihr technologisches Niveau mit unserem vergleichbar ist, sollten sie in der Lage sein, die Botschaft zu verstehen, die wir vermitteln möchten.