Neuer Durchbruch bei der Erforschung außerirdischen Lebens: Die „Drake-Gleichung“ könnte zur Lösung beitragen!

Drake-Gleichung entscheidend zur Berechnung der Menge außerirdischen Lebens

Abbildung 1: Dies ist die Spiralgalaxie M74, die vom James Webb-Weltraumteleskop der NASA aufgenommen wurde.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf The Conversation.

Wie viele intelligente Zivilisationen gibt es derzeit in unserer Galaxie? Im Jahr 1961 schlug der Astrophysiker Frank Drake eine Gleichung zur Schätzung der Anzahl intelligenter Zivilisationen in der Milchstraße vor. Er starb am 2. September 2022 im Alter von 92 Jahren. Diese Gleichung, die er in jungen Jahren aufstellte, ist heute berühmt und nach ihm benannt. Drake selbst meinte später, er sei damals „zu jung und zu sorglos“ gewesen.

Seitdem wird die Drake-Gleichung oft mit Gleichungen in Verbindung gebracht, die nach berühmten Physikern wie James Clerk Maxwell und Irving Schrödinger benannt sind. Im Gegensatz dazu sind in der Drake-Gleichung keine Naturgesetze enthalten. Stattdessen werden die unbekannten Wahrscheinlichkeiten zu einer einzigen Schätzung kombiniert.

Egal, welche vernünftigen Werte Sie in die Drake-Gleichung einsetzen, wir werden zu dem Schluss kommen, dass wir nicht die einzige Lebensform im Universum sind. Drake hat sein Leben damit verbracht, nach außerirdischem Leben zu suchen. Aber gibt uns seine Gleichung wirklich irgendwelche Hinweise?

Abbildung 2: Erweiterung der Drake-Gleichung.

Die Drake-Gleichung sieht kompliziert aus, aber ihr Prinzip ist eigentlich sehr einfach. Darin heißt es, dass in einer Galaxie, die ähnlich lange existiert wie unsere, die Anzahl intelligenter Zivilisationen, die per Funk mit uns kommunizieren können, ihrer Entwicklungsrate multipliziert mit ihrer durchschnittlichen Lebenserwartung entsprechen muss.

Die Berechnung auf die Wachstumsrate der Zivilisation zu konzentrieren, mag spekulativ erschienen sein, doch Drake erkannte, dass die Berechnung in überschaubarere Teile zerlegt werden konnte.

Er zeigte, dass die Gesamtrate gleich der Sternentstehungsrate in der Milchstraße multipliziert mit dem Anteil der Sterne, die Planeten haben, multipliziert mit der durchschnittlichen Anzahl lebensfreundlicher Planeten pro Sternensystem mit Planeten, multipliziert mit dem Anteil der Planeten, die tatsächlich Leben unterstützen, multipliziert mit dem Anteil der Planeten, auf denen intelligentes Leben entsteht, und multipliziert mit dem Anteil der Planeten, auf denen Zivilisationen mit Funkverbindung existieren.

Kniffliger Wert

Frank Drake

Nachdem Drake seine Formel erstmals vorgeschlagen hatte, erhielt er ein Ergebnis, an dem er nicht zweifeln konnte: Die Sternentstehungsrate betrug etwa 30 Sterne pro Jahr.

In den 1960er Jahren gab es keine Beweise für die Existenz anderer Sterne, die von Planeten umkreist werden, und selbst die Vermutung, dass „jeder zehnte Stern einen solchen Stern haben könnte“, schien zu optimistisch. Seit den 1990er Jahren führen wir Langzeitbeobachtungen von Exoplaneten durch, und erst in diesem Jahrhundert machten wir die bedeutende Entdeckung, dass die meisten Sterne von Planeten umkreist werden.

Der gesunde Menschenverstand legt nahe, dass in den meisten Mehrplanetensystemen Planeten im richtigen Abstand zu ihren Sternen eine hohe Wahrscheinlichkeit haben, Leben zu beherbergen. Beispielsweise ist die Erde der Planet im Sonnensystem, der das Leben hervorbrachte. Darüber hinaus ist es sehr wahrscheinlich, dass es auf dem Mars in der Vergangenheit Leben gab – und möglicherweise sogar bis heute existiert.

Heute wissen wir auch, dass es für die Erhaltung des Lebens nicht notwendig ist, dass die Oberfläche eines Planeten die richtige Temperatur aufweist, damit Wasser in flüssiger Form existieren kann. In den inneren Ozeanen von Planeten mit eisbedeckten Oberflächen könnte Leben existieren, das eher durch die durch Radioaktivität oder Gezeiten erzeugte Wärme als durch Sonnenlicht ermöglicht wird.

Beispielsweise gibt es zwischen Jupiter und Saturn mehrere Monde, die dafür in Frage kommen. Und wenn wir davon ausgehen, dass Satelliten das Potenzial haben, Leben zu beherbergen, liegt die durchschnittliche Anzahl bewohnbarer Körper pro Planetensystem bei über eins.

Die Terme auf der rechten Seite der Drake-Gleichung bleiben jedoch offen. Manche Menschen glauben, dass in jeder geeigneten Umgebung Leben entstehen kann, wenn wir auf einer Skala von Millionen von Jahren rechnen.

Dies bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Leben tatsächlich existiert und fortbesteht, nahezu gleich 1 ist. Manche Menschen glauben auch, dass die Entstehung des Lebens tatsächlich ein äußerst seltenes Ereignis sein könnte, da wir noch immer keine Beweise für die Existenz von Leben außerhalb der Erde haben.

Wird alles Leben irgendwann Intelligenz entwickeln? Dieser Prozess erfordert möglicherweise zunächst, dass der Organismus das mikrobielle Stadium verlässt und sich zu einem mehrzelligen Organismus entwickelt.

Es gibt Hinweise darauf, dass sich auf der Erde mehr als einmal Mehrzelligkeit entwickelt hat. Daher stellt die Mehrzelligkeit möglicherweise kein Hindernis für die Evolution dar. Einige haben jedoch darauf hingewiesen, dass mehrzelliges Leben, das sich auf der Erde zu einer „richtig intelligenten Spezies“ weiterentwickelte, nur einmal auftrat und auf galaktischer Ebene selten sein könnte.

Intelligenz ist ein Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Arten und es ist wahrscheinlicher, dass sich Arten mit Intelligenz weiterentwickeln, aber wir sind uns über diese Spekulation noch nicht sicher.

Könnte intelligentes Leben die Technologie bis zur Funkkommunikation weiterentwickeln und sie (zufällig oder absichtlich) im ganzen Universum verbreiten? Für Oberflächenbewohner wie uns vielleicht, für die Bewohner der inneren Ozeane einer eisigen Welt ohne Atmosphäre ist die Wahrscheinlichkeit jedoch gering.

Das Fermi-Paradoxon fragt: „Wo sind all die Außerirdischen?“

Wie lange kann die Zivilisation bestehen?

Wie lange existiert eine erkennbare Zivilisation durchschnittlich? Unser Fernsehsender erforscht die Erde seit den 1950er Jahren und kommt zu dem Schluss, dass die durchschnittliche Existenzdauer einer erkennbaren Zivilisation mindestens 70 Jahre beträgt.

Insgesamt gesehen könnte die durchschnittliche Lebensdauer einer erkennbaren Zivilisation jedoch durch ihren eigenen Untergang (wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass unsere Zivilisation noch weitere 100 Jahre besteht?), durch ihren eigenen Verzicht auf Radiosendungen aufgrund der Entwicklung des Internets oder durch ihr bewusstes Schweigen von Sendungen aus Angst vor feindlichem galaktischen Leben eingeschränkt sein.

Es macht wirklich Spaß, die Zahlen selbst zu berechnen! Wenn eine Zivilisation länger als 1.000 Jahre besteht, liegt die Zahl der nachweisbaren Zivilisationen wahrscheinlich über hundert. In einem Interview aus dem Jahr 2010 sagte Drake, seine beste Schätzung für die Zahl der nachweisbaren Zivilisationen liege bei etwa 10.000.

Wir erfahren jedes Jahr mehr über Exoplaneten und treten in eine Ära ein, in der es zunehmend möglich wird, die Zusammensetzung ihrer Atmosphären zu messen und so Hinweise auf Leben zu finden.

Wir hoffen, dass wir in den nächsten ein bis zwei Jahrzehnten zuverlässigere Schätzungen über den Anteil erdähnlicher Planeten erhalten, auf denen das Leben entstand.

Wir werden vielleicht kein Leben in den inneren Ozeanen entdecken, aber wir können hoffen, durch die Erforschung von Monden wie Jupiter, Saturn und Uranus Erkenntnisse zu gewinnen oder sogar tatsächlich Signale von außerirdischer Intelligenz zu empfangen.

Ungeachtet dessen hat Frank Drakes Gleichung viele Forschungsbereiche inspiriert und wird uns auch weiterhin eine zum Nachdenken anregende Perspektive bieten. Dafür sollten wir dankbar sein.

VON: David Rothery

FY: Den Mond zurückbringen

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