Sind Menschen die einsamsten Staubkörner im Universum? Diese romantischen Reisen in die Weltraumforschung werden Ihnen die Antwort geben

Ob Sie es glauben oder nicht, ich bin fest davon überzeugt, dass es in den Tiefen des fernen Universums Menschen wie uns geben muss. Wenn wir unser Teleskop auf eine Ecke des Himmels richten, sind dort vielleicht Außerirdische, die ebenfalls nach uns suchen.

1. Wo sind sie?

In den 1950er Jahren stellte der Physiker und Nobelpreisträger Enrico Fermi einmal eine Hypothese auf: Selbst wenn im uralten und riesigen Universum nur ein winziger Teil der Planeten intelligentes Leben entwickelt hätte, müsste es im Universum unzählige Zivilisationen geben. Warum haben wir also keine anderen Zivilisationen beobachtet? Wo sind sie alle? Dies ist das berühmte Fermi-Paradoxon, auch bekannt als „Fermi-Paradoxon“.

Da die Erforschung des Universums immer gründlicher wird, konzentrieren sich Wissenschaftler auch auf die Forschung und Signalerfassung außerhalb des Sonnensystems. In den Jahren 1972 und 1973 starteten die Vereinigten Staaten zwei Planetensonden, Pioneer 10 und Pioneer 11. Sie sind alle mit einer vergoldeten Aluminiumplatte ausgestattet, auf der Informationen aufgedruckt sind, beispielsweise Zeit- und Entfernungseinheiten, die Position des Sonnensystems im Universum sowie Aussehen und Größe von Männern und Frauen. Dies kann als die repräsentativste „Visitenkarte der Erde“ angesehen werden und es ist auch das erste Mal, dass Menschen eine für Außerirdische vorbereitete Informationstafel auf einer Sonde angebracht haben.

Es flog zusammen mit Pioneer 10 und 11 in die Tiefen des Universums, in der Hoffnung, dass Außerirdische es eines Tages entdecken und zum Verständnis der menschlichen Intelligenz nutzen würden.

Bildnachweis: NASA

Obwohl die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, scheinen Menschen dieses romantische Gefühl besonders zu mögen, so als würde man eine Flasche am Strand treiben lassen und sie auf dem Meer treiben lassen, bis die „auserwählte Person“ sie aufhebt.

2. „Grüße von den Kindern des Planeten Erde.“

Im Jahr 1977 war es dann soweit. Die „geometrische Anordnung“ der Planeten, die nur alle 176 Jahre vorkommt, brachte die Menschheit auf neue Ideen über die „driftende Flasche“[1] und so begann eine romantische Erkundungsmission. Die NASA entwarf zwei identische Raumfahrzeuge, Voyager 1 und Voyager 2, und bereitete eine vergoldete Kupferplatte mit einer Grammophonnadel aus Diamant im Inneren vor, was bedeutet, dass die Klangqualität dieser Platte auch nach einer Milliarde Jahren noch dieselbe sein wird. Die Aufzeichnung enthält die folgenden Informationen: 12 Minuten Sprachintegration, einschließlich Küsse, Babyweinen usw.; Grüße aus verschiedenen Ländern, darunter Grüße vom damaligen UN-Generalsekretär Kurt Waldheim und dem damaligen US-Präsidenten Carter; 116 Fotos, die die menschliche Wissenschaft, die Zivilisation und uns selbst abdecken, und das interessanteste sind die Gehirnwellen von Ann Druyan, einem Teammitglied, das zu dieser Zeit noch in die Süße der Liebe versunken war – man kann sagen, dass diese Gehirnwelle den primitivsten romantischen Herzschlag aufzeichnet, den die Liebe dem universellen Menschen bringt. Die Platte enthält außerdem bis zu 90 Minuten Musik, darunter Ausschnitte aus japanischen Dramen, peruanische Hochzeitslieder und klassische Stücke berühmter Musiker wie Bach, Beethoven und Mozart. Erwähnenswert ist, dass es ein chinesisches Guqin-Stück namens „Liu Shui“ gibt. Diese ätherische chinesische Musik scheint einen einsamen Reisenden darzustellen, der durch das weite Meer der Sterne segelt und hofft, dass ein intelligentes Wesen es entdecken und seine Geheimnisse lüften kann. Dies entspricht genau der Szene „Suche nach einem Seelenverwandten zwischen Bergen und fließenden Gewässern“.

Voyager 1 wird mit einer Rakete ins All geschossen. Bildnachweis: NASA

Die Reise der Sonde Voyager 2 begann am 20. August 1977, 16 Tage nach dem Start von Voyager 1. Im März 1979 statteten sie Jupiter einen Besuch ab; Im November 1980 statteten sie dem Saturn einen Besuch ab... Bei ihren Flügen gelang ihnen ein wundersamer Erfolg nach dem anderen. Die Ingenieure und Wissenschaftler des Missionsteams tun ihr Bestes, um die Strecke weiter zu machen als ursprünglich geplant. Nach Abschluss seines Vorbeiflugs an Saturn am 20. November 1980 begann Voyager 1 eine erweiterte Mission: die Erforschung der Region und der Grenzen der Heliopause.

Der Große Rote Fleck des Jupiters, fotografiert von Voyager 2.

Bildnachweis: NASA/JPL

Auf einer anderen Flugbahn besteht die Mission von Voyager 2 darin, Uranus und Neptun sowie einige ihrer Satelliten weiter zu besuchen. Dies ist die einzige Gelegenheit in der Menschheitsgeschichte, Uranus und Neptun aus der Nähe zu beobachten.

Foto von Neptun, aufgenommen von Voyager 2

Bildnachweis: NASA/JPL

Im Jahr 1990 beauftragten Wissenschaftler Voyager 1 mit einer sehr romantischen Mission: Sie sollte ein Gruppenfoto mehrerer großer Planeten des Sonnensystems aufnehmen. Diese Aufgabe erinnert mich immer an das Gedicht aus der Tang-Dynastie: „Wenn ich auf Chang'an zurückblicke, sehe ich Berge von Stickereien, eine isolierte Stadt, umgeben von Tausenden von Bergen. Warum sollte die Qiang-Flöte die Weiden beschuldigen, wenn die Frühlingsbrise den Yumen-Pass nicht erreicht?“ Oder wenn wir Voyager mit einer Reisenden vergleichen, die nach einer langen dreizehnjährigen Reise ein völlig unerforschtes Universum vor sich sieht, sollte ihre Stimmung zu diesem Zeitpunkt sein: „Ich fordere Sie auf, noch ein Glas Wein zu trinken, denn westlich von Yangguan wird es keine Freunde geben!“

Am 14. Februar 1990 richtete sich Voyager 1 etwa 6 Milliarden Kilometer von der Erde entfernt auf die Sonne und machte 60 Bilder, wodurch eines der ikonischsten Fotos des Weltraumzeitalters entstand.

Von links nach rechts: Jupiter, Erde, Venus, Saturn, Uranus und Neptun.

Bildnachweis: NASA/JPL

Die Erde ist auf dem Foto nur ein unscheinbarer kleiner Sternfleck im Sonnenlicht, der in der grenzenlosen Dunkelheit schwebt. Dies ist das berühmte Foto, das später „Pale Blue Dot“ genannt wurde und auch zu einer der klassischen Szenen im Film „The Wandering Earth 2“ wurde.

Schwacher blauer Punkt[2].

Bildnachweis: NASA

3. Auch wenn wir uns verabschieden müssen

Die größte Leistung von Voyager war natürlich sein Flug aus dem Sonnenwind bzw. der Heliosphäre im Jahr 2012. Mit Temperaturen von Hunderttausenden oder sogar Millionen Grad Celsius ist die äußere Atmosphäre der Sonne viel heißer als ihre „Oberflächentemperatur“ von einigen Tausend Grad Celsius – wie frittiertes Eis oder wie Dampf, der aus einem Topf mit kochendem Wasser aufsteigt. Die Sonne „bläst“ kontinuierlich geladene Teilchen aus, um den Sonnenwind zu bilden. Der Bereich, in dem sich der Sonnenwind ausbreitet, ist die Heliosphäre, die wie eine riesige Blase aussieht, die die Sonne und acht Planeten umhüllt. Im Raum innerhalb der Heliosphäre stammt die meiste Materie von der Sonne, während der interplanetare Raum außerhalb der Heliosphäre mit Hintergrundmaterie aus der Milchstraße gefüllt ist. Das Sonnensystem ist nicht stationär; Es bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von mehr als 220 Kilometern pro Sekunde um das Zentrum der Milchstraße. Der Bewegungsrichtung der Sonne folgend, überquerten Voyager 1 und 2 nacheinander die Grenze zwischen der Stoßwelle und dem Sonnenwind und drangen in den interstellaren Raum ein[3]. Dies war das erste Mal in der Menschheitsgeschichte, dass ein ordnungsgemäß funktionierendes Raumschiff den interstellaren Raum erreichte, und auch das erste Mal, dass Materie und Felder in dieser Region vor Ort nachgewiesen wurden.

Schematische Darstellung der räumlichen Lage von Voyager 1 und Voyager 2.

Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech 2012 August

Im Januar und April 2013 zeichnete Voyager 1 zwei heftige Begegnungen zwischen Sonnenwindpartikeln und Partikeln des interstellaren Mediums auf. Nach wiederholten Modellsimulationen gab die NASA am 12. September 2013 bekannt, dass Voyager 1 die Heliopause überschritten hatte. Sechs Jahre später war Voyager 2 die zweite Sonde in der Geschichte, die diese Grenzschicht durchquerte. Die Wissenschaftler stellten überrascht fest, dass die Materiedichte im interstellaren Raum tatsächlich höher ist als die im Sonnenwind. Bis heute ist dies ein ungelöstes Rätsel.

In meinem Herzen hoffe ich immer, dass sie weiter funktionieren können, aber da Voyager älter wird, haben Wissenschaftler einige Instrumente abgeschaltet, um Energie zu sparen. Doch vor Kurzem kam die Nachricht, dass Voyager 1 nicht mehr normal kommunizieren könne und stattdessen begonnen habe, unlogische, verstümmelte Codes zu senden, so als würde ein sterbender alter Mann anfangen, „Unsinn“ zu reden. Auch die jüngste Kommandorückmeldung von Voyager 2 liegt drei Jahre zurück. Während ihrer über 40-jährigen Raumfahrt kam es bei beiden Sonden zu unerwarteten Kommunikationsausfällen und sie sind zudem weit über ihre ursprünglichen Ziele hinaus gereist. Obwohl das technische Team hart an der Reparatur gearbeitet hat und hofft, erneut Wunder zu vollbringen, ist es absehbar, dass sie eines Tages wieder verstummen und sich tatsächlich in eine Weltraumflasche verwandeln werden, die darauf wartet, von außerirdischem Leben entdeckt zu werden.

Werden diese beiden vergoldeten Schallplatten in Zukunft tatsächlich eine Brücke für die interstellare Kommunikation bilden? Es bleibt ein ungelöstes Rätsel. Obwohl wir so klein sind wie „ein Staubkorn in der Sonne“, trägt diese „Visitenkarte der Erde“ im riesigen Universum die Neugier und ewige Erwartung der Menschheit in Bezug auf das Unbekannte des Universums in sich.

Notiz:

[1] In den 1960er Jahren beobachteten Wissenschaftler, dass Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun in den späten 1970er und frühen 1980er Jahren einen langen Bogen mit der Erde bilden würden. Ein Raumschiff würde nur eine kleine Menge Treibstoff benötigen, um Kurskorrekturen vorzunehmen, und in der übrigen Zeit könnte es die Schwerkraft der Planeten zur Beschleunigung nutzen, sodass ein einzelnes Raumschiff die vier Gasriesen besuchen könnte. Diese geometrische Anordnung der Planeten kommt nur alle 176 Jahre einmal vor.

[2] Das tatsächlich im Film verwendete Bild war eine „überarbeitete“ Version des von der NASA im Jahr 2022 veröffentlichten Fotos, bei dem die Helligkeitsstufen und Farben angepasst wurden, um den Bereich mit der Erde hervorzuheben.

[3] Es gibt viele Möglichkeiten, die Grenzen des Sonnensystems zu definieren. Daher kann man die Aktionen der Voyager streng genommen eher als das Eindringen in den interstellaren Raum beschreiben und nicht als das Verlassen des Sonnensystems.

Autor: Liu Yong, Botschafter für die Popularisierung der chinesischen Weltraumwissenschaft, Direktor des Wissenschaftspopularisierungsausschusses der Chinesischen Gesellschaft für Weltraumwissenschaft

Gutachter: Zhou Xuzhi, Forscher, School of Earth and Space Sciences, Peking University

Produziert von: Science Popularization China

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