SETI – die Suche nach außerirdischen Zivilisationen

(Das ist nur eine kleine Leseprobe aus meinem Buch "Astrobiologie")

Die alten Römer benutzten das Wort speculari immer dann, wenn sie ihren Blick von einem erhöhten Standpunkt aus in die Ferne haben schweifen lassen. Daraus entstand im Deutschen das Wort „spähen“, aus dem sich wiederum der Begriff „Spekulation“ ableitet, welcher im Folgenden nichts weiter als eine nicht als beweisbar geltende Aussage bezeichnen soll. Er ist in diesem Sinn quasi ein philosophisch angehauchtes Synonym für eine „Hypothese“, über deren Wahrheitsgehalt sich bekanntlich manchmal trefflich streiten lässt. Der Grund dafür ist die weitgehend fehlende rationale Basis, welche eine Hypothese von einer Theorie unterscheidet. Oder wie es Emmanuel Kant (1724-1804) einmal so treffend ausgedrückt hat: 

„Eine theoretische Erkenntniß ist speculativ, wenn sie auf einen Gegenstand oder solche Begriffe von einem Gegenstande geht, wozu man in keiner Erfahrung gelangen kann.“ 

Spekulative Fragestellungen haben aber ohne Zweifel die Menschheit immer wieder vorangebracht, in dem sie Ausgangspunkte für wissenschaftliche Theorien wurden. Denn viele von ihnen konnten im Laufe der Zeit bewiesen werden. Aber genauso viele wurden letztendlich als falsch erkannt und einige, besonders Grundlegende (z. B. die Frage, ob es einen freien Willen gibt oder die Frage, ob sich die Existenz (oder Nichtexistenz) von Gott logisch beweisen lässt), beschäftigen uns noch heute. Dazu gehört auch die Frage, die ein Gegenstand des vorliegenden Buches ist: „Was ist Leben und wie entsteht es?“. Wir ahnen zwar, dass die Frage nach der Entstehung des Lebens, „wie wir es kennen“, grundsätzlich auf wissenschaftlicher Basis beantwortbar ist. Nur ist es bis heute noch niemanden gelungen. Und wenn man die von Karl Popper (1902-1994) formulierten Bedingungen für eine wissenschaftlich fundierte Theorie zugrunde legt, kann man auch nicht sicher sein, ob diese Frage überhaupt jemals abschließend im Sinne einer „wissenschaftlichen Wahrheit“ beantwortet werden kann. Andererseits ist das für ein Selbstverständnis des Menschen aber auch gar nicht unbedingt notwendig. Hier reicht die Überzeugung aus, dass eine Abiogenese grundsätzlich möglich ist, wenn die Bedingungen „stimmen“ (was das auch immer heißen mag), und man deshalb nicht auf etwas „Übernatürliches“ ausweichen muss. 

Kurz gesagt, es gibt Dinge zwischen Himmel und Erde, die wahrscheinlich wahr sind, die sich aber (noch) nicht beweisen lassen. 

Zwar gilt die Wissenschaft prinzipiell als „frei“ und man geht stillschweigend davon aus, dass sie für jede vernünftige Idee offen ist. Das bedeutet aber noch lange nicht, dass in ihren Reihen das „Undenkbare“ auch immer offen diskutiert werden kann. Um aber auch unkonventionellen Ideen, soweit sie nicht von vornherein völlig absurd erscheinen, eine ernsthafte Plattform zu geben, wurde 1997 von James Lee Byars (1932-1997) und John Brockman die Plattform „Edge“ gegründet. Zu ihrer Tradition gehört es, jedes Jahr ausgewählten und mehr oder weniger bekannten Wissenschaftlern, Künstlern und anderen Intellektuellen eine ganz spezielle Frage vorzulegen, die „Edge“-Frage, mit der Bitte, darüber (und zwar unentgeltlich) einen kurzen Essay zu verfassen. Und viele der angesprochenen Personen tun das auch, was zu hoch interessanten Einsichten weitab des Mainstreams der Meinungen führt, wie ein Blick auf die Webseite der Edge Foundation zeigt (www.edge.org). Eine typische Edge-Frage ist beispielsweise die Frage des Jahres 2008:

"When thinking changes your mind, that's philosophy.

When God changes your mind, that's faith.

When facts change your mind, that's science.

WHAT HAVE YOU CHANGED YOUR MIND ABOUT? WHY?

Science is based on evidence. What happens when the data change? How have scientific findings or arguments changed your mind?"

Diese Frage kann man, wenn man möchte, mit der Edge-Frage des Jahres 2006 verbinden, die da lautet:

WHAT IS YOUR DANGEROUS IDEA?

The history of science is replete with discoveries that were considered socially, morally, or emotionally dangerous in their time; the Copernican and Darwinian revolutions are the most obvious. What is your dangerous idea? An idea you think about (not necessarily one you originated) that is dangerous not because it is assumed to be false, but because it might be true?

Was haben diese Fragen mit dem Thema meines Buches über Astrobiologie zu tun? Die Frage, die sich auf die banale Form „Sind wir allein im All?“ bringen lässt und deren Suche nach Antwort die Astrobiologie nicht unwesentlich motiviert, ist durchaus eine der angesprochenen „gefährlichen Fragen“ – insbesondere dann, wenn ihre Beantwortung auf „Ja“ hinauslaufen sollte. Dabei sind mit „wir“ lebende Wesen gemeint, die in der Lage sind, sich selbst bewusst zu werden, Sozietäten zu gründen, die eine auf Wissenschaft beruhende technologische Entwicklung einschlagen und auf diese Weise in die Lage versetzt werden, sich im Universum überhaupt bemerkbar zu machen. Die Menschheit ist gerade dabei, dafür die Grundlagen zu schaffen. Ob es ihr gelingen wird, ist aufgrund der vielfältigen Probleme, die noch auf sie warten, alles andere als sicher (s. z. B. (Rees, 2003)).

Die empirischen Grundlagen zur Beantwortung der Frage, ob es außer auf der Erde noch irgendwo im Weltall (in erster Linie in unserer Milchstraße) „Leben“ im Allgemeinen und „außerirdische Intelligenzen“ im Besonderen gibt, sind streckenweise sehr, wenn nicht sogar äußerst dünn. Andererseits klärt sich immer mehr der Nebel um die Fragen, wie „Leben“ im Detail funktioniert, wie es auf der Erde entstanden sein könnte (auch auf diese Frage steht die Antwort noch aus) und nach welchen Prinzipien es sich über Jahrmillionen hinweg entwickelt hat. Mit einem Wort, ganz wesentliche Erkenntnisse zu dem hier diskutierten Thema kommen von den Biologen, noch genauer gesagt, von den Evolutionsbiologen. Eine ihrer wichtigsten und für die meisten Menschen verstörende Einsicht ist die, dass es in der biologischen Evolution nirgendwo ein Ziel gibt. Zu jedem Zeitpunkt wird das große Spiel des Lebens neu ausgewürfelt und jede Art muss sich neu bewähren, um weiter existieren zu können - oder unterzugehen. Der Mensch als „Krone der Schöpfung“ ist nach allem was man bis heute über Evolution gelernt hat, nichts weiter als ein Zufallsprodukt einer Entwicklung, die, nur rückwärts betrachtet, als irgendwie folgerichtig erscheinen mag. Er repräsentiert nur eine der vielen Millionen Entwicklungslinien, die es auf ihrem Weg durch die Zeit bis „heute“ geschafft haben, wie das Tagpfauenauge, der Haussperling, die Mohnblume, das Pantoffeltierchen, der Mammutbaum oder die Oryx-Antilope. Sie alle waren gleich erfolgreich im Kampf ums Dasein. Ansonsten gäbe es sie nicht. Ob sie auch in der Zukunft weiterhin erfolgreich bleiben und damit überleben werden, dafür gibt es keinerlei Garantien. Und das gilt natürlich genau so für den Menschen als biologisches Objekt. Er hat durch seine speziellen Fähigkeiten sogar selbst das Potenzial erschaffen, sich aus der Geschichte des Lebens hinauszukatapultieren. Eine in diesem Zusammenhang durchaus „gefährliche“ Frage ist, ob das, was wir gemeinhin als „Intelligenz“ bezeichnen, vielleicht sogar ein begrenzender Faktor für technologische Zivilisationen ist, wie gelegentlich schon hier und da mehr oder weniger begründet vermutet wurde …

Die Entstehung von Leben ist selbstverständlich erst einmal eine Grundvoraussetzung für die Entwicklung „intelligenten“ Lebens (in dem hier diskutierten Sinn heißt das, „mindestens so intelligent wie wir“. Auch Delphine, Kolkraben und Bonobos sind auf ihre Weise intelligent - und natürlich auch mein Kater „Humpel“). Aber „intelligentes“ Leben entwickelt sich nach allem, was die Wissenschaft bis heute zusammengetragen hat, keineswegs zwangsläufig. Auf der Erde hat es ca. 3,6 Milliarden Jahre gedauert, in denen außer den Hominiden nicht eine Gattung von Lebewesen auch nur in die Nähe einer kulturellen, geschweige denn technologischen Entwicklung gekommen ist. Und auch der Mensch wäre beinahe vor 70000-80000 Jahre wieder von der Bildfläche verschwunden, wie sich anhand eines sogenannten „genetischen Flaschenhalses“ beweisen lässt. Ursache dafür war wahrscheinlich der Ausbruch des Supervulkans Toba auf Sumatra, dessen klimatischen Auswirkungen die damalige Population des Homo sapiens auf gerade einmal einige Tausend Individuen hat schrumpfen lassen (s. z. B. (Ambrose, 1998)). Andererseits weiß natürlich niemand genau, ab welcher Organisationsstufe und unter welchen Selektionsbedingungen sich Bewusstsein (als eine Voraussetzung für so etwas wie Kultur) überhaupt entwickelt, da man in dieser Beziehung natürlich nur den singulären Fall des irdischen Lebens als Beispiel zur Verfügung hat. Im Kontext der synthetischen Evolutionstheorie (s. z. B. (Mayr, 2001)) lässt sich jedenfalls kein „Endziel“ (z. B. in Form von selbstbewussten, denkenden Wesen, welcher Art auch immer) ableiten. Und noch etwas sollte zu denken geben, der Zeitfaktor. Auch hier drängt sich am Beispiel der Entwicklung des irdischen Lebens die Vermutung auf, dass allein schon die Entstehung mehrzelligen Lebens vielleicht gar nicht so selbstverständlich ist. Von dem Zeitpunkt an, als die chemische Evolution begann (d.h. vor 4,1 - 3,8 Ga), bis zum Auftauchen der ersten Metabionta (Gabonionta) im mittleren Präproterozoikum (d. h. vor 2,1 Millionen Jahren) vergingen fast 2 Milliarden Jahre. Nach ihrer kurzen Diversifikationsphase von wenigen Millionen Jahren scheinen sie aber schnell wieder ausgestorben zu sein. Die ersten „dauerhaften“ Mehrzeller datieren erst wieder in das Ediacarium, wobei von da an die Entwicklung zum Menschen nur noch etwa 600 Millionen Jahre benötigte … Aber auch diese Entwicklung ist, im Nachhinein betrachtet, alles andere als vorgegeben. Oder wie es Stephen Jay Gould (1941-2002) einmal ausgedrückt hat: Wenn im Kambrium Pikaea (die älteste bekannte Urform der Schädellosen (Cephalochordata), aus der sich alle Tiere mit Innenskelett (Wirbeltiere) entwickelt haben) ausgestorben wäre, gäbe es heute weder Hering noch Mensch. Denn nach diesem Zeitpunkt (542-488 Ma) entstanden so gut wie keine neuen Tierstämme mehr (die taxonomische Einheit „Stamm“ repräsentiert jeweils einen grundlegenden Bauplan von Lebewesen). Die Entwicklung des Lebens wäre ganz anders verlaufen, und heute würden vielleicht Tiere mit Außenskelett die komplexesten Lebewesen auf der Erde darstellen. Sie wären sicherlich in der Lage gewesen „Staaten“ zu bilden (wie z. B. die Ameisen und Termiten), aber ob sie mit dem Handicap eines starren Außenskeletts auch eine technologische Entwicklung eingeschlagen hätten, bleibt der Fantasie von Science-Fiction-Autoren überlassen. Und noch eine Frage soll im Rückblick erlaubt sein. Was wäre wohl gewesen, wenn vor 65 Millionen Jahren die Dinosaurier nicht durch einen Meteoriteneinschlag umgekommen wären? Hätten dann die Säugetiere auch ca. einige Millionen Jahre später eine enorme Radiation durchmachen können, aus der schließlich der Mensch hervorgegangen ist? Gäbe es ansonsten vielleicht heute anstelle von uns „intelligente“ Dinosaurier (oder ihre Nachfahren) auf der Erde? Oder wie es Stephen Jay Gould (1941-2002) in einer seiner vielen intelligenten Essays ausgedrückt hat:

Hätte nicht der Himmelskörper ihre (der Dinosaurier, d.V.) blühende Vielfalt zunichte gemacht, wären sie vielleicht heute noch am Leben (Warum nicht? Es war ihnen 100 Millionen Jahre lang gut gegangen, und in der Erdgeschichte sind seitdem erst wieder 65 Millionen Jahre hinzugekommen). Gäbe es die Dinosaurier noch, wären die Säugetiere mit ziemlicher Sicherheit klein und unbedeutend (wie während der hundertmillionenjährigen Herrschaft der Dinosaurier). Und wenn Säugetiere klein, in ihren Möglichkeiten beschränkt und nicht mit Bewusstsein ausgestattet sind, entstehen daraus sicher keine Menschen, die ihre Gleichgültigkeit zum Ausdruck bringen können. Oder die ihre Söhne Peter nennen. Oder die über Himmel und Erde staunen. Oder die über das Wesen der Wissenschaft und die richtige Beziehung zwischen Tatsachen und Theorie nachgrübeln. Sie wären zu dumm, es zu versuchen; zu sehr damit beschäftigt, sich die nächste Mahlzeit zu verschaffen und sich vor dem bösen Velociraptor zu verstecken.

Solche „was wäre, wenn …“ Fragen – also Fragen der Art „was wäre, wenn vor 65 Millionen Jahren kein Himmelskörper auf der Erde eingeschlagen wäre“ – sind durchaus legitim. Denn sie vermitteln ein Gefühl für Wahrscheinlichkeiten auch dann, wenn ansonsten belastbare statistische Daten fehlen – in diesem Fall für die Wahrscheinlichkeit, dass irgendwann in einem Evolutionsbaum intelligente Wesen auftauchen, die eine kulturell-technologische Entwicklung einschlagen und dadurch erst interstellarer Kommunikation fähig werden. 

Um also einigermaßen seriös einschätzen zu können, wie häufig (nicht wahrscheinlich) „intelligentes Leben“ im Kosmos ist, welches eine kulturell-technologischen Entwicklung eingeschlagen hat („außerirdische Zivilisation“), muss man zuerst eine Antwort auf einige spezielle Fragen finden, was aber ohne weitere „Beispiele“ für „außerirdische Zivilisationen“ kaum oder nur mit großen Unsicherheiten zu bewerkstelligen ist. Dabei handelt es sich weniger um Fragen aus dem Umfeld der Astronomie, sondern vielmehr um Fragen aus dem Umfeld der Biologie. Bei schätzungsweise 10^9 bis 10^10 potentiell bewohnbarer Planeten allein in unserer Milchstraße sollte es genügend Planeten geben, wo das Wunder des Lebens Fuß gefasst hat. Die erste Frage, die sich hier stellt, ist die Frage, unter welchen Umständen und in welcher Zeitskala sich aus einzelligem Leben Mehrzelliges entwickelt. Die zweite Frage hängt mit der Emergenz von „Intelligenz“ zusammen, einer speziellen kognitiven Fähigkeit, die ab einem bestimmten Komplexitätsgrad zur Selbstreflektion und zu Selbstbewusstsein führt und so unter gewissen Voraussetzungen das Entstehen von Zivilisationen ermöglicht. Intelligenz allein reicht dazu nicht aus. Angenommen, ein Delfin hätte die gleichen (oder sogar höhere) kognitive Fähigkeiten als der moderne Mensch. So bleibt ihm doch wegen seiner, aus seinem Körperbau resultierenden eingeschränkten Möglichkeiten, die „Welt aktiv zu verändern“, der Weg zu einer technologischen Zivilisation verwehrt. Intelligentes Verhalten hat sich durchaus mehrfach im Tierreich entwickelt – und nicht nur bei „warmblütigen“ wie Vögel oder Säugetiere. Das Beispiel vom „Delfin“ zeigt, das weitere „Fähigkeiten“ hinzukommen müssen, damit ein damit ausgestattetes Wesen seine Umwelt gezielt und bewusst gestalten kann. Das betrifft u. a. die Evolution einer syntaktisch-grammatikalischen Sprache (mit den dazugehörigen stimmlichen Fähigkeiten) sowie deren Schriftform, um Information auch unabhängig vom Individuum effektiv bewahren zu können (eine Voraussetzung für Kultur). Das betrifft aber auch die Fähigkeit, mit „der Hände Arbeit“ (besser lässt es sich nicht umschreiben“), die „Welt“ nach eigenem Gustus zu verändern – mit der potentiellen Möglichkeit, zivilisatorisch eine auf Mathematik und Naturwissenschaften beruhende technologische Entwicklung einschlagen zu können. Wie hoch die Wahrscheinlichkeit dafür ist, lässt sich seriös kaum abschätzen. Denn selbst die Entstehung einer „Zivilisation“ garantiert noch lange nicht, dass sie während ihrer Existenzdauer den Weg zu Wissenschaft und Technik (im heutigen Sinn) findet, wie man an vielen Beispielen hier auf der Erde durchaus zeigen kann.

Und die dritte Frage, die hier eine Rolle spielt (insbesondere auch in Hinblick auf eine mögliche Auflösung des Fermi-Paradoxons), ist die Frage, wie lange im Schnitt eine technologische Zivilisation existent ist oder ob sie vielleicht schon nach relativ kurzer Zeit an inneren Konflikten oder an Ressourcenmangel zugrunde geht. 

Was das Auftauchen des Merkmals „Intelligenz“ in einem Evolutionsbaum betrifft, so lassen sich darüber einige allgemeine Überlegungen anstellen, die sich natürlicherweise wieder am Beispiel Erde orientieren. Das betrifft den Sachverhalt, dass dieses spezielle Merkmal in seiner menschlichen Ausprägung erst ziemlich am Ende der möglichen Existenzdauer der irdischen Biosphäre auftauchte, denn in ca. 500 Millionen Jahren werden sich (wenn nicht irgendwie gegengesteuert wird (K. Li et al., 2009)) die Bedingungen zuerst für Landleben und dann auch für das Leben in den Ozeanen zunehmend bis zur Unbewohnbarkeit verschlechtert haben. Der Grund liegt in der langsamen Zunahme der Leuchtkraft der Sonne auf ihren Entwicklungsweg zu einem Roten Riesenstern. Nimmt man an, dass zwischen dem Zeitpunkt der Entstehung des Lebens und dem Aussterben komplexen Leben rund 4,2 Ga liegen (100%), dann erscheint das Merkmal „menschliche Intelligenz“ erst, nachdem das Leben auf der Erde bereits ~85% ihrer möglichen Existenzdauer hinter sich gebracht hat. Nun ist es offensichtlich, dass die Entwicklungsdauer von der Entstehung des Lebens bis hin zu einer intelligenten Spezies, die einer kulturell-technologischen Entwicklung fähig ist, erst einmal nichts damit zu tun hat, wie lange z. B. das Hauptreihenstadium eines Stern währt. Wie Stephen Gould recht eindrucksvoll dargelegt hat, ist das, was wir in biologischer Hinsicht als „Fortschritt“ auffassen, genaugenommen nur eine Verbreiterung einer am linken Rand in ihrer Komplexität begrenzten „schiefen“ Verteilungsfunktion der Eigenschaft „Komplexität“, festgemacht an der Anzahl der Arten (Ordinate) über diese Eigenschaft zu einem bestimmten Zeitpunkt (z. B. der Gegenwart oder im Trias). Da die Entwicklung des Lebens nicht teleologisch vorbestimmt ist, braucht es seine Zeit, bis es im Laufe seiner Evolution irgendwann einmal den Abszissenwert erreicht, ab welcher die Emergenz „menschliche Intelligenz“ möglich wird. Wenn diese Zeitspanne kurz ist (vielleicht 1 Mrd. Jahre, um mal irgendeine Zahl in den Raum zu stellen), dann sollte es im Kosmos an außerirdischen Zivilisationen nur so wimmeln, was aber irgendwie dem Fermi-Paradoxon zuwider laufen würde. Dauert dagegen dieser Entwicklungsweg im Mittel sehr lange, d. h. länger als die Verweildauer eines geeigneten Sterns im Hauptreihenstadium (vielleicht 50 Mrd Jahre), dann sollten extraterrestrische Zivilisationen extrem selten sein. Das Beispiel Erde lässt dabei eher auf den zweiten Fall schließen, wenn man unter „geeigneten Sternen“ Sterne von der Art unserer Sonne versteht (FV und GV - Sterne). Denn ohne den Chicxulub-Einschlag hätte es vielleicht noch viel länger gedauert. Oder es wäre vielleicht sogar niemals zur Entstehung einer Zivilisation mit kulturell-technologischem Anstrich gekommen – denn, wie bereits gesagt, Intelligenz allein reicht dafür nicht aus. 

Nimmt die Menschheit gemäß dem „Kopernikanischen Prinzip“ eine typisch durchschnittliche Stellung im Kosmos ein, dann bedeuten die potentiell verbleibenden 15% „Lebensdauer“ aber auch, dass die Wahrscheinlichkeit, das verschiedene „Zivilisationen“ zeitlich parallel (und nicht etwa zeitlich hintereinander) in der Milchstraße existieren, nicht sonderlich groß sein kann.

Eine Abschätzung, wie viele außerirdische Zivilisationen „da draußen“ wohl existieren mögen, ist natürlich schon oft versucht worden. Man nutzt dafür eine einfache mathematische Beziehung, die nach dem Radioastronom Frank Drake benannt und leicht zu verstehen ist:

N=R*∙fP∙ne∙fl∙fi∙fc∙L/LS 

Die Bedeutung dieser Gleichung ist schnell erklärt. Ausgangspunkt ist eine riesige Zahl R*, die Anzahl aller Sterne in unserem Milchstraßensystem (zwischen 200 und 400 Milliarden). Das Ergebnis ist die Zahl N, die Anzahl derjenigen Sterne, die einen Planeten mit einer entwickelten (d. h. kommunikationsfähigen) Zivilisation beherbergen. In unserer Milchstraße ist diese Zahl auf jeden Fall >= 1. Jeder weitere Faktor in dieser Gleichung bestimmt eine Wahrscheinlichkeit (in Form eines prozentualen Anteils) für eine bestimmte Voraussetzung, dass eine derartige Zivilisation entstehen und heute (im Sinne der Erreichbarkeit mit Funksignalen) existieren kann:

fP Anteil der Sterne, die Planeten besitzen

ne Anzahl der erdähnlichen Planeten, die sich innerhalb der habitablen Zone eines Sterns mit Planeten aufhalten

fl Anteil der Planeten, auf dem sich irgendeine Form von Leben entwickelt hat

fi Anteil der Planeten mit intelligentem Leben

fc Anteil der Planeten mit einer Zivilisation, die der interstellaren Kommunikation fähig ist

L mittlere Lebensdauer einer technischen Zivilisation

LS Zeitspanne, die zur Entstehung einer technischen Zivilisation (von der Entstehung des Muttersterns an gerechnet) im Mittel benötigt wird.

Der mathematischen Einfachheit dieser 1960 zum ersten Mal aufgestellten Formel steht eine bemerkenswerte Unkenntnis der meisten Zahlenwerte im Produkt der rechten Seite entgegen. Verschiedene Autoren haben deshalb im Laufe der Zeit mehr oder weniger plausible Abschätzungen der einzelnen Faktoren vorgenommen mit der Tendenz, dass sich das Ergebnis, die Zahl N, seit 1960 rapide verkleinert hat. Das hat mehrere Gründe. Während der Zeit, als Frank Drake diese Formel zum ersten Mal an die Wandtafel des Seminarraums des Green-Bank-Observatoriums schrieb (damals lag N noch in der Größenordnung von einer Million), hat sich die astronomische und biologische Forschung um ein Vielfaches weiterentwickelt. Die Entdeckung von Planeten um Sterne gehört mittlerweile zum Tagesgeschäft und mit der Astrobiologie hat sich ein multidisziplinäres Fachgebiet entwickelt, welches die Bedingungen für die Entstehung und für die Existenz von Leben im Detail erforscht – Forschungsergebnisse also, die direkt in eine Abschätzung der Drake-Zahlen fP, ne und fl eingehen. Und allein die „astronomischen“ Ergebnisse sind bereits ernüchternd. Das betrifft nicht fP. Die Zahl der Planeten wird in unserer Milchstraße mit fast an Gewissheit grenzender Wahrscheinlichkeit die Zahl aller Sterne erreichen und mit hoher Wahrscheinlichkeit sogar übertreffen. Dieses positive Ergebnis wird dadurch etwas relativiert, indem man die Größe habitabler Zonen um geeignete Sterne (die sich u. a. durch eine Langzeitstabilität bezüglich ihrer Leuchtkraft auszeichen) hat drastisch verkleinern müssen. Auch sind nicht alle Zonen einer Galaxie für die Entstehung von Leben gleich gut geeignet, was bekanntlich zum Begriff der „galaktischen habitablen Zone“ geführt hat. Das reduziert schon einmal die Anzahl der Sterne, auf deren Planeten sich zumindest potentiell Leben über mehrere Milliarden Jahre ungestört entwickeln kann, bereits relativ stark. Trotzdem ist diese Zahl für unser Vorstellungsvermögen immer noch „astronomisch groß“. 

Bevor auf die Drake-Zahlen eingegangen werden soll, für deren Bewertung die Biologen zuständig sind (also fl und fi), ist noch auf einen äußerst wichtigen Aspekt in der mathematischen Struktur der Drake-Gleichung hinzuweisen: Die Gleichung besteht aus Faktoren, bei denen es sich meistenteils um Wahrscheinlichkeiten, also Zahlen zwischen 0 und 1, handelt. Nur eine einzige Wahrscheinlichkeit, die sehr klein ist, also nahe bei 0 liegt, kann bereits N extrem erniedrigen. Und zwei Zahlen kleiner 1, die man miteinander multipliziert, ergeben bekanntlich eine noch kleinere Zahl … Das macht diese Formel für realistische Abschätzungen so gut wie unbrauchbar, da es für die meisten Faktoren noch nicht einmal näherungsweise belastbare Werte gibt. Und theoretisch lässt sich die Drake-Gleichung durchaus noch um weitere Faktoren erweitern, z. B. um den Anteil an Planeten, die einen großen Mond besitzen (Stabilisierung der Rotationachse), den Anteil an Planeten, bei denen Plattentektonik präsent ist (planetarer Thermostat), den Anteil von Planetensystemen, die im äußeren System einen Gasplaneten vom Typ Jupiter besitzen (Stabilisierung der Planetenbahnen in der habitablen Zone) und, und, und. Und jeder neue Faktor lässt N weiter schrumpfen. Und diese Wahrscheinlichkeiten betreffen erst einmal nur die astronomischen Voraussetzungen für Leben. 

Wie sieht es nun aber bei den „biologischen“ Drake-Zahlen aus? Diese Zahlen werden von Astronomen und Physikern (sowie von Laien) meistenteils maßlos überschätzt, d. h. viel zu optimistisch bewertet. Das betrifft auch die Zahl L, über die sich selbst mit den Erfahrungen über die irdischen Hochkulturen eigentlich nichts Genaues aussagen lässt, außer, dass ihr Wert wahrscheinlich 200 Jahre übersteigt – aber um wie viel, ist völlig unsicher. Denn eines ist klar, technische Zivilisationen können auf viele Weise scheitern, ob aufgrund von Überbevölkerung (Ressourcenmangel), Klimawandel, Selbstauslöschung oder durch kosmische Katastrophen – L kann durchaus kleiner sein, als man gemeinhin anzunehmen pflegt (einige tausend bis zehntausend Jahre). Selbst fc muss nicht unbedingt bei 1 liegen, wenn man bedenkt, wie viele Hochkulturen auf der Erde in den letzten 6000 Jahren von sich aus den Weg zu Wissenschaft und Technik gefunden haben …

Aus der Sicht von renommierten Evolutionsbiologen ist die Zahl fi im Vergleich zu fl sehr, wenn nicht sogar außergewöhnlich klein. Mikrobielles Leben ist wahrscheinlich sogar recht häufig im Kosmos, so dass durchaus eine nicht zu vernachlässigende Wahrscheinlichkeit dafür besteht, auch anderswo im Sonnensystem (Mars, Jupitermond Europa) derartige Lebewesen oder Spuren davon zu finden. Die Wahrscheinlichkeit aber, dass sich daraus komplexes Leben entwickelt, ist schon geringer (eine Milliarde Jahre lang gab es auf der Erde nur Prokaryonten – und sie beherrschen nach Individuenzahl und von ihrer Biomasse her noch heute und wie schon immer die Erde). Und schließlich, dass ein Lebewesen wie der Mensch mit dem Potenzial einer technologischen Entwicklung entsteht, stellt dann quasi den Gipfel des Unwahrscheinlichen dar. Diese Erkenntnis lässt die Zahl N soweit schrumpfen, dass es nicht mehr undenkbar erscheint, dass die Erde der einzige Planet in unserer Galaxis ist, der gegenwärtig eine technische Zivilisation beherbergt. Ausgesprochene Pessimisten meinen sogar, dass diese Aussage für das gesamte sichtbare Weltall zutrifft – und genau das ist eine der wirklich „gefährlichen Ideen“, die im Rahmen der Edge-Frage mehrfach geäußert wurde, da sie implizit eine Neubewertung der Stellung der Menschheit im Kosmos herausfordert.

Und selbst wenn irgendwo in dem unendlichen Universum etwas geschehen sollte, das mit dem Ursprung der menschlichen Intelligenz verglichen werden könnte, muss man die Chance, dass wir in Austausch treten könnten, als nicht vorhanden einstufen. Ja, unter allen praktischen Gesichtspunkten ist der Mensch allein im Universum.

schreibt der Altmeister aller Evolutionsbiologen Ernst Walter Mayr (1904-2005) in seinem Buch „What Evolution is“ (Mayr, 2001). 

In dieser Beziehung dürfte er zweifellos Recht behalten, denn selbst wenn das alte Projekt SETI (Search for extra-terrestrial Intelligence) doch noch irgendwann einmal Erfolg haben sollte, ist in Anbetracht der kosmischen Entfernungsmaßstäbe kein Informationsaustausch möglich.

So schön es sich anhört, mit Warp-Antrieb von einer Galaxie zur anderen zu reisen, praktisch ist das vom heutigen und mit hoher Wahrscheinlichkeit auch zukünftigen Wissensstand nicht möglich. Aber wie gesagt, denkbar ist vieles, und natürlich auch ein Warp-Antrieb. Oder um es einmal wissenschaftlich auszudrücken: Man kann den Energie-Impulstensor der Einsteinschen Gravitationsfeldgleichungen mit etwas Geschick durchaus derart mit Werten (Funktionen) belegen, dass die Raum-Zeit lokal Eigenschaften annimmt, die eine quasi instantane Ortsveränderung ermöglichen – so wie in „Star Treck“ zu bewundern. Aber praktisch ist das schon wegen der Nichtverfügbarkeit der dafür notwendiger „Zutaten“ (d. h. Materie mit negativer Energiedichte, sogenannte „exotische Materie“) unmöglich. Und daran wird sich auch in der Zukunft nichts ändern. Patentierbar mag ein Warp-Antrieb sein. Aber bauen lässt er sich nicht, selbst wenn man es „von oben“ anordnen würde…

Wenn man schon nicht zu wahrscheinlich bewohnten Exoplaneten „hinfliegen“ kann, dann kann man vielleicht „horchen“, ob nicht irgendwelche außerirdische Zivilisationen Signale von sich geben, anhand der sie identifizierbar sind. Das ist die Idee, die hinter dem Projekt „SETI“, der „Suche nach extraterrestrischer Intelligenz“, steckt. 

Dieses Projekt, welches mittlerweile – und zu einem guten Teil privat finanziert – durch die Universität Berkeley koordiniert und weitergeführt wird, geht auf eine Initiative von Frank Drake zu Beginn der 60er Jahre des vorigen Jahrhunderts zurück. Das damals begonnene „BigEar“-Projekt der Ohio State University (benannt nach dem „Großen Hörer“ aus Lyman Frank Baums (1856-1919) „Der Zauberer von Oz“) war von großem Optimismus geprägt, erwartete man doch allein in unserer Milchstraße viele Millionen Zivilisationen, für die sich der russische Astronom Nikolai Semjonowitsch Kardaschow sogar gleich einmal eine Klassifizierung ausgedacht hat, um sie ggf. in ein Schema einordnen zu können. Seitdem haben sich die Beobachtungsmöglichkeiten natürlich rapide verbessert. Insbesondere das gleichzeitige Messen in vielen Hundert Einzelkanälen liefert Datenmengen, die unter vernünftigen finanziellen und technischen Bedingungen nicht mehr zu beherrschen sind. Aber durch das Internet und dem dadurch möglich gewordenen Projekt „SETI@home“ konnte die Rechenleistung von einigen Millionen Homecomputern gebündelt werden, um die weltweit durch Radioteleskope bei ihrem gewöhnlichen Beobachtungsbetrieb angefallenen Daten in Bezug auf Absonderlichkeiten zu durchforsten. Zwar hat es immer noch kein neues „Wow!“-Signal gegeben. Aber die Suche geht weiter. Und das ist auch gut so. Denn die These, dass außerirdische Zivilisationen sehr rar sind, ist, wie gesagt, erst einmal eine Spekulation, wenn sie auch nach Meinung des Autors dieses Kapitels durchaus gut begründet ist. Aber in der Wissenschaft zählen Tatsachen. Selbst wenn die Chancen für die Entdeckung eines wie auch immer gearteten künstlichen Signals aus den Weiten des kosmischen Raums im Sinne von SETI sehr gering ausfällt, so fallen vielleicht andere aufregende Ergebnisse an, die den Aufwand auf jeden Fall lohnen. Man denke hier nur an die Entdeckung der Pulsare durch Joceline Bell-Burnell und Antony Hewish im Jahre 1967 (LGM 1 – little green man 1), bei der die beteiligten Wissenschaftler „Außerirdische“ als Absender nicht sofort ausgeschlossen haben.

Doch zurück zum Ausgangspunkt, zum Wort „speculari“ und was es bedeutet. Das Gefühl, dass technische Zivilisationen wahrscheinlich etwas extrem Rares sind, muss natürlich nicht stimmen. Es ist erst einmal eine – wenn auch gut begründete – Spekulation, die man gern aufgelöst haben möchte. Deshalb das viele Geld für SETI und die Exoplanetenforschung. Das Gefühl einsam zu sein, als Mensch oder als Zivilisation, ist bekanntlich kein schönes Gefühl. Leider handelt es sich bei der Frage „Sind wir allein im All“ oder – besser – „… allein in der Milchstraße“ um eine Frage, die sich vernünftigerweise nur durch ein positives Beispiel mit „Nein“ beantworten lässt. Solange man keine Hinweise auf „Aliens“ findet, lässt sich immer behaupten, dass sie sich in einer der vielen uns unzugänglichen Stellen der Milchstraße verstecken oder auch gar kein Interesse haben, auf sich aufmerksam zu machen. 

Auch führt das Beispiel „Erde“ zu einer eingeengten Sichtweise, welche die singuläre irdische Evolutionsgeschichte von Leben als einzig repräsentative auf andere Planeten projiziert (Rare Earth Hypotheses, (P. Ward & Brownlee, 2000)). Das birgt die Gefahr in sich, diese Evolutionsgeschichte überzubewerten, weil man nicht weiß (und nicht wissen kann), ob unter anderen Voraussetzungen bestimmte Entwicklungen nicht ganz anders – auch im zeitlichen Maßstab – ablaufen können. Kurz gesagt, uns fehlen die Fantasie und z. T. auch noch das Wissen, um in diesem Zusammenhang andere Szenarien überhaupt begründet ins Auge fassen zu können. Oder anders ausgedrückt, über die Frage der Existenz außerirdischer Zivilisationen lässt sich weiter trefflich spekulieren.

Alle Versuche, aus der Drake-Gleichung eine realistische Zahl N zu berechnen, mögen zwar praktisch einen Wert haben (z.B. um Budgets für neue Weltraumteleskope oder Radioantennen zu begründen), wissenschaftlich sind sie jedoch reine Spielerei. Das gilt jedoch nicht für die Ermittlung der Größe und des Fehlerbereichs einiger Faktoren dieser Gleichung, die der Beobachtung zugänglich sind wie R* (Zensus aller Sterne unserer Milchstraße, in Arbeit) sowie fP und ne (Aufgabe der Exoplanetenforschung, insbesondere ne, leider aufgrund der methodisch bedingten Messartefakte noch recht unsicher). fl könnte vielleicht in Zukunft empirisch abgeschätzt werden, sobald es möglich wird, über Bioindikatoren erdähnliche Planeten, die wahrscheinlich eine Biosphäre besitzen, auszusortieren. Aber ob dieses Unterfangen von Erfolg gekrönt sein wird, lässt sich nicht vorhersagen. Alle anderen Faktoren entziehen sich (noch) einer objektiven Eingrenzung, da sie sich statistisch nur an einem einzigen Beispiel, dem Beispiel Erde, festmachen lassen – und das ist ein bisschen wenig … 

Angenommen, die These stimmt, dass entwickelte Zivilisationen, die in der Lage sind, sich im Kosmos zumindest (beispielsweise durch Radiowellen oder Laserstrahlung) bemerkbar zu machen, ein seltenes Phänomen sind. Würde das dann nicht dem philosophischen „Prinzip der Mittelmäßigkeit“ (Kopernikanisches Prinzip) widersprechen, welches salopp aussagt „Sie, der Leser, ich, der Autor, wir zusammen, alle Menschen, unsere Erde, unsere Sonne, unsere Milchstraße, sind an sich nichts Besonderes im Kosmos“? Sicher nicht. Man muss nur den Sichtradius vergrößern. Neben unserer Milchstraße gibt es allein im uns überschaubaren Bereich des (wahrscheinlich unendlich großen) Universums (Durchmesser der Hubble-Blase ~ 93 Milliarden Lj. (Bielewicz & Banday, 2011), modellabhängig) weit über 100 Milliarden Galaxien. Davon sind ~34% Spiralgalaxien ähnlich unserer Milchstraße. Nimmt man nun an, dass es pro Spiralgalaxie im Mittel eine technologisch hochentwickelte Zivilisation gibt (von dem auch die Rare Earth-Hypothese ausgeht), dann sind das im überschaubaren Kosmos immerhin noch viele Milliarden … Damit sollte dem Kopernikanischen Prinzip Genüge getan sein. Nur hat es die Natur ironischerweise so eingerichtet, dass diese vielen Zivilisationen untereinander niemals in Kontakt treten können …

Also nix mit Klingonen, Nausicaaner, Talaxianer und wie sie alle heißen. Schade eigentlich …