Fragen Sie Ethan: Wie nahe können außerirdische Zivilisationen zusammenkommen?

Die Welt, die unserer Erde am nächsten ist, ist der unfruchtbare, unbewohnte Mond. Aber Sie können sich vorstellen, wie nahe uns eine andere bevölkerungsreiche Welt wäre - vielleicht sogar im Sonnensystem. Und wie nah könnte er uns sein?

Auf unserer Erde, die um die Sonne kreist, repräsentieren wir das einzige intelligente Leben. Es besteht die Möglichkeit, dass irgendwo im Sonnensystem früher Leben war oder es immer noch Mikroben gibt - aber in Bezug auf intelligentes, komplexes, vielfältiges und vielzelliges Leben hat unsere Welt alles überholt, was wir hier hoffen können. Vernünftige Außerirdische, wenn sie irgendwo auf einer anderen Welt leben, befinden sich zumindest in Lichtjahren von uns entfernt. Aber ist es wirklich notwendig, dies in der gesamten Galaxie zu tun? Genau das möchte unser Leser wissen:

Wie nahe können zwei unabhängige intelligente Zivilisationen existieren, ohne interstellare Reisen zu berücksichtigen, und wenn sie sich in verschiedenen Sternensystemen entwickelt haben, ungefähr auf dem Weg, den wir Leben nennen? In Kugelhaufen kann die Dichte von Sternen sehr groß sein - aber schließt zu viel Dichte die Bewohnbarkeit von Welten aus? Ein Astrophysiker, der in einem dichten Cluster lebt, hätte eine völlig andere Vorstellung vom Universum und der Suche nach Exoplaneten.

Für die Entstehung des Lebens ist es notwendig, mehrere Phasen zu durchlaufen, aber die Zutaten dafür sind buchstäblich überall . Selbst wenn wir uns auf ein Leben beschränken, das chemisch unserem nahe kommt, gibt es im Universum viele Möglichkeiten.


Atome können sowohl auf Planeten als auch im Weltraum an Moleküle binden, auch an organische. Ist es möglich, dass das Leben nicht nur vor dem Aufkommen der Erde erschien, sondern überhaupt nicht auf dem Planeten?

Für das Erscheinen von felsigen Planeten, organischen Molekülen und Bausteinen des Lebens ist es notwendig, viele schwere Elemente zu sammeln. Das Universum wurde nicht mit ihnen geboren! Nach dem Urknall bestand das Universum zu 99,999999% aus Wasserstoff und Helium, und es enthielt keinen Kohlenstoff. Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Kalzium, Eisen und andere komplexe Elemente, die für das Leben notwendig sind. Um dieses Stadium zu erreichen, müssen mehrere Generationen von Sternen leben, ihren gesamten Treibstoff verbrennen, bei einer Supernova-Explosion sterben und die neu gebildeten schweren Elemente wiederverwenden, um die nächste Generation von Sternen zu erschaffen. Es werden Fusionen von Neutronensternen benötigt, in denen die schwersten Elemente geboren werden, von denen viele im Überfluss für Lebensprozesse auf der Erde und in unserem Körper benötigt werden. All dies erfordert viel Astrophysik.


Der Omega oder Messier 17 Nebel ist eine intensive, aktive Region der Sternentstehung, die für uns vom Rand aus sichtbar ist - was sein staubiges und strahlendes Aussehen erklärt. Sterne, die in verschiedenen Stadien der Entwicklung des Universums gebildet wurden, haben unterschiedliche Anteile schwerer Elemente.

Obwohl sich die Erde vor mehr als 9 Milliarden Jahren nach dem Urknall gebildet hat, musste das Universum nicht so lange warten. Wir teilen Sterne in drei Arten von Populationen ein :

1. Population I: Sterne wie die Sonne, in denen 1-2% ihrer Bestandteile schwerer sind als Wasserstoff und Helium. Bestehend aus bereits recyceltem Material, und in ihren Planetensystemen gibt es Gasriesen und felsige Planeten, die für das Leben geeignet sind.
2. Population II: normalerweise ältere und ältere Sterne. Der Prozentsatz schwerer Elemente in ihnen beträgt nur 0,001 bis 0,1% des Sonnengehalts, und die meisten ihrer Welten sind verdünntes Gas. Sie sind zu primitiv und haben zu wenig schwere Elemente für das Erscheinen des Lebens.
3. Population III: Die ersten Sterne des Universums müssen vollständig von schweren Elementen verschmutzt worden sein. Sie wurden noch nicht entdeckt, aber theoretisch sind dies die ersten Sterne.

Eine Untersuchung der frühesten Galaxien zeigt, dass sie fast ausschließlich aus der Sternpopulation II bestehen. Aber näher bei uns gibt es eine Mischung aus jungen und alten, reichen und metallarmen Sternen.


Die Abstände zwischen der Sonne und vielen der nächsten Sterne werden korrekt angezeigt. Wenn das Bild jedoch maßstabsgetreu wäre, wäre selbst der größte der Sterne kleiner als ein Millionstel Pixel.

Eine der wichtigsten Lektionen wurde mit der Kepler-Mission bei der Betrachtung des Kepler-444-Systems gelernt. Dies ist ein Stern der Bevölkerung I (mit Planeten), aber sie sind viel, viel älter als die Erde. Unsere Welt ist nur 4,5 Milliarden Jahre alt, und das Kepler-444-System ist 11,2 Milliarden Jahre alt - das heißt, das Universum könnte sehr früh erdähnliche Welten bilden - mindestens 7 Milliarden Jahre bevor die Erde erschien. Angesichts dieser Möglichkeit und der Tatsache, dass Gebiete wie das Zentrum unserer Galaxie schneller und stärker als unsere mit Metallen angereichert wurden, ist es möglich, dass es Orte im Universum (und möglicherweise sogar in der Milchstraße) gibt, die für das Erscheinen intelligenten Lebens noch günstiger sind als das Sonne-Erde-System.


Im Gas enthaltene Zuckermoleküle, die einen jungen sonnenähnlichen Stern umgeben. Die Grundzutaten des Lebens können überall existieren, aber nicht jeder Planet, der sie enthält, kann Leben hervorbringen

Wie nah können zwei außerirdische Zivilisationen bei allem, was wir über die Lage von Sternen wissen, die für den Ursprung des Lebens gut geeignet sind, voneinander entfernt sein? Wo könnten sie gesucht werden? Wie würde die Antwort abhängig von den Bedingungen variieren? Schauen wir uns fünf Hauptmerkmale an.


Fantasie des Künstlers zum Thema des TRAPPIST-1-Systems und seiner Planeten, reflektiert von der Oberfläche. Das Potenzial für Wasserverfügbarkeit auf jeder Welt wird durch Raureif, Pfützen und Dampf übertragen. Es ist jedoch nicht bekannt, ob auf einer dieser Welten eine Atmosphäre herrscht oder ob ein Elternstern sie umgehauen hat. Eines ist klar: Potenziell bewohnte Welten befinden sich in einer Entfernung von nur 1 Million km nahe beieinander.

1) In einem Sonnensystem. Das ist nur ein Traum. In den frühen Tagen des Sonnensystems waren Venus, Erde und Mars (und wahrscheinlich sogar Teye , der hypothetische Planet, der mit der Erde kollidierte und den Mond zur Welt brachte) wahrscheinlich gleichermaßen lebenswert. Ihre Kruste und Atmosphäre war mit den Zutaten des Lebens gefüllt, und flüssiges Wasser befand sich an der Oberfläche. Venus und Mars in der nächstgelegenen Entfernung zur Erde verlaufen in mehreren zehn Millionen Kilometern: 38 Millionen für die Venus und 54 Millionen für den Mars. Um Sterne der Klasse M (rote Zwerge) sind die sich teilenden Planeten jedoch viel kürzer: Im TRAPPIST-1- System gibt es nur etwa 1 Million km zwischen potenziell bewohnten Welten. Die Zwillingsmonde in der Umlaufbahn um eine riesige Welt oder einen binären Planeten können noch näher beieinander liegen. Wenn das Leben unter bestimmten Bedingungen erfolgreich geboren wurde, warum sollte es dann nicht zweimal geboren werden, fast am selben Ort?


Terzan 5 Kugelsternhaufen - Blick durch ein sehr großes Teleskop. Näher an der Mitte des Clusters ist die Dichte höher und die Stabilität ist mit jedem anderen Bereich vergleichbar.

2) In einem Kugelsternhaufen. Kugelsternhaufen sind massive Ansammlungen von Hunderttausenden von Sternen, die wie Kugeln mit einem Durchmesser von mehreren zehn Lichtjahren geformt sind. An den Außenkanten liegt der typische Abstand zwischen den Sternen in der Größenordnung eines Lichtjahres, und in den Innenbereichen der dichtesten Cluster können Sterne relativ kleine Abstände wie die Sonne und den Kuipergürtel teilen. Die Umlaufbahnen der Planeten in diesen Sternensystemen müssen auch in einer so dichten Umgebung stabil sein, und unter Berücksichtigung dessen, was wir über Kugelsternhaufen wissen, die viel früher als Kepler-444 oder 11,2 Milliarden Jahre alt erschienen, sollte es gute Kandidaten für Leben und Bewohnbarkeit geben. Entfernungen von mehreren hundert astronomischen Einheiten, obwohl sie sich im Laufe der Zeit aufgrund der Bewegung von Sternen ändern, können als überraschend enge Begegnung zwischen zwei Zivilisationen bezeichnet werden.


Hochauflösende Aufnahmen im nahen Infrarot ermöglichten es uns, drei stellare Supercluster im galaktischen Zentrum zu öffnen. Da Licht mit Wellenlängen nahe dem Infrarot durch den dichten Staub zwischen der Erde und dem galaktischen Zentrum dringt, konnten wir diese Supercluster sehen. Dies sind die Cluster Central Parsek, Quintipllet und Arches . Aber alle Sterne in diesen Clustern und im Allgemeinen im galaktischen Zentrum sind ziemlich jung.

3) Nahe dem Zentrum der Galaxie. Je näher Sie dem Zentrum der Galaxie sind, desto dichter sind die Sterne. Einige Lichtjahre vom Zentrum entfernt ist die Dichte der Sterne extrem hoch, viel höher als im Zentrum eines Kugelhaufens. In gewisser Weise ist das Zentrum der Galaxie eine noch dichtere Umgebung mit großen Schwarzen Löchern, extrem massiven Sternen und neuen Clustern, in denen sich Sterne bilden - all dies ist nicht in Kugelhaufen. Das Problem mit diesen Sternen, die wir im Kern der Milchstraße sehen, ist jedoch, dass sie alle relativ jung sind. Möglicherweise leben Sterne aufgrund der hohen Variabilität der lokalen Umgebung selbst bis zu einer Milliarde Jahre selten dort. Trotz ihrer hohen Dichte ist es unwahrscheinlich, dass diese Sterne Zivilisationen entwickelt haben. Sie leben einfach nicht lange genug.


Sterne werden in verschiedenen Größen, Farben und Massen erhalten, einschließlich vieler hellblauer Sterne, die zehn- oder sogar hundertmal so massereich sind wie die Sonne. Dies ist im offenen Sternhaufen NGC 3766 im Sternbild Centaurus zu sehen .

4) In einem dichten Sternhaufen oder Spiralarm. Okay, was ist mit Sternhaufen, die sich in der galaktischen Ebene bilden? Die Spiralarme sind dichter als die üblichen Regionen der Galaxie, und dort erscheinen eher junge Sterne. Sternhaufen aus diesen Epochen enthalten oft Tausende von Sternen, die sich auf einem Grundstück von nur wenigen Lichtjahren befinden. Die Sterne bleiben aber nicht lange in dieser Konfiguration. Ein typischer offener Sternhaufen zerstreut sich in nur wenigen Millionen Jahren, und nur ein kleiner Teil von ihnen überlebt Milliarden von Jahren. Sterne treten ständig in Spiralarme ein und aus, einschließlich der Sonne. Obwohl typische Abstände zwischen Sternen innerhalb eines Clusters zwischen 0,1 und 1 Lichtjahr liegen können, ist es im Allgemeinen unwahrscheinlich, dass sie geeignete Kandidaten für die Rolle der Wiegen des Lebens sind.


Logarithmische Entfernungskarte mit dem Raumschiff Voyager, unserem Sonnensystem und dem nächsten Stern

5) Im interstellaren Raum verteilt. In anderen Fällen befinden sich die Sterne in einer solchen Situation, die wir beobachten: Die Abstände zwischen ihnen liegen in der Größenordnung von mehreren Lichtjahren. Wenn Sie sich dem Zentrum der Galaxie nähern, können Sie diesen Abstand auf den Abstand in offenen Clustern reduzieren - von 0,1 auf 1 Lichtjahr. Wenn Sie sich jedoch zu nahe kommen, werden wir auf ein Problem stoßen, das wir im Zentrum der Galaxie sehen: Fusionen, Interaktionen und andere Katastrophen, die wahrscheinlich Ihre stabile Umgebung beeinträchtigen. Sie können den Abstand verringern, aber ein typischer interstellarer Raum ist dafür nicht geeignet. Wenn Sie auf einer Annäherung bestehen, ist es am besten zu warten, bis ein anderer Stern in der Nähe des ursprünglichen Sterns vorbeigeht - und bei einem typischen Stern geschieht dies einmal in etwa einer Million Jahren.


Der Graph der Wahrscheinlichkeit des Durchgangs eines Sterns in einer bestimmten Entfernung von der Sonne. Der Graph ist auf beiden Achsen logarithmisch.

Und obwohl wir nicht erwarten, dass intelligentes außerirdisches Leben im Universum so häufig vorkommt wie Planeten und Sterne, ist jede Welt, die die notwendigen Bedingungen erfüllt, eine Chance. Und jedes Mal, wenn Sie eine Chance bekommen, haben Sie die Chance auf Erfolg mit höchster Wahrscheinlichkeit. Jede dieser Möglichkeiten kann Realität werden! Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ereignisses mag gering sein, aber bis wir dorthin gehen und sehen, was da ist und was nicht, ist es äußerst wichtig, objektiv zu bewerten, welche Art von außerirdischer Intelligenz das Universum uns zur Verfügung stellen kann. Die Wahrheit ist definitiv irgendwo da draußen, aber es ist wichtig zu verstehen, dass wenn wir Glück hatten, es viel näher sein könnte, als wir uns heute vorstellen können!