Wo sind die Außerirdischen?

Der russische Astronom Kardaschow hat 1964 den Vorschlag gemacht, die Entwicklungsstufe außerirdischer Zivilisationen nach ihrem Energieverbrauch in drei verschiedene Kategorien einzuteilen. Typ I nutzt weitestgehend die Energiereserven eines Planeten. Typ II nutzt die Energie des jeweiligen Zentralsterns und Typ III die Energie einer gesamten Galaxie. Während Typ I nur sehr schwer über große Distanzen hinweg zu entdecken wäre, sieht das bei Typ II schon erheblich besser aus. Der britisch-amerikanische Physiker Freeman Dyson hat 1960 darauf hingewiesen, dass außerirdische Superzivilisationen die gesamte Energie eines Sterns nutzbar machen könnten, indem sie eine künstliche Kugelschale (Dyson-Sphäre) um den Stern aufbauen, mit der die gesamte Strahlungsenergie des Sterns aufgenommen wird. Nach Nutzung der Energie wird diese von der Außenseite der Sphäre in Form von Infrarotstrahlung an den Weltraum abgegeben. Solche Zivilisationen wären dann anhand der starken Infrarotstrahlung von der Erde aus nachweisbar, wenn sie nicht allzu weit entfernt wären. Noch viel leichter wären allerdings unvollständige Dyson-Sphären zu erkennen. Sie würden das Zentralgestirn regelmäßig für einen etwas längeren Zeitraum zu einem erheblichen Teil abdecken. Diese könnten sogar über Entfernungen von Tausenden von Lichtjahren entdeckt werden. Während man über die Infrarotstrahlung noch keine konkreten Hinweise gefunden hat, gibt für es für das letztere Phänomen bereits zwei Kandidaten. Es sind dies die Sterne KIC 8462852 und EPIC 204278916. Insbesondere der zweite ist sehr verdächtig. Er wurde mit dem NASA-Weltraumteleskop Kepler 2014 entdeckt. Während einer Beobachtungsperiode von 79 Tagen verdunkelte sich der Stern um bis zu 65% für etwa 25 aufeinanderfolgende Tage. Ein Planet kommt als Erklärung für den Effekt nicht in Frage, weil Planeten das Zentralgestirn in der Regel um nicht mehr als 1% abdunkeln und das auch nur für kurze Zeit. Es gibt aber durchaus eine Reihe von anderen Hypothesen die den Effekt auch natürlich erklären können, wie z.B. größere Staubwolken oder riesige Schwärme von Asteroiden. Es ist abzuwarten, auf welche Weise das Rätsel gelöst wird. Dass es sich tatsächlich um das Werk von Außerirdischen handelt, dürfte aber eher unwahrscheinlich sein und die Idee muss daher als reine Spekulation angesehen werden.

Wenn wir aber trotz aller Anstrengungen auch in ferner Zukunft keinen Kontakt bekommen, so gäbe es dafür verschiedene Erklärungen. Die einfachste wäre, dass es tatsächlich nur uns als einzige Zivilisation in unserer Galaxis gibt. Gerade für die Entwicklung des Lebens könnte es bei der Erde so viel zusammenpassende Zufälligkeiten gegeben haben, dass die Wahrscheinlichkeit insgesamt so gering ist, dass es im statistischen Mittel höchstens eine Zivilisation pro Galaxie gibt. Eine weitere Möglichkeit wäre, dass der Abstand von Zivilisationen im Mittel so groß ist, dass aus technischen Gründen eine Kommunikation nicht möglich oder zu aufwändig wäre. Es könnte auch sein, dass es in unserer Umgebung derzeit nur relativ junge Zivilisationen gibt, die unseren technischen Stand noch nicht erreicht haben. Andere Argumente sind, dass die mittlere Lebensdauer einer Zivilisation sehr kurz ist, weil sich Zivilisationen nach einer gewissen Zeit selbst vernichten, oder weil es z.B. durch Gammastrahlenausbrüche von Sternen häufig zur Vernichtung von Zivilisationen kommt. Letzteres dürfte insbesondere für die dichteren Regionen unserer Galaxis zutreffen d.h. für das Zentrum und die Spiralarme. Unser Sonnensystem liegt in einer dünneren Region zwischen zwei Spiralarmen und ist deswegen weniger gefährdet.

In letzter Zeit ist eine weitere Erklärungsvariante hinzugekommen. Wenn die Möglichkeit der technologischen Singularität etwas ist, was in aller Regel in Zivilisationen ab einem bestimmten Grad des technologischen Fortschritts eintritt, dann müssten wir davon ausgehen, dass nahezu alle Zivilisation, die technisch in der Lage sind, mit uns Kontakt aufzunehmen, diesen Zustand bereits erreicht haben, d.h. wir haben es grundsätzlich mit superintelligenten Maschinen zu tun. Was könnten diese dann noch von uns lernen bzw. profitieren? Wahrscheinlich nichts. Für sie würde eine Kontaktaufnahme mit uns keinen allzu großen Sinn machen, es sei denn sie entwickeln genauso viel Neugier wie wir Menschen.

Invasion der Aliens?

Es gibt einige Wissenschaftler, darunter der berühmte Astrophysiker Stephen Hawking, die davor warnen, Kontakt mit Außerirdischen aufzunehmen, weil diese uns gegenüber womöglich feindlich gesonnen wären und eine Invasion der Erde in Angriff nehmen könnten. Diese Idee ist bereits in einer ganzen Reihe von Science-Fiction-Filmen thematisiert worden. Bei Licht besehen ist dies aber eine etwas naive Vorstellung. Hier werden lediglich die Eroberungsfeldzüge des Mittelalters auf die Zukunft projiziert. So wundert es dann auch nicht, dass z.B. bei der Filmserie "Krieg der Sterne" mit Schwertern gekämpft wird.

Die Eroberung unseres Planeten um dessen wertvolle Rohmaterialien wie z.B. Gold und Platin mitzunehmen wäre so ziemlich das Ineffektivste, was man machen kann. Der Aufwand, diese Materialien aus dem Schwerefeld der Erde wieder in den interstellaren Raum zu bekommen, ist viel zu groß. Viel sinnvoller wäre das Ausbeuten von Asteroiden, zumal es einige gibt, die wertvolle Materialien in hoher Konzentration auf ihrer Oberfläche haben. Genaugenommen gibt es aber nur eine wirklich unverzichtbare Ressource, die jede Art von Zivilisation für ihre Existenz braucht und das ist die Energie. Diese ist aber in Form von leuchtenden Sternen massenhaft verfügbar. Besiedelte Planeten braucht man dazu nicht.

Dennoch ist ein Motiv durchaus denkbar und es trifft auch auf unsere eigenen Zivilisation zu. Jeder Stern hat nur eine begrenzte Lebensdauer. Wenn eine Zivilisation auf der Basis biologischer Lebewesen weiter existieren möchte, wird sie irgendwann gezwungen sein, sich nach einer neuen Heimat umzusehen. Wenn überhaupt, so werden wir es daher kaum mit Eroberern zu tun bekommen, sondern eher mit einer kleineren Zahl von Flüchtlingen.

Interstellare Raumfahrt

Abgesehen von der Kontaktaufnahme über elektromagnetische Strahlung (Funkwellen oder Licht) stellt sich damit die Frage, ob Außerirdische überhaupt in der Lage wären, uns einen Besuch abzustatten. Umgekehrt wäre auch zu diskutieren, ob wir selbst in ferner Zukunft nicht darauf angewiesen sind, uns einen anderen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu suchen. So wird in etwa sieben Milliarden Jahren wird der Brennstoff unserer Sonne, der Wasserstoff, weitgehend verbraucht sein. Die Sonne wird dann nicht einfach erlöschen, sondern sich langsam aufblähen, bevor sie in sich zusammenfällt und zu einem so genannten weißen Zwerg wird. Beim Aufblähen werden die äußeren Schichten der Sonnenatmosphäre bis in die Umlaufbahn der Erde reichen und diese dann durch die Reibung abbremsen, so dass sie anschließend in die Sonne stürzt und verglüht. Aber bereits in etwa einer Milliarde Jahren wird die Leuchtkraft der Sonne so weit angestiegen sein, dass die gesamte Biosphäre auf der Erde ausgelöscht wird, d.h. alles organische Leben wird verschwinden. Unsere Nachkommen müssen sich also früher oder später eine neue Heimat suchen. Hierfür ist die Verfügbarkeit der interstellaren Raumfahrt Voraussetzung.

Gehen wir einmal davon aus, dass wir es bis dahin nicht geschafft haben oder, aus welchen Gründen auch immer, es abgelehnt haben, künstliche Intelligenz mit eigenem Bewusstsein zu entwickeln und dass die Menschen selbst weitgehend unverändert geblieben sind. Wir wären dann gezwungen, einen erdähnlichen Planeten in möglichst geringer Entfernung zu finden, um dort unsere Zivilisation weiterführen zu können. Zur Gründung einer neuen Siedlung müssten wir eine Gruppe von Menschen zunächst dorthin auf die Reise schicken. Der nächste bekannte Stern ist Alpha Centauri mit einem Abstand von 4,5 Lichtjahren zur Erde. Selbst das aber wäre eine nahezu unüberwindliche Entfernung.

Im Gegensatz zu vielen Science-Fiction-Filmen ist das Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit nach unserem heutigen Kenntnisstand der Physik leider nicht möglich. Obwohl die Existenz von so genannten Wurmlöchern ernsthaft diskutiert wird, sind Ideen, mit Hilfe dieser exotischen Dinge dennoch die Grenze der Lichtgeschwindigkeit zu überwinden, reine Spekulation. Selbst wenn eine zukünftige, vervollständigte Physik dies im Prinzip zulassen würde, wären die konkreten Anforderungen zur Realisierung viel zu extrem. Einige Physiker halten z.B. den so genannten Warp-Antrieb für grundsätzlich mit der Physik vereinbar, was allerdings dabei meistens übersehen wird, ist, dass man dazu eine riesige Menge negativer Energie von der Größenordnung der Masse eines Sternes bräuchte. Es ist im Gegenteil sogar so, dass selbst Geschwindigkeiten von etwa 1% der Lichtgeschwindigkeit, Technologien erfordern, die noch weit außerhalb unserer derzeitigen Möglichkeiten liegen. Das Hauptproblem ist dabei, dass das Raumschiff ja auch wieder am Ziel abgebremst werden muss. Unsere heutigen Raumsonden erreichen gerade mal Geschwindigkeiten, die knapp über der Fluchtgeschwindigkeit der Erde von 11,2 km/s liegen. Das ist nur 1/26000 der Lichtgeschwindigkeit! Daraus ergibt sich, dass eine interstellare Reise zu einem Nachbarstern mindestens einige hundert, wenn nicht gar Tausende Jahre dauern würde. Wir müssten also entweder die Passagiere "einfrieren" oder aber so genannte Generationenschiffe bauen, in denen eine Gruppe von Menschen über mehrere Generationen hinweg lebt. Ein zusätzliches Problem ist die Abschirmung der kosmischen Strahlung. Sie erfordert Wände mit der Dicke von mehreren Metern. Insgesamt dürfte damit die Besiedlung des Weltraums mit intelligentem Leben in Form des Menschen äußerst schwierig bis unmöglich sein.

Die besseren Chancen der künstlichen Intelligenz

Viel bessere Möglichkeiten ergeben sich dagegen für die künstliche Intelligenz. Hier ist man nicht mehr auf erdähnliche Planeten angewiesen. Die wichtigste Ressource ist die Energie, und die wird von jedem Stern in Form von elektromagnetischer Strahlung in großen Mengen abgegeben. Kleinere Mengen von Materie zum Aufbau neuer Hardware und Maschinen sind wahrscheinlich auch in der Nähe der meisten Sterne in Form von Planetoiden und Kometen vorhanden. Bei dem Transport von künstlicher Intelligenz kommt man mit relativ geringen Massen aus. Eine solche Raumsonde müsste in der Lage sein, sich selbst zu reproduzieren und auch alle notwendigen anderen Maschinen zu bauen. Der amerikanische Mathematiker John von Neumann hat schon 1953 als erster solche Maschinen beschrieben. Die nach ihm benannten (fiktiven) Von-Neumann-Sonden sind selbstreplizierende Systeme, die aus einem universellen Computer und einer universellen Konstruktionseinheit bestehen. Der Computer kann die Konstruktionseinheit so steuern, dass diese die komplette Hardware kopiert einschließlich des Steuercomputers. Die Entwicklung der modernen 3D-Drucker lässt dies für die Zukunft als durchaus machbar vermuten. Nach Fertigstellung wird die komplette Software auf den neuen Computer kopiert und man hat damit eine identische Kopie des ursprünglichen Systems. Da aber die Konstruktionseinheit universell ist, kann sie auch jede andere Maschine herstellen. Insgesamt könnte also eine Von-Neumann-Sonde am Zielort einen ganzen Maschinenpark herstellen, mit dem die vorhandenen Ressourcen optimal genutzt werden können. Schon jetzt gibt es Technologien für kompakte Speicher, die in der Lage sind, den gesamten Kenntnisstand und die gesamte Geschichte unserer Zivilisation zu speichern. Mit einem solchen Speicher ausgerüstet, hätte die Sonde alle Kenntnisse die sie braucht, um eine neue Kolonie zu gründen. Ein weiterer Transport von Material oder Information wäre nicht nötig. Die Kommunikation der Kolonie zur Erde könnte nach einer gewissen Aufbauphase über Radiowellen oder Laserlicht erfolgen. Die Kolonie könnte dann als neuer Ausgangspunkt für die weitere Kolonisierung des Weltraums genutzt werden.

Auch was die erreichbare Endgeschwindigkeit betrifft, hat man mit unbemannten Sonden große Vorteile. Die eigentliche Nutzlast könnte mit einer hoch entwickelten Nanotechnologie wahrscheinlich auf wenige Kilogramm gebracht werden. Die Beschleunigung könnte dann durch Ionenantrieb oder andere Verfahren wie Massenbeschleuniger oder Lichtantrieb erzeugt werden. Auf diese Weise könnten eventuell sogar Geschwindigkeiten im Prozentbereich der Lichtgeschwindigkeit erreicht werden. Die Kolonisierung unserer gesamten Galaxis, die einem maximalen Durchmesser von hunderttausend Lichtjahren hat, ist damit durchaus in einem Zeitraum von einigen Millionen Jahren denkbar, was eine vergleichsweise kurze Zeitspanne gegenüber der Lebensdauer von sonnenähnlichen Sternen ist. Dennoch bleibt die Frage, ob das Ganze überhaupt einen tieferen Sinn macht und wenn ja, für wen.

Zusammenfassung

Als Bilanz können wir festhalten, dass interstellare Raumfahrt nur mit künstlicher Intelligenz wirklich sinnvoll und effektiv realisierbar ist. Bemannte interstellare Raumschiffe wie sie in unseren heutigen Science-Fiction-Filmen zu bewundern sind, bleiben wohl für immer Fantasie, denn der Transport von biologischen Lebewesen über interstellare Abstände wäre nicht nur extrem aufwändig bis unmöglich, sondern zusätzlich auch noch völlig sinnlos. Um unsere Neugier über andere Planeten mit biologischen Lebewesen zu stillen, reichen automatische Sonden in der beschriebenen Form völlig aus. Davon abgesehen wäre aber eine Kontaktaufnahme mit einer extraterrestrischen Zivilisation mit Radiowellen durchaus denkbar, auch wenn die Chancen dafür äußerst gering sind.