Teil II: Die Hoffnung bekommt eine Formel - Die Drake-Gleichung und die erste Suche

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Die Suche vor der Formel – Project Ozma (1960)

Bis zum Ende der 1950er Jahre war die Frage nach außerirdischem Leben vor allem ein theoretisches Gedankenspiel. Das änderte sich im September 1959, als die Physiker Giuseppe Cocconi und Philip Morrison in der Fachzeitschrift Nature einen Artikel unter dem Titel "Searching for Interstellar Communications" veröffentlichten.

Sie erklärten, dass die Radioteleskop-Technologie inzwischen so weit fortgeschritten sei, dass man gezielt nach Signalen von anderen Zivilisationen suchen könnte. Ihrer Ansicht nach wären Radiowellen der beste Weg, um Informationen über die großen Entfernungen zwischen den Sternen zu übertragen. Als geeignete Frequenz schlugen sie die 21-Zentimeter-Wellenlänge (1420 Megahertz) vor. Das ist die Strahlung von neutralem Wasserstoff, dem häufigsten Element im Universum und da angenommen wurde, dass jede technisch fortgeschrittene Zivilisation diese Frequenz kennt, galt sie als der vielversprechendste Frequenzbereich, um Signale zu entdecken.

Der Radioastronom Frank Drake vom National Radio Astronomy Observatory in Green Bank, West Virginia, griff diese Idee auf. Er startete 1960 das Experiment Project Ozma, eine Anspielung auf die Prinzessin aus den Zauberer-von-Oz-Büchern, in denen ein fernes, schwer erreichbares Land beschrieben wird, bewohnt von seltsamen und exotischen Wesen. Drake richtete das 26-Meter-Radioteleskop auf zwei nahegelegene sonnenähnliche Sterne, "Epsilon Eridani" und "Tau Ceti", beide etwa 11-12 Lichtjahre von der Erde entfernt und suchte über mehrere Wochen auf der Frequenz von 1420 Megahertz nach Signalen.

Das Ergebnis war enttäuschend. Es wurde kein Signal gefunden, abgesehen von Störungen durch irdische Quellen. Trotzdem war Project Ozma wichtig, weil es die erste gezielte, systematische Suche nach außerirdischer Intelligenz war.

Die erste SETI-Konferenz und die Geburt der Gleichung (1961)

Frank Drakes Experiment öffnete den Weg zu einem neuen Forschungsfeld. Um die nächsten Schritte zu besprechen, organisierte er im November 1961 in Green Bank die erste wissenschaftliche Konferenz zur Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI – Search for Extraterrestrial Intelligence, Suche nach extraterrestrischer Intelligenz). Unter den zehn eingeladenen Wissenschaftlern waren unter anderem der junge Astronom Carl Sagan und der Neurophysiologe John C. Lilly, dessen Forschungen zur Kommunikation mit Delfinen die Diskussionen beeinflussten, da Delfine als Beispiel für hohe, aber nicht-menschliche Intelligenz auf der Erde betrachtet wurden. Wegen der Beteiligung von John C. Lilly bekam die Gruppe auch den Spitznamen "Orden des Delfins".

Zur Vorbereitung suchte Drake nach einer Methode, die große Frage nach der Anzahl außerirdischer "technischer" Zivilisationen in unserer Galaxie, in überschaubare, wissenschaftliche Einzelaspekte aufzuteilen. Als "technische" Zivilisationen bezeichnete Drake jene Zivilisationen, die Funktechnik verwenden.

Seine Lösung war eine Gleichung, die alle wichtigen Faktoren miteinander multipliziert. Die sogenannte Drake-Gleichung war dabei nie als exakte Formel gedacht. Drake verstand sie eher als eine Art "Fahrplan", der zeigt, welche Fragen geklärt werden müssen, um die Suche nach außerirdischem Leben voranzubringen. Insgesamt waren es sieben Faktoren, die Drake in seine Berechnung mit einbezog, und die, wenn man sie miteinander multipliziert, die gesuchte Anzahl (N) ergeben:

N = R* • f_p • n_e • f_l • f_i • f_c • L

N) steht für die Anzahl der "technischen" Zivilisationen in unserer Galaxie, mit denen eine Kommunikation möglich sein könnte.

R*) steht für die Zahl der "geeigneten" Sterne, die jedes Jahr in der Milchstraße neu entstehen, also die Sternentstehungsrate. "Geeignet" bedeutet, dass es sich um sonnenähnliche Sterne handeln muss. Neu entstehende Sterne, die wesentlich größer als unsere Sonne sind, wären nicht geeignet, da sie zu hell und zu heiß strahlen und somit kein Leben in ihrer Nähe möglich wäre, ebenso wie zu kleine Sterne, die zu intensive Röntgenstrahlung in die Umgebung abstrahlen und damit die Entwicklung von Leben verhindern.

fp) steht für den Anteil an "geeigneten" Sternen, die gleichzeitig von Planeten umkreist werden, ähnlich unserer Sonne, die ja auch von insgesamt 9 Planeten umkreist wird (Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun, Pluto). Andere Sterne können natürlich auch von weniger oder vielleicht sogar mehr als 9 Planeten umkreist werden. Das ist aber für den hier genannten Faktor "fp" nicht entscheidend. Bei diesem Faktor geht es nur um die Frage, ob die "geeigneten" Sterne überhaupt von Planeten umkreist werden, also ob es sich um ein Planetensystem handelt.

ne) steht für Zahl der Planetensysteme, in denen sich ein "bewohnbarer" Planet befindet. "Bewohnbar" bedeutet, dass der Planet nicht zu nah um seinen Stern kreist, da es sonst zu heiß auf seiner Oberfläche wäre und sich daher dort kein Leben entwickeln könnte. Er darf aber auch nicht in zu weitem Abstand um seinen Stern kreisen, da es dort sonst zu kalt für Leben wäre. Der Planet muss sich in der bewohnbaren "habitablen" Zone seines Sterns befinden. Allein, dass der Planet sich in der "habitablen" Zone seines Sterns befindet, reicht noch nicht aus, damit er wirklich "bewohnbar" ist, in dem Sinne, dass sich dort Leben entwickeln kann. Es muss beispielsweise auch Wasser vorhanden sein.

fl) steht für den Anteil an "bewohnbaren" Planeten, auf denen sich auch tatsächlich Leben entwickelt hat. Dabei reicht es für den hier genannten Faktor "fl" bereits aus, dass sich auf dem Planeten einfache, einzellige Mikroorganismen entwickelt haben.

fi) steht für den Anteil an "bewohnbaren" Planeten, auf denen sich nicht nur einfache Lebensformen, sondern sogar "intelligentes" Leben entwickelt hat, wobei Frank Drake damit die Fähigkeit meinte, technische Geräte herzustellen, die von ihrem Funktionsumfang her schon komplexer sind, als nur einfache Werkzeuge, wie etwa Steine oder Stöcke, die ja auch schon von einigen Tieren als einfache Werkzeuge benutzt werden.

fc) steht für den Anteil an "bewohnbaren" Planeten mit "intelligenten" Bewohnern (im Sinne des zuvor genannten Faktors "fi"), die technisch in der Lage sind, mit Hilfe von Funksignalen (Radiowellen, Fernsehübertragungen) zu kommunizieren.

L) steht für die durchschnittliche Lebensdauer einer "technischen" Zivilisation, also wie lange diese überhaupt existieren kann, ohne sich selbst zu zerstören, etwa durch einen Atomkrieg.

Da die einzelnen Faktoren in der Drake-Gleichung viele Unsicherheiten enthielten und es für sie keine wissenschaftlich belegbaren Zahlen gab, denn es konnte nur unser eigenes Sonnensystem als Beispiel herangezogen werden, war eine verlässliche Aussage über die mögliche Anzahl außerirdischer Zivilisationen, mit denen wir möglicherweise in Kontakt treten könnten, nicht möglich und Schätzungen konnten sehr unterschiedlich ausfallen. Daher wurden auf der Green-Bank-Konferenz im November 1961 auch drei ganz unterschiedliche Modelle für die Drake-Gleichung vorgestellt.

In einem sehr "enthusiastischen Modell" berechnete man eine schier unglaublich große Anzahl von vier Millionen Zivilisationen in unserer Milchstraße. Eine wesentlich bescheidenere, aber dennoch als "optimistisches Modell" eingestufte Berechnung ergab eine Anzahl von 100 Zivilisationen und eine sehr pessimistische Schätzung, auch als "konservatives Modell" bezeichnet, ergab lediglich 1 Zivilisation in unserer Galaxie.

Die Drake-Gleichung gab der Hoffnung eine konkrete, mathematische Form. Sie legte nahe, dass die Stille, die Project Ozma gemessen hatte, nur vorübergehend sein könnte und dass das Universum vermutlich voller Leben ist.

Angesichts der Tatsache, dass es nicht nur unsere Galaxie, die Milchstraße, sondern auch noch über 50 Milliarden andere Galaxien im Universum gibt, stieg die Anzahl möglicher außerirdischer Zivilisationen jedoch wieder beträchtlich an. Selbst wenn viele weitere Faktoren bei der Schätzung hinzugezogen würden, konnte es sich immer noch um eine Anzahl von über 1000 Zivilisationen im gesamten Universum handeln.