Sind wir allein im Universum?
von Harald Lesch
Universitätssternwarte München

Vortrag in der
Karl Rahner Akademie Köln
vom 28. Februar 1997

Eine allseits bekannte und beliebte Lebensform, die offenbar außer uns das Universum bevölkert, sind die sogenannten Außerirdischen (ETs für ExtraTerrestrials). Sie scheinen in unglaublicher Anzahl hier zu landen, abzustürzen, Menschen zu entführen, zu vergewaltigen, durch medizinische Untersuchungen grausig zu entstellen und schon seit einem halben Jahrhundert mit den Regierungen der Supermächte zusammenzuarbeiten. So und nicht anders verhalten sich unsere galaktischen Brüder und Schwestern, glaubt man diversen Sachbuchautoren, Talk-Shows, TV-Dokumentationen, Presseberichten und ähnlichem. Dieses »himmlische« Thema hat für viele eine sehr irdische, sprich rein pekuniäre Komponente, denn Redaktionen zahlen gut für hinreichend reißerisch aufbereitetes Film- und Textmaterial. Das Aussehen der Wesen in so zahlreich beobachteten und schnellstens veröffentlichten »Begegnungen der dritten Art« wird »verblüffenderweise« von jeweils zeitlich vorangegangenen Kinohits auf eher rein zufällige Art und Weise beeinflußt. Kompetent wirkende Sachbücher kommen in Millionenauflage auf den Markt, um endlich die interplanetaren Verschwörungen von Regierungen, CIA & KGB und Vatikan aufzudecken. Es werden sogar Obduktionen von Insassen abgestürzter UFOs in Filmdokumentationen gezeigt - ein ganz besonders geschmackloses Beispiel für die Profitgier aller Beteiligten. Nach den jüngsten Aufdeckungsversuchen einiger »Ungläubiger« handelt es sich bei einem Fall in Wahrheit um die Sezierung eines an einer sehr seltenen Erbkrankheit verstorbenen Kindes.

Die Frage »Sind wir allein im Universum?« hat neben den bekannten Antworten aus Film und Presse allerdings einen durchaus ernsten, wissenschaftlichen Hintergrund, ohne dessen Beleuchtung keine auch nur annähernd realistische Antwort möglich ist. Im folgenden will ich diesen Hintergrund ein wenig erhellen.

Die Suche nach Leben auf anderen Himmelskörpern gehört zu den attraktivsten wissenschaftlichen Themen. Leider ist die Frage nach außerirdischem Leben wie so viele andere interessante naturwissenschaftliche Fragen mangels stichhaltiger Beweise nicht eindeutig beantwortbar. Für die weiteren Gedanken wird diese Frage deshalb noch eingeschränkt: Es soll nicht um das Leben an sich gehen, sondern nur um kommunikationsbereite Zivilisationen, die mit uns auch in Kontakt treten können und wollen.

Wir können mit unseren technischen Mitteln keinerlei Leben auf anderen Planeten außerhalb des Sonnensystems feststellen, es sei denn, diese Wesen verfügen mindestens über die gleiche Technologie wie wir und benutzen sie, den Kosmos zu erkunden. Sollte das Universum nur in Form von Viren, Einzellern, Dinosauriern, Pflanzen und Bäumen voller Leben sein, so würden wir solcherart Leben vermutlich nie bemerken, denn es kommuniziert nicht über die Grenzen seines Heimatplaneten hinaus. Lediglich die Zusammensetzung der Planetenatmosphäre könnte spektroskopisch aus der Ferne einen vagen Hinweis auf diese Lebensvorgänge liefern.

Wir bekommen unsere Informationen aus dem fernen All nur über elektromagnetische Strahlung, deshalb müssen die »Anderen« zumindest unfreiwillig den Kosmos durch künstliche elektromagnetische Strahlung »verunreinigen«, wie wir das seit gut einem halben Jahrhundert mit Radar, Radio, Fernsehsendern und Überwachungssatelliten tun. Noch besser wäre es natürlich, wenn sich eine technische Zivilisation mit Hilfe starker Radiosender im Universum gezielt bekannt macht, also selbst nach fremdem Leben sucht. Aber man sollte dabei auch bedenken, daß, wenn alle im Universum nur still horchen und niemand etwas sagt, sich also nicht elektromagnetisch bemerkbar macht, keiner der Suchenden die Anderen entdecken wird! Hinzu kommt, daß sich elektromagnetische Wellen nach den Gesetzen der Physik nur mit Lichtgeschwindigkeit, 300.000 km pro Sekunde ausbreiten können. Zum Mond braucht ein Signal eine Lichtsekunde, zur Sonne 8 Lichtminuten, zum Saturn sind es schon 80 Lichtminuten. Unsere Galaxis hat eine Ausdehnung von ca. hunderttausend Lichtjahren. Signale vom anderen Ende der Milchstraße brauchen also hunderttausend Jahre, um uns zu erreichen, das entspricht der Entwicklungszeit vom Neandertaler bis zum modernen Menschen.

Eine technische Zivilisation am Rand der Galaxis müßte dementsprechend selber mindestens 100.000 Jahre existieren, um die »Durchflutung« ihrer Botschaften durch die Milchstraße mitzuerleben. Wird am anderen Ende prompt geantwortet, benötigt das Antwortsignal dann noch einmal weitere 100.000 Jahre für den Rückweg.

Diese von den physikalischen Gesetzen her beschränkte Kommunikationsmöglichkeit reduziert die Chance eines interplanetaren Telefongesprächs oder gar eines Besuchs ganz beträchtlich. Wir könnten die Ausgangsfrage, ob wir allein im Universum sind, eigentlich nur dann mit absoluter Sicherheit beantworten, wenn wir in der Lage wären, alle anderen Planeten aufzusuchen, die man aber heute noch gar nicht im einzelnen kennt - im Grunde ein schier unmögliches Unterfangen, selbst innerhalb unserer Milchstraße, von den übrigen Galaxien ganz zu schweigen.

Es macht darum kaum Sinn, sich über Lebewesen außerhalb der Milchstraße Gedanken zu machen - die Entfernung zur nächsten Galaxie, dem Andromedanebel, beträgt über 2 Millionen Lichtjahre. Ein Kontaktsignal, das wir heute auffangen würden, müßte also dort vor 2 Millionen Jahren abgeschickt worden sein.

Die Wahrscheinlichkeit, eine fremde Zivilisation zu entdecken, hängt natürlich auch von ihrer zeitlichen und räumlichen Häufigkeit ab. Die Anderen dürfen nicht die »Nadel im Heuhaufen« sein. Es ist z.B. möglich, daß es in der Milchstraße relativ nahe der Sonne bereits schon einmal bei einem Nachbarstern Zivilisationen gegeben hat, diese inzwischen aber wieder verschwunden sind. Andererseits kann es zur Zeit Zivilisationen geben, die soweit von der Sonne entfernt sind, daß wir sie nie entdecken werden.

Unvoreingenommen müßte man vermuten, daß die Zahl der Kontaktmöglichkeiten riesengroß ist, denn es gibt allein in unserer Milchstraße etwa hundert Milliarden Sterne, um die sich Planeten gebildet haben könnten. So ohne weiteres entsteht Leben aber sicher nicht überall, es müssen vielmehr eine ganze Reihe von »stimulierenden« Bedingungen erfüllt sein, bevor als »Krone der Schöpfung« intelligente Lebewesen im Universum »geboren« werden:

1. Es müssen genügend Sterne vorhanden sein, um die sich Planeten bilden konnten. Die Hälfte der Sterne fällt aber weg, weil es sich um Doppel- und Mehrfachsterne handelt. Es gibt dort kaum stabile Umlaufbahnen für Planeten und damit auch keine Lebensmöglichkeiten in solchen Systemen.
2. Planetensysteme müssen sich um Sterne gebildet haben, die lange genug existieren, damit sich auf einem geeigneten Planeten, der im richtigen Abstand um den Stern rotiert, Leben entwickeln kann.
3. Der Planet muß einigermaßen sicher vor kosmischen Katastrophen (ständige Bombardements von Meteoriten, nahe Sterneruptionen von heißen, jungen Sternen) sein. Sein Mutterstern darf nicht zu nahe an Sternentstehungsgebieten liegen, und sollte während seiner Umrundung des Milchstraßenzentrums solche Gebiete auch nicht durchkreuzen
4. Aus der rein biologischen Entwicklung sollte eine Zivilisation hervorgehen, die sich ihrer Bedingungen im Kosmos bewußt und in der Lage ist, Naturgesetze über den kurzfristigen Lebenserhalt hinaus in technologische Anwendungen umzusetzen. Sie sollte lange genug existieren, damit sie mit der kosmischen Umwelt Kontakt aufnehmen kann.

Die Existenz von intelligentem Leben hängt also nur zum Teil von astrophysikalischen Bedingungen ab. Ebenso liefern Biologie, Soziologie, ja sogar Psychologie wesentliche Beiträge zur Klärung von universellen Lebensbedingungen.

Die ersten Abschätzungen, wie häufig solche kommunikationsbereiten Zivilisationen im All anzutreffen sind, wurden bereits 1961 auf einer Konferenz von Astrophysikern in Green Bank, USA, vorgenommen. Es ergaben sich, je nach Kommunikationsdauer, Zahlen zwischen 100 Millionen und 1 für die Anzahl kommunikationsbereiter Zivilisationen. Hierbei unterschied man bereits optimistische, zurückhaltende und pessimistische Einschätzungen, deren astrophysikalische Parameter ziemlich gleich waren. Es wurden nur verschiedene Längen der Kommunikationsbereitschaft angenommen. Der Optimist ging von hundert Millionen Jahren aus, der Zurückhaltende von einer Million Jahre, und der Pessimist übertrug die historisch belegbare »irdische« Lage auf die ET's und veranschlagte bloß einhundert Jahre.

Die Abschätzungen von Green Bank ergaben einen optimistischen Wert von hundert Millionen Zivilisationen in der Milchstraße, was einem mittleren Abstand zwischen den bewohnten Planeten von zehn Lichtjahren entspräche. Die zurückhaltende Berechnung brachte eine Million Zivilisationen mit einem mittleren Abstand von 300 Lichtjahren; der Pessimist erhielt nur 4 Zivilisationen mit einem Abstand von ca. 70.000 Lichtjahren (man stelle sich die Milchstraße als eine Scheibe von 100.000 Lichtjahren Durchmesser vor, auf deren Rand an den vier Himmelsrichtungen, maximal voneinander entfernt, je eine Zivilisation sitzt.). Die Pioniere der wissenschaftlichen Untersuchung außerirdischen Lebens wurden sich also nicht einig, es war aber auch schon damals nach ihren Kriterien möglich, daß wir allein in unserer Galaxie sind, denn die Zahl 4 bedeutet für astronomische Größenverhältnisse nicht mehr als 1!

Heute zeigt sich, daß selbst die pessimistischen, rein astrophysikalischen Überlegungen von 1961 noch viel zu optimistisch gewesen sind. Grundsätzlich geht man davon aus, daß sich Leben auf Planeten entwickelt, die zu einem »normalen« Stern gehören. Am Anfang des noch sternlosen Universums gab es aber nur zwei chemische Elemente: Wasserstoff und Helium. Alle anderen, höheren Elemente (Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Eisen, etc.) wurden erst in Sternen der 1. Generation, die nur aus den beiden Grundelementen bestanden, durch die Verschmelzung von Atomkernen produziert. Mit diesen schwereren Elementen entstanden später Sterne der 2. und 3. Generation, umgeben von möglichen lebensfreundlichen Planeten. Diese Elemente sind gleichfalls Bestandteil des Lebens und bestimmen entscheidend seine Stoffwechselvorgänge. Im Zentrum der astrophysikalischen Forschung über außerirdisches Leben steht deshalb der Lebensweg von Sternen. Doch davon später mehr.

Ausgangspunkt meiner Überlegungen ist das »Prinzip der Durchschnittlichkeit«, d.h. die Erde, das Sonnensystem, stellen den Normalfall in der Milchstraße dar - es ist nichts Besonderes daran! Damit ergibt sich die Zeit, die das Leben braucht, um intelligente Wesen zu produzieren, zu 4,5 Mrd. Jahre. Ein Stern muß also mindestens diese Zeitspanne ohne große Schwankungen seiner Leuchtkraft strahlen, damit er als mögliche Heimat für intelligentes Leben in Frage kommt. Die Lebensdauer eines Sternes hängt von seiner Masse ab, denn seine Leuchtkraft - erzeugt durch die Verschmelzung einfacher Atomkerne wie Wasserstoff bis hin zu schwereren Elementen wie Sauerstoff, Magnesium und sogar Eisen - hängt vom Gleichgewicht zwischen Schwerkraft und Gas- bzw. Strahlungsdruck ab. Je massereicher ein Stern ist, desto mehr »drückt« die Schwerkraft und erhöht damit die Temperatur und somit die Verschmelzungsrate im Innern des Sterns. Mit anderen Worten: Ein massereicher, großer Stern verbrennt seinen Brennstoffvorrat schneller und ist deshalb heißer als ein kleiner, masseärmerer Stern, der langsamer seinen Vorrat verbraucht und niedrigere Temperaturen aufweist. Ein Stern von doppelter Sonnenmasse lebt nur 1 Milliarde Jahre (die Sonne wird ca. 10 Milliarden Jahre als normaler Stern leben). Der Stern muß zudem heiß genug sein, damit sich Leben in seiner nahen Umgebung entwickeln kann. Da Temperatur und Strahlungsleistung eines Sternes ebenfalls von seiner Masse abhängen, darf der Stern wiederum auch nicht zu klein sein.

Damit habe ich den »G-Stern-Chauvinismus« beschrieben: Nur Planetensysteme um Sterne wie die Sonne, Sterne vom Spektraltyp G, können Leben entwickeln. Die größeren Sterne leben nicht lang genug, die kleineren Sterne sind so leuchtschwach, daß ihre Planeten sich unmittelbar am Stern aufhalten müßten, um die für das Leben notwendige Energie auffangen zu können. Körper, die aber so nahe um einem Stern kreisen, werden von seinem Schwerkraftfeld erfaßt und von der Gezeitenwirkung in ihrer Eigendrehung so stark gebremst, daß sie ihrem Heimatstern immer dieselbe Seite zuwenden. Diese wird stark erhitzt, die abgewandte Seite friert ein. Aufgrund des drastischen Temperaturunterschieds wird auch der Übergangsbereich zwischen beiden Seiten nicht besonders wohnlich sein. Selbst, wenn der Planet seine Atmosphäre behalten haben sollte, was bei der intensiven einseitigen Bestrahlung nicht einfach sein dürfte, werden sehr starke Winde auftreten, die den Unterschied zwischen heiß und kalt auszugleichen versuchen. Sterne mit weniger als 0,8 Sonnenmassen scheiden daher genauso aus wie Sterne mit mehr als 1,4 Sonnenmassen, denn wie erwähnt, leben sie nicht lang genug, um eine biologische Entwicklung bis hin zu intelligenten Lebewesen zu erlauben.

Wie oben angedeutet, muß es sich dabei um »neue« G-Sterne der zweiten oder dritten Sternengeneration handeln, denn die ersten Sterne entstanden aus reinen Wasserstoff- und Heliumwolken, in denen sich noch keine Planeten aus Gestein bilden konnten! Zuallererst mußten die schwereren chemischen Elemente in Sternen durch Kernfusionen produziert werden. Wie kamen die Erzeugnisse der stellaren Hochöfen nun wieder zurück ins All als Baumaterial für neue G-Sterne? Wie konnten interstellare Gaswolken entstehen, die mit Kohlenstoff, Silizium, Magnesium, Eisen und anderen Elementen angereichert waren?

Hier kommen die Sterne mit mehr als 4 Sonnenmassen ins Spiel; sie spielen die zentrale Rolle für die Entstehung von Leben, denn nur sie haben die Kraft, in gewaltigen Explosionen große Mengen an chemischen Elementen, die schwerer als Wasserstoff und Helium sind, ins All zu schleudern, und damit diese Elemente in den Kreislauf vom Werden und Vergehen der Sterne zu »injizieren«.

Sterne, die wesentlich massereicher als die Sonne sind, sind durch ihre enorme Schwerkraft besonders hocheffektive Brutreaktoren für alle chemischen Elemente schwerer als Helium. Am Ende ihres relativ kurzen Lebens (einige Millionen Jahre) explodieren diese Sterne mit einem unglaublichen Energieausstoß und schleudern die lebenswichtigen Elemente wie Kohlenstoff, Silizium und Eisen in den Weltraum. Diese sogenannten Supernova-Explosionen sind so gewaltig, daß man ihr Leuchten von der Erde aus noch in 50.000 Lichtjahren Entfernung mit dem bloßen Auge sehen könnte. Durch den ungeheuren Druck der hinausrasenden Gase - 10.000 bis 20.000 km/s Geschwindigkeit sind dabei durchaus normal - wird das Medium zwischen den Sternen an manchen Stellen zusammengepreßt. Die höheren Dichten im interstellaren Medium führen zu einer lokalen Erhöhung der Schwerkraft, die Gaswolken können kollabieren, und es kann ein neuer Stern entstehen.

Eine Supernova-Explosion hat zwei völlig unterschiedliche Wirkungen für die Entwicklung von Leben. Sie ist einerseits für die Entwicklung von Leben unerläßlich, aber sie ist für bereits bestehendes Leben auf Planeten, die sich im Abstand von dreißig Lichtjahren von ihr befinden, auch höchst gefährlich. Eine stellare Explosion ist nämlich mit sehr intensiver, harter Röntgenstrahlung verbunden, die höheres Leben abtöten kann, zumal wenn der Schutz durch eine Atmosphäre oder die Tiefe möglicher Ozeane nicht ausreicht, diese lebensvernichtende Strahlung zu absorbieren.

750.000 Jahre, bevor das Sonnensystem entstand, wurde »unsere« interstellare Heimatwolke durch die Explosion einer Supernova zum Kollaps gebracht und die Protosonne entstand. Dies jedenfalls erkannte man aus der chemischen Analyse einiger Meteoriten.

Meteoriten stellen das Urmaterial des Sonnensystems dar und haben ihre chemische Zusammensetzung seit ihrer Entstehung nicht mehr geändert. Ihre radioaktiven Isotope (Isotope eines Elements enthalten die gleiche Anzahl an positiven Protonen, aber unterschiedliche Anzahl an Neutronen) von Magnesium und Aluminium lassen sich nur durch die Kernprozesse während einer Supernova-Explosion erklären. Die chemischen Elemente, aus denen Leser und Schreiber dieser Zeilen und auch das Papier und die Druckerschwärze selbst bestehen, sind von mindestens einer, wenn nicht sogar zwei Sterngenerationen erbrütet worden.

Wir bestehen zu 92% aus Sternenstaub - wir sind Kinder der Sterne! Die »Anderen« auch! In Sonnennähe hat sich übrigens seit 4,5 Milliarden Jahren keine Supernova-Explosion mehr ereignet, so daß deren Röntgenstrahlung auf der Erde meßbare Auswirkungen gehabt hätte. Auch hat das Sonnensystem seit seiner Geburt keine Sternentstehungsregion durchkreuzt!

Der soeben geschilderte physikalische Ursprung der für das Leben absolut notwendigen Elemente gilt, soweit wir wissen, universal. Leben muß sich entwickeln. Entwicklung heißt hier Vererbung und vererbt werden Informationen. Informationen sind verankert in strukturierten molekularen Bausteinen, deren Aneinanderreihung biologische »Worte« ergeben. Der genetische Code der Lebewesen ist der »Text», d.h. der Bauplan für ein Lebewesen. Weil diese Informationen in molekularer Form vererbt werden müssen, ist es notwendig, strukturierte Moleküle zu bauen. Je komplexer und intelligenter ein Lebewesen werden soll, desto mehr Informationen müssen übertragen werden. Eine Gaswolke kann deshalb nicht intelligent sein, auch wenn einige Science-Fiction-Autoren dies immer wieder gerne in ihren Geschichten behaupten. Leben braucht schwere Elemente. Wie wir noch sehen werden, braucht es vor allem Kohlenstoff, das einzige Element, das in der Lage ist, im interessanten Temperaturbereich (unterhalb von 100° Celsius) lange Kettenmoleküle zu bilden. Der kosmische Ursprung der Elemente ist uns bekannt und damit auch der kosmische Ursprung der Außerirdischen. Auch sie müssen aus den uns bekannten chemischen Elementen zusammengesetzt sein. Dies war aber nicht zu jeder kosmischen Zeit möglich, denn in den Frühphasen des Universums gab es noch nicht genügend Sterne und damit noch keine schweren Elemente, aus denen sich Planeten entwickeln konnten. Das heißt, es gab auch noch keine Chance für das Leben. Irgendwann kommt eine Zeit, in der keine neuen Sterne mehr entstehen können - schon jetzt werden deutlich weniger geboren als in der Frühzeit des Universums -, und die bestehenden werden «aussterben«. Die Energiequellen werden erschöpft sein. Somit wird das Leben im Universum ein natürliches Ende finden.

Es gibt nur eine ganz bestimmte Entwicklungsstufe des Kosmos, in dem Leben überhaupt auftreten kann. Diese, aus den physikalischen Grundgegebenheiten abgeleitete Konsequenz ist ein eklatanter Widerspruch zum sogenannten kopernikanischen Prinzip, das besagt, daß wir an keiner ausgezeichneten Stelle im Universum und - im weitergefaßten Sinne - auch zu keiner ausgezeichneten Zeit leben. Wir leben aber sehr wohl in einer besonderen kosmischen Entwicklungsphase, einer Phase, in der Leben möglich ist. Diese Erkenntnis begründet den G-Stern-Chauvinismus. Der G-Stern-Chauvinismus beinhaltet bereits den sog. Kohlenstoff-Chauvinismus, d.h. wir gehen davon aus, daß alle lebensnotwendigen organischen Verbindungen aus Kohlenstoffverbindungen bestehen. Diese Annahme wird durch Beobachtungen des interstellaren Mediums, des Gases und des Staubes zwischen den Sternen, unterstützt. Bis heute wurden viele organische Moleküle, von der Ameisensäure bis hin zur einfachsten Aminosäure, dem Glycin, in unserer Milchstraße entdeckt. Dies bedeutet, daß sich selbst unter den lebensfeindlichen Bedingungen des interstellaren Raumes die elementaren Bausteine, aus denen wir zusammengesetzt sind, bilden können. Darüber hinaus ist Silizium das einzige Element, das außer Kohlenstoff noch in der Lage wäre, lange Kettenmoleküle wie die DNS zu bilden, jedoch nur bei sehr niedrigen Temperaturen von ca. -200° Celsius. Bei solch tiefen Temperaturen sind die biologisch-chemischen Vorgänge extrem verlangsamt, im wahrsten Sinne des Wortes eingefroren - man denke nur an die eigene Gefriertruhe. Sex eines Siliziumpärchens würde länger dauern, als das Universum alt ist. So bleibt dem Silizium nur seine entscheidende Rolle bei der «künstlichen» Intelligenz - als Baumaterial in der irdischen Computertechnologie.

Als weitere wesentliche Einschränkungen für die eingangs erwähnte Green-Bank-Abschätzung gelten die atmosphärischen Randbedingungen, die ein Planet erfüllen muß, damit sich auf ihm eine kommunikationsbereite Zivilisation entwickeln kann. Obwohl sich die Leuchtkraft unserer Sonne in den letzten 4,5 Milliarden Jahren um 30% erhöht hat, schwankte die mittlere Temperatur auf unserem Planeten nur um 20 Grad Celsius. Wir wissen heute, daß diese Temperaturregelung durch den wohlbekannten Treibhauseffekt verursacht wird. Die Konzentration vor allem von Kohlendioxid ist dafür verantwortlich, daß das einfallende Sonnenlicht nicht völlig reflektiert wird (wäre die Erde ein idealer Strahler, d.h. würde sie alles empfangene Sonnenlicht wieder abstrahlen, hätte sie eine Oberflächentemperatur von -40° Celsius) und damit die Oberfläche im Mittel ca. 20° C warm bleibt. Kohlendioxid wurde zusammen mit Methan, Ammoniak und Wasserdampf durch den starken Vulkanismus am Anfang der Erdentwicklung in großen Mengen freigesetzt. In unserem Sonnensystem ist der Planet Venus, der fast so groß ist wie die Erde, ein Beispiel für einen galoppierenden Treibhauseffekt. Venus’ Oberfläche hat eine Temperatur von 450° Celsius. Der Grund für diese lebensfeindliche Umwelt liegt in der Zusammensetzung der Venus-Atmosphäre: Sie enthält wesentlich mehr Kohlendioxid als die Erdatmosphäre. Während sich auf der Erde der Wasserdampf abkühlte und als Regen niederschlug, worin sich ein großer Teil des Kohlendioxid auflöste, in Kalk- und Karbonatgesteinen gebunden wurde und damit aus der Atmosphäre verschwand, hat die Venus keine lange Regenzeit erlebt. Die Sonneneinstrahlung ist bei ihr aufgrund ihres geringeren Sonnenabstands gut doppelt so intensiv wie auf der Erde; der Wasserdampf konnte sich darum nicht abkühlen - und es regnete nicht. Das Kohlendioxid verblieb in ihrer Atmosphäre und damit erhitzte sich die Venusoberfläche auf eine «Höllentemperatur». Als Gegenbeispiel im Sonnensystem gilt der Mars, er ist weiter von der Sonne entfernt als die Erde und deutlich kleiner als sie. Mars hat einen großen Teil seiner Uratmosphäre verloren. Der atmosphärische Druck auf der Marsoberfläche entspricht einem Luftdruck auf der Erde in Höhe von 48 km! Mars hat sein Wasser verloren, er ist ein ziemlich kalter Wüstenplanet geworden. Wir wissen heute, daß der Mars nicht im bewohnbaren Bereich um die Sonne liegt. Die im letzten Jahr mit lautem Mediengeschrei als Überreste von Leben auf dem Mars verbreiteten Kohlenstoffverbindungen, die auf einem in der Antarktis gefundenen Meteoriten entdeckt wurden, erwiesen sich jüngsten Analysen zufolge als irdische Verunreinigungen, die beim Eintritt des Felsbrockens in die Erdatmosphäre entstanden. Wäre die Erdumlaufbahn nur 1,5% kleiner, wäre die Erde zur Venus geworden. Wäre sie 1,5% größer, hätten wir hier marsähnliche Zustände.

Daraus ergibt sich eine weitere wesentliche Einschränkung für die Green-Bank-Formel: Sterne kleiner als unsere Sonne, ermöglichen keine Entstehung von Leben. An einen lebensfreundlichen Planeten müssen somit folgende Bedingungen gestellt werden:

1. Er darf nicht zu massereich sein, denn eine zu starke Schwerkraft verhindert die Entwicklung komplizierter Strukturen. Ferner gast er zuviel Kohlendioxid aus, was einen verschärften Treibhauseffekt hervorruft.
2. Er darf nicht zu massearm sein, denn er muß eine genügend dichte Atmosphäre halten können.
3. Er sollte sich schnell genug drehen, damit er rundum gleichmäßig bestrahlt wird.
4. Außerdem muß das Klima zumindest eine Zone mit gemäßigten Temperaturen erlauben.
5. Seine Umlaufbahn muß fast kreisförmig sein, damit die Jahreszeiten nicht zu starke Temperaturschwankungen hervorrufen.
6. Seine Position muß unabdingbar in der vergleichsweise winzigen bewohnbaren Zone im Bannkreis seines Sternes liegen.

Eine letzte »Auflage« für die Entwicklung von intelligentem Leben ist das Vorhandensein eines hinreichend großen Mondes. Die biologische Entwicklung auf der Erde wurde offensichtlich deutlich von der Existenz unseres Mondes, bzw. seiner Gezeitenwirkung beeinflußt. Die durch Ebbe und Flut erzeugten Flachwasserbereiche, die immer wieder mit neuem Wasser und Material durchspült wurden, stellten die idealen Laboratorien für chemische Prozesse dar. Sie waren einerseits flach genug, um eine Auflösung der neugeschaffenen Molekülketten durch zuviel Wasser zu verhindern. Andererseits waren sie aber auch tief genug, um die energiereiche Ultraviolettstrahlung von der Sonne zu absorbieren, ohne daß die Moleküle durch die UV-Photonen zerstört wurden. Nach neuesten Untersuchungen der Gesteinsproben der amerikanischen Apollo-Missionen gibt es nur eine Erklärung für die Entstehung des Mondes - den Einschlag eines marsgroßen Asteroiden auf die Protoerde. Dessen Eisenkern schmolz auf und wurde zusammen mit dem Material aus dem Erdmantel in einen Ring um die Erde hinausgeschleudert. In diesem Ring bildete sich der relativ große Erdmond.

Der Mond garantiert neben seiner Wirkung auf die Meere auch die Stabilität der Erdrotationsachse über lange Zeiträume hinweg. Die Neigung der Erdachse von rund 23° hängt nach Computersimulationen ganz entscheidend von der Existenz des Mondes ab. Wäre er nicht vorhanden, würde die Erdachse innerhalb von einigen Millionen Jahren so sehr schwanken, daß das Klima auf der Erde für hochentwickeltes Leben völlig unzumutbar wäre. Man stelle sich vor, eine Erdhälfte würde ständig von der Sonne beschienen und die andere läge in andauernder Dunkelheit und Kälte. Die damit zusammenhängenden Luftdruckschwankungen wären so rabiat, daß Windstärke 12 nur ein laues Windchen wäre im Vergleich mit den Stürmen auf einer mondlosen Erde. Die Rotationsachse des Mars hat solche dramatischen Schwankungen durchgemacht. Vermutlich deshalb - und wegen seiner geringeren Masse - hat der Planet bereits schon sehr früh sein Wasser verloren.

Im Sonnensystem stellt das Paar Erde-Mond eine Einzigartigkeit dar, sieht man einmal vom sonnenfernen eiskalten »Doppelplaneten« Pluto-Charon ab. Die Unwahrscheinlichkeit einen relativ kleinen Planeten mit einem hinreichend großen und nahen Trabanten anzutreffen, gilt heute als zentrale Einschränkung für die Anzahl der möglichen lebensfreundlichen Planeten.

Dies war nur ein kleiner Ausschnitt aus den zahlreichen Argumenten, die die pessimistische Einschätzung von Green Bank noch weiter einschränken. Je mehr wir uns in die Zusammenhänge über die Entwicklung der Erde und des Lebens auf ihr vertiefen, desto unwahrscheinlicher kommt es einem vor, daß sich dasselbe wie bei uns noch einmal an einer anderen Stelle in der Milchstraße abgespielt hat. Wahrscheinlich wird im Weltall pausenlos irgendwo »gewürfelt«. An vielen Stellen dürfte die eine oder andere Voraussetzung für Leben gegeben sein, aber daß alle Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind, erscheint doch mehr als fraglich. Alles spricht dafür, daß es zur Zeit keine kommunikationsbereiten Zivilisationen in unserer Milchstraße gibt. Dies soll nicht heißen, daß es nicht noch andere Planeten gibt, auf denen sich Leben entwickelt hat. Aber es entspräche einem unwahrscheinlichen Zufall, daß jetzt und hier entweder Außerirdische die Erde besuchten oder uns ihre Signale erreichten. Um uns zu hören, müßten sie sich in einem Umkreis von 50 Lichtjahren befinden, denn erst seit 50 Jahren verfügen wir über Radar und elektronische Kommunikation, die sich eben nur mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten kann. Bis heute scheint unser Ruf »Hier gibt es Wesen, die über eine gewisse Technologie verfügen«, ungehört geblieben zu sein.

Zuletzt noch einige Bemerkungen zum Naturgesetz-Chauvinismus, der allen bis hierhin vorgetragenen Argumenten zugrunde liegt. Ich bin bei allen Überlegungen unausgesprochen davon ausgegangen, daß die Naturgesetze, die wir auf der Erde entdeckt haben, überall im Universum gültig sind. Diese zunächst arrogant anmutende Behauptung wird durch alle Beobachtungen und Vergleiche mit theoretischen Modellen unterstützt. Oft wurden astronomische Entdeckungen theoretisch vorhergesagt. Sogar die unanschaulichsten Theorien wie die Allgemeine Relativitätstheorie, welche die Existenz von Schwarzen Löchern oder die Lichtablenkung in der Nähe schwerer Sonnen - und Galaxienmassen vorhersagt, oder die Theorien der Elementarteilchenphysik über den Aufbau der Materie wurden durch astrophysikalische Beobachtungen in allen Punkten bestätigt. Wir sind heute sogar in der Lage, ein einigermaßen mit den Beobachtungen übereinstimmendes Modell zur Geburt und Entwicklung des Kosmos zu erstellen.

Es gibt keinen Hinweis darauf, daß anderswo andere Naturgesetze gelten als hier auf der Erde. Obwohl bei uns alle physikalischen Vorgänge nach denselben Regeln ablaufen wie überall im Universum, ist unser Platz etwas Besonderes. Er ist nicht durchschnittlich, wie anfangs angenommen. Unglaublich komplexe physikalische Mechanismen mußten sich im richtigen Moment in der richtigen Reihenfolge abspielen, damit das Universum, dessen Teil wir sind, durch uns an diesem Ort über sich und seine Bewohner nachdenken kann.

Mein Vortrag schließt mit folgendem Fazit: Je mehr Erkenntnis wir über die Bedingungen für hochentwickeltes Leben gewinnen, desto geringer wird die Wahrscheinlichkeit von außerirdischem Leben - bereits unsere Existenz muß uns völlig unmöglich erscheinen.

Ein jeder möge daraus seine eigenen Schlüsse ziehen.


Literaturhinweise

Allgemeines zu außerirdischem Leben

Johann Dorschner,
Sind wir allein im Weltall,
Urania Verlag Leipzig, 1978

Donald Goldsmith und Tobias Owen,
Auf der Suche nach Leben im Weltall,
Hirzel Verlag Stuttgart, 1985

James, Trefil und Robert Rood,
Sind wir allein im Universum?,
Goldmann Verlag, 1988

Emmanuel Davoust,
Signale ohne Antwort?,
Birkhäuser Verlag, 1993

Spezielle Literatur zusammengefaßt in

Ben Zuckerman und Michael Hart (Hrsg.),
Extraterrestrials Where are They?,
Cambridge University Press, 1995

Literatur zur Form und Funktion der Naturgesetze

Reinhard Breuer,
Das anthropische Prinzip,
Ullstein Verlag, 1984

John Gribbin und Martin Rees,
Ein Universum nach Maß,
Birkhäuser Verlag, 1991

B. J. Carr und M. Rees,
NATURE
Band 278, S. 605

F. R. S. Carter,
Philosophical Transactions of the Royal Society
Band A310, S. 347

Zur »Entzauberung« des Mars-Meteoriten ALH84001

Scott, E.R.D., Yamaguchi, A. und Krot,
A.N., 1997,
NATURE
Band 387, S. 377

Galimov, E. M.,
1997,
Solar System Research
Band 31, S.183

 


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