Sind wir allein im Universum? Seit Menschen in den Himmel blicken, hat sie die Frage umgetrieben, ob es außer unserer noch andere Welten gibt, ob diese bewohnt sind und ob es womöglich sogar außerirdische Intelligenz gibt. Dank astronomischer Forschung wissen wir inzwischen, dass es eine Vielzahl an außerirdischen Welten gibt. Doch wie sieht es aus mit außerirdischem Leben, und noch dazu mit intelligentem?

Eine Studie zweier Forscher der Universität Nottingham, die diese Woche im Fachblatt "The Astrophysical Journal" erschienen ist, präsentiert nun eine Zahl, wie viele intelligente, aktiv kommunizierende Zivilisationen es in unserer Galaxie geben könnte: 36 – inklusive unserer eigenen.

Was im ersten Moment eher nach Science-Fiction denn nach solider Wissenschaft klingt, basiert auf Daten, die Astronomen in den vergangenen Jahrzehnten gesammelt haben. Nach aktuellem Stand ist die Menschheit die einzige bekannte Form von Leben mit höherer Intelligenz im Universum. Wie ist es dann möglich, eine Statistik für die Verbreitung von Aliens aufzustellen?

Einfache Rechnung

"Diese Berechnung ist recht einfach", gibt sich einer der Studienautoren, Christopher Conselice, Professor für Astrophysik, im Gespräch mit dem STANDARD bescheiden. "Wir wissen genügend über Sterne, Planeten und unsere Galaxie sowie deren Entstehungsgeschichten, um diese Berechnung anstellen zu können."

Die Grundannahme ist folgende: Wir kennen die Bedingungen, unter denen intelligentes Leben auf der Erde entstanden ist. Weiters wissen wir größenordnungsmäßig, wie viele Planeten in unserer Milchstraße in der habitablen Zone liegen – sprich in der richtigen Entfernung zu ihrem Stern, wo es weder zu heiß noch zu kalt für Leben ist. Schließlich können wir aus unserer eigenen Entstehung schließen, wie lange es dauert, bis sich auf einem habitablen Planeten tatsächlich höheres Leben entwickelt.

Universelle Physik

"Wir nehmen an, dass die Wissenschaft überall im Universum auf dieselbe Weise funktioniert. Das heißt, wenn alle Kriterien erfüllt sind, damit sich intelligentes Leben entwickeln kann, wird das irgendwann passieren", skizziert Conselice die Grundidee. "Natürlich sind es nicht dieselben Zeitskalen wie auf der Erde, aber ein paar Milliarden Jahren auf oder ab spielen nicht wirklich eine Rolle."

Fragt man einen Physiker oder eine Physikerin nach außerirdischem Leben, verweisen sie gern auf die Drake-Gleichung. Die 1961 von Frank Drake präsentierte Formel gibt eine Berechnungsmethode für die Anzahl von intelligentem Leben in unserer Galaxie an. Auf den ersten Blick sieht die Gleichung einfach aus – es braucht nicht mehr, als sieben Größen miteinander zu multiplizieren, um feststellen zu können, ob wir allein sind in der Milchstraße. Rein formal könnte diese Rechenaufgabe also in der dritten Klasse Volksschule bewältigt werden. Der Haken dabei: Alle sieben Multiplikatoren sind Unbekannte.

Drake 2.0

Gemeinsam mit Tom Westby leitete Conselice eine neue Version der Drake-Gleichung ab. Es handelt sich dabei um eine Multiplikation von vier Größen: Die Gesamtzahl der Sterne in unserer Galaxie mal jenem Anteil von Sternen, die älter sind als fünf Milliarden Jahre. Ein weiterer Multiplikator ist der Anteil an Sternen, die einen Planeten in der habitablen Zone beheimaten. So weit können alle benötigten Größen inzwischen recht gut aus Beobachtungsdaten ermittelt werden – ein wesentlicher Fortschritt gegenüber Drakes Wissensstand, der zwar teils dieselben Multiplikatoren in seiner Gleichung verwendete, sie aber nicht beziffern konnte.

So richtig knifflig wird es aber beim vierten Multiplikator der neuen Drake-Gleichung: Der Quotient aus der durchschnittlichen Lebenszeit einer Zivilisation ab dem Zeitpunkt, als sie technisch so weit fortgeschritten ist, Signale auszusenden (etwa Radiowellen ins All zu senden), dividiert durch die durchschnittliche Zeit, die es dauert, bis auf einem habitablen Planeten Leben entsteht. Für beide Zeitspannen können die Autoren nur Schätzungen anstellen.

Um das zu tun, entwickelten Westby und Conselice verschiedene Szenarien von konservativ bis optimistisch. Konservativ gerechnet kommen sie auf vier bis 211 derzeit aktiv kommunizierende Zivilisationen in unserer Galaxie, wobei die wahrscheinlichste Anzahl 36 Zivilisationen beträgt.

Außerirdische Statistik

Das sind zwar sehr konkrete Angaben, gleichzeitig räumen die Autoren aber selbstkritisch ein: "Extraterrestrische Intelligenz und kommunizierende Zivilisationen bleiben natürlich völlig im Bereich von Hypothesen, solange keine derartige Entdeckung gemacht worden ist."

Fairerweise muss man sagen, dass die Berechnung der Häufigkeit von intelligenten Zivilisationen im All zu den schwierigsten Problemen der Statistik zählt, die man sich ausdenken kann – und herkömmliche Statistik bei weitem übersteigt. Denn wir kennen nur einen Datenpunkt, uns selbst. Davon auf die gesamte Milchstraße rückzuschließen ist alles andere als trivial.

Neben der schlichten Zahl an außerirdischen Zivilisationen interessiert uns Menschen natürlich besonders, wie weit diese von uns entfernt sind. Auch dafür bieten Westby und Conselice eine Antwort: Konservativ gerechnet kommen sie auf eine durchschnittliche Distanz zwischen den Zivilisationen von 17.000 Lichtjahren. Mit den uns bekannten Technologien ist eine interstellare Kommunikation oder Detektion daher leider ausgeschlossen.

Social Distancing im All

Vielleicht ist das Social Distancing zwischen uns und den nächsten Außerirdischen aber auch weniger stark ausgeprägt. Der Mindestabstand zur nächsten Zivilisation beträgt laut Westby und Conselice nur wenige hundert Lichtjahre – allerdings ist das nur dann plausibel, wenn intelligente Zivilisationen eine Lebensdauer von einer Million Jahren haben. "Wenn wir uns unsere eigene Zivilisation ansehen, mutet das sehr lange an", sagt Conselice.

Damit erklärt sich auch, warum uns die Entdeckung von außerirdischen Zivilisationen nicht zuletzt wichtige Aufschlüsse über unsere eigene Zukunft liefern könnte, so Conselice: "Wenn wir sehr nahe viele außerirdische Zivilisationen finden, würde das heißen, dass sie es trotz Problemen wie globaler Erwärmung oder Kriegen geschafft haben, über lange Zeitspannen zu existieren." (Tanja Traxler, 16.6.2020)