Die Wahrheit ist vermutlich irgendwo da draussen
Gibt es anderswo im Universum auch Leben? Die Menschheit war noch nie so nah an der Beantwortung dieser alten Frage. Allerdings könnten die Marsianer auch nur Bakterien sein und die kleinen grünen Männchen noch lange – oder sogar für immer – ausser Reichweite bleiben.
Derzeit vergeht kaum ein Monat ohne Meldungen über neue Fortschritte bei der Suche nach ausserirdischem Leben. Und in dieser Suche halten die Schweizer Forschenden – sie konnten als erste die Existenz von Exoplaneten beweisen – nicht hinter dem Berg.
Ende Juni gab die Universität Bern eine ungewöhnliche Zusammenarbeit zwischen Medizintechnik und AstrophysikExterner Link bekannt. Mit einer gemeinsamen Methode sollen dank maschinellem Lernen Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems untersucht werden.
Beide Bereiche sind daran interessiert, Moleküle zu finden. Während der Arzt nach Biomarkern sucht, die das Vorhandensein einer Krankheit im Körper verraten, versucht der Astrophysiker, Substanzen in der Atmosphäre eines Planeten zu identifizieren, die auf das Vorhandensein von Leben auf dessen Oberfläche schliessen lassen. Und bei beiden kann die Überprüfung von Bildern einer Maschine anvertraut werden, die im Verlauf der Zeit dazulernt.
Das maschinelle Lernen in der Medizintechnik-Forschung wurde am “ARTORG Center for Biomedical Engineering Research”Externer Link der Universität Bern entwickelt und kann nun auch vom “Center for Space and Habitability”Externer Link (CSH, ebenfalls an der Universität Bern) genutzt werden.
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Milliarden Welten zu entdecken
Signaturen im Azurblau
Auch die Universität Genf arbeitet im Bereich der Erkennung von Molekülen in der Atmosphäre von entfernten Planeten. Letzten Monat kündigte sie Tests mit einer neuen, anscheinend vielversprechenden TechnikExterner Link an.
Ein internationales Team unter der Leitung eines Genfer Forschers – der auch Mitglied des Nationalen Forschungsprogramms “PlanetS”Externer Link ist – fand eine Möglichkeit, das grosse Problem zu überwinden, das die Forscher mit dem blendenden Licht eines Sterns haben, wenn sie versuchen, seine Planeten zu sehen. Das ist normalerweise, wie wenn man neben dem Scheinwerfer eines Lastwagens das Licht eines Zündhölzchens zu sehen versucht.
Das Team der Universität Genf hat nun seine Forschung auf eine bestimmte Art von Molekül konzentriert, von dem angenommen wird, dass es sich nur auf dem Planeten oder in dessen Atmosphäre finden lässt, und nicht in der Nähe des Sterns.
Die mit Archivbildern durchgeführten Tests sind aussagekräftig: Wenn man nur nach Wasser (H2O) und Kohlenmonoxyd (CO) sucht, wird der Planet perfekt sichtbar, während der Stern wie “ausgelöscht” wird. Denn H2O- und CO-Moleküle können auf dessen Oberfläche nicht existieren, weil sie durch die grosse Hitze sofort zerstört würden.
Diese neue Technik steckt allerdings noch in den Kinderschuhen, und die Forschenden warten ungeduldig auf die Möglichkeit, sie mit sehr genauen Spektrografen zu testen, die auf grossen oder extrem grossen TeleskopenExterner Link montiert sind.
Doch warum ist die Suche nach spezifischen Molekülen in der Atmosphäre von weit entfernten Planeten so wichtig? Weil letztere ihren Namen wirklich verdienen – sie sind Zehntausende von Milliarden Kilometern von uns entfernt – und selbst die besten Instrumente es uns nie ermöglichen werden, Details auf den Oberflächen dieser Planeten zu erkennen.
Moleküle hingegen hinterlassen im Licht eine Signatur, die unsere Spektrografen sehr gut entschlüsseln können. Und die Wissenschaft glaubt, dass einige davon auf ausserirdisches Leben schliessen lassen könnten.
Zum Beispiel Sauerstoff. In der Natur bleibt dieses chemische Element nicht lange im reinen Zustand. Es verbindet sich systematisch mit anderen Elementen zu Oxyden. Das geschah auch auf dem Planeten Mars, wo sich der Sauerstoff hauptsächlich zu Eisenoxyd – also Rost – im Boden verbunden hat, was die rot-orange Farbe des Mars erklärt.
Die Atmosphäre der Erde hingegen verfügt über fast 25% Sauerstoff, weil die Pflanzen durch die Photosynthese diesen ständig erneuern. Deshalb könnte eine sauerstoffreiche Atmosphäre sehr wohl auf einen anderen bewohnten Planeten schliessen lassen. Zumindest solange die Chemie des Lebens ähnlich ist wie auf der Erde und der Sauerstoff nicht aus einer anderen Quelle stammt.
Die Suche nach “Biosignaturen” mobilisiert weltweit zahlreiche Forschende aus allen Disziplinen. Vor drei Jahren gründete die US-Raumfahrtbehörde Nasa das Netzwerk “Nexus for Exoplanet System Science”Externer Link (NExSS), das sich der Bestimmung der Bewohnbarkeit von fernen Welten widmet.
Mit dabei sind auch zwei Astrophysiker der Universität Bern. Die beiden sind überzeugt, dass die neue Generation von Teleskopen, darunter der berühmte Hubble-Nachfolger, das James Webb Space TelescopeExterner Link, Antworten bringen werden. Doch in einer MitteilungExterner Link warnten sie bereits vor zu grossen Hoffnungen: “Was wir entdecken, wird keineswegs eindeutig sein”, schrieben sie.
Unsere Nachbarn, die Bakterien
Doch warum sucht die Wissenschaft in derart grosser Entfernung nach Leben? Leben, zumindest eine Form von Leben, lässt sich vielleicht auf dem Mars oder einem der Monde von Jupiter oder Saturn finden, also praktisch vor unserer Nase – wenn man das von Planeten behaupten kann, die immerhin 60 bis 1500 Millionen Kilometer entfernt von der Erde sind.
An dieser Frage arbeitet der Mensch: Bereits seit 50 Jahren erkunden, erschnüffeln, fotografieren und kratzen seine Sonden und Fahrzeuge auf der Mond- und Marsoberfläche und übertragen Daten zur Erde. Heute gilt als gesichert, dass der Mars vor vier Milliarden Jahren auf seiner Oberfläche Wasser im Überfluss hatte (siehe Video der Nasa).
Es ist daher nicht unmöglich, dass sich eine einfache Lebensform entwickelt hat. Denn es ist bekannt, dass jene Elemente, die für die lebende Masse auf der Erde verantwortlich sind, im Universum reichlich vorhanden sind und sich praktisch überall so genannt “präbiotische” komplexe Moleküle bilden können, sogar unter extremsten Bedingungen.
Man fand solche schon auf Kometen, Meteoriten und sogar in Staub- oder Gaswolken, aus denen mit der Zeit Sterne oder Planeten entstehen. Erst letzten Monat gab die Europäische Weltraumorganisation (ESA) in einer MitteilungExterner Link bekannt, ihre Sonde Cassini habe komplexe Moleküle in den Geysiren entdeckt, die auf dem Saturnmond Enceladus durch Eisschichten emporschiessen.
Europa und Ganymed, zwei der Jupitermonde, haben ähnliche Eigenschaften. Auch sie werden durch dickes Packeis vor der Kälte geschützt und wegen der Nähe zu ihrem riesigen Planeten durch Gezeiten erwärmt. Und auch hier ist es möglich, dass Bakterien, also eine andere Lebensform, entstanden sind.
Ohne Titan zu vergessen. Der grösste Saturnmond ist der einzige, von dem bis heute bekannt ist, dass er über eine dichte Atmosphäre, Jahreszeiten und sogar grosse Seen verfügt – letztere aber aus flüssigem Methan. Trotz der grossen Kälte dort draussen sehen die Wissenschaftler zahlreiche Gemeinsamkeiten zwischen Titan und der frühen Erde. Und auch auf Titan wurden präbiotische Moleküle als elementare Bausteine des Lebens identifiziert. Doch ein paar Ziegelsteine machen noch lange kein Haus…
“Sie sind schon unter uns”
Während die Wissenschaft mit kleinen Schritten vorwärtsschreitet, glauben die Menschen an alle möglichen Theorien. Ein Aufruf auf Facebook zur Vorbereitung dieses Artikels erreichte 12’000 Personen. Und es war keine Überraschung, dass ein Teil der Dutzenden Kommentare von Leuten kam, für welche die Aliens uns auf der Erde bereits besucht haben.
Für andere ist ein Besuch viel weniger, die Existenz von Leben im Universum aber sehr wahrscheinlich. “Wären wir allein, wäre das eine schöne Platzverschwendung”, sagte Carl SaganExterner Link, Astrophysiker und Autor populärwissenschaftlicher Werke.
Ein anderer Leser schreibt: Damit ein Besuch überhaupt möglich wäre, müsste man zugeben, dass “die Allgemeine Relativitätstheorie falsch ist und man sich mit Lichtgeschwindigkeit oder sogar schneller bewegen kann. Und dass unsere Existenz ein ausreichend interessantes Thema wäre, um eine mehrere Generationen dauernde Expedition auf unseren Planeten zu schicken”.
Da noch keine formalen Beweise existieren, gibt es auf die Frage nach der Existenz von Leben und sogar Zivilisationen in der Unendlichkeit des Raums im Moment nur eine einzige wissenschaftlich ehrliche Antwort:
Wir wissen nichts!
Ein kürzlich erschienenes Buch erinnert laut an diese Tatsache: “Aliens”Externer Link von Jim Al-Khalili, dessen etwas reisserischer Einband der französischsprachigen Ausgabe zugleich an die Filmplakate des Meisterwerks von Ridley Scott wie auch an die Serie X-Files erinnert.
Der Anglo-Araker Al-Khalili ist Physiker und ein Star der wissenschaftlichen Populärliteratur in Grossbritannien. In seiner Essaysammlung verschafft er einen Überblick darüber, “was die Wissenschaft über das Leben im Universum weiss”.
Doch so aufregend das Buch auch sein mag, Befürworter von Verschwörungstheorien werden enttäuscht sein. In 19 Kapiteln, jedes von einem anderen Autor geschrieben, von denen mancher sein Leben der Suche nach der Wahrheit gewidmet hat, untersucht es die bereits erwähnten Hoffnungen, Leben in unserem Sonnensystem zu finden, aber auch die Wahrscheinlichkeit, dass wir alle falsch liegen, weil wir nur nach einem Leben suchen, das dem ähnelt, das wir kennen.
Denn sogar auf der Erde gibt es Organismen, die unter extremen Bedingungen leben (extrem tiefe oder hohe Temperaturen, hoher Luftdruck oder Abwesenheit von Sauerstoff) und denen es egal ist, ob wir ihre Umgebung als “bewohnbar” betrachten oder nicht.
Im Buch trifft man auch auf das Fermi-ParadoxonExterner Link (“Wenn Ausserirdische existieren, warum sehen sie uns nicht?”) und die Drake-GleichungExterner Link, mit der die Zahl der potenziellen Zivilisationen in unserer Galaxie geschätzt werden kann und die durch den Radioastronomen Frank Drake, Vater des SETI-ProgrammsExterner Link, vorgeschlagen wurde. Doch leider haben auch die Radioteleskope von SETI in mehr als 50 Jahren noch keine ausserirdischen Signale erfasst.
Und eines der Kapitel über den Ursprung des Lebens auf der Erde (laut gegenwärtigem Wissensstand) zeigt gut, dass wir die Frucht einer Serie von sehr unwahrscheinlichen Ereignissen sind, deren Chancen, dass sie mehrmals auftreten, weniger als unendlich klein sind.
Schlimmer als “Alien”
Was die Mythologie betrifft, begnügen sich die Autoren nicht nur mit einem verächtlichen Lächeln. Im Gegenteil tauchen sie ein zu ihren Wurzeln und erinnern daran, dass die berühmten Sichtungen von fliegenden Untertassen, in den 1950er-Jahren in den USA sehr populär, auf einem Missverständnis basieren.
Der Privatpilot Kenneth Arnold war 1947 der erste Zeuge von “fliegenden Untertassen”, obwohl er nie gesagt hatte, diese hätten die Form von Untertassen, sondern seien geflogen, “wie wenn Sie einen Teller nehmen und ihn über das Wasser springen lassen”. Das Gerücht und die lokalen Medien, die einen Scoop witterten, zementierten schliesslich den Begriff, wie das folgende Video zeigt.
Ein weiteres Kapitel von “Aliens” widmet sich den tausenden Augenzeugenberichten von Personen, die überzeugt sind, sie seien von Ausserirdischen entführt worden. Auch hier bietet der Autor des Kapitels, ohne a priori die Wahrhaftigkeit ihrer Schilderungen abzustreiten, eine alternative Erklärung basierend auf zwei bekannten psychologischen Phänomenen: der Schlafparalyse und falschen Erinnerungen.
Enttäuschend? Vielleicht. Aber die “gute Nachricht” für Liebhaber der Science-Fiction ist, dass das Alien von Ridley Scott und seine ekelhafte Reproduktionstechnik vollkommen realistisch sind: Sogar auf der Erde sind zahlreiche Arten bekannt, die sich auf noch gruseligere Art fortpflanzen!
(Übertragung aus dem Französischen: Christian Raaflaub)
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