Drake-Gleichung
Die Drake-Gleichung dient zur Berechnung der Anzahl der technischen intelligenten Zivilisationen in unserer Galaxie der Milchstrasse. Sie wurde von Prof. Dr. Frank Drake entwickelt und 1961 vorgestellt. Die Formel gilt seither als Grundlage aller weiterführenden Diskussionen in Bezug auf die Suche nach extraterrestrischem Leben.
Table of contents |
2 Gleichung 3 Faktoren |
Auf Schwefel und Silizium basierendes Leben wird in der Gleichnung nicht berücksichtigt, da nicht genau vorhersehbar ist, ob überhaupt und unter welchen Bedingungen solches Leben entstehen kann. Die Drakeschen Betrachtungen beziehen sich auf Leben das sich unter bestimmten Bedingungen aus Eiweiß + Kohlenstoff + Unsicherheitsfaktor entwickelt. Die Spezies Mensch gilt als Beweis, dass es funktionieren kann. Das System und der Planet auf dem sich solches Leben entwickeln soll, muss bestimmte astronomische und physikalisch-chemische Voraussetzungen haben.
Es werden sonnenähnliche Einzelsterne der zweiten oder dritten Generation gesucht. Nur in ihrer Umgebung gibt es genügend gesteinsbildende schwere Elemente. Nur sie haben eine Lebensdauer von mehreren Milliarden Jahren um der Evolution hinreichend Zeit zu geben und nur sie brennen gleichmäßig. Strahlungsausbrüche (Superflares) würden jedes Leben vernichten. Sterne mit mehr Masse werden nicht so alt, leichtere Sterne liefern zu wenig Energie. Das System muss eine ausreichende Distanz vom Galaktischen Zentrum haben, denn da existiert ein gefährliches schwarzes Loch und es gibt eine hohe Sternendichte. Dadurch können die Planetenbahnen gestört werden. Die Umlaufbahn muss eine Rotationsperiode haben, die kurz genug ist um eine gleichmäßige Bestrahlung zu gewährleisten. Die Rotationsachse darf nicht zu stark geneigt sein, damit es keine großen jahreszeitlichen Unterschiede gibt. Die Planetenmasse muss groß genug sein um eine Atmosphäre zu halten, ist sie zu groß entsteht ein Treibhauseffekt. Luftdruck und Ozonschicht müssen harmonisieren. Es muss ein planetares Magnetfeld zum Schutz vor kosmischen Teilchen (kosmische Strahlung, Sternwinde) geben. Es wird eine Plattentektonik benötigt die die Bildung von Landmassen ermöglicht. Es muss ein geochemischer Karbonat-Silikat-Zyklus als langfristiger Thermostat existieren um Sonneneinstrahlung zu kompensieren. Es müssen radioaktive Nuklide im Kern existieren, die für genügend Hitze und innere Dynamik sorgen. Es müssen Ozeane in einem ausgewogenen Verhältnis existieren. Ein Mond in der richtigen Umlaufbahn muss für eine stabile Neigung der Rotationsachse und somit für stabiles Klima sorgen. Die Umlaufbahnen aller Planeten müssen stabil und geordnet sein, damit sie sich nicht gegenseitig behindern und ein orbitales Chaos verursachen. Ein Gasriese wie bei uns Jupiter wird als "Türsteher" benötigt um Kometen abzufangen oder abzulenken. Einige Meteoriteneinschläge sind als Evolutionsbeschleuniger nötig, zu viele verhindern die Entstehung von Leben. Weiterhin muss es Klimagebiete geben in den Eiweißfreundliche Temperaturen von -25 bis +60°C herrschen und es muss Wasser in flüssiger Form vorhanden sein.
mittlere Sternentstehungsrate pro Jahr:
Anteil an Sternen mit Planetensystem:
Anzahl der Planeten in der Ökosphäre:
Planeten mit Leben:
Planeten mit intelligentem Leben:
Interstellare Kommunikation:
Lebensdauer einer technischen Zivilisation: Vorbetrachtung
Gleichung
gibt die Anzahl der technischen intelligenten Zivilisationen in unserer Galaxie an.
Faktoren
Die mittlere Sternentstehungsrate ist durch empirische Beobachtungen z.B. durch das Hubble-Weltraumteleskop relativ genau bekannt und beträgt 1. Bei der Betrachtung ist zu beachten das ein Stern mittlerer Größenordnung benötigt wird. Sterne die größer und leuchtstärker als die Sonne sind, verbrauchen ihre Energie bereits in weniger als einer Milliarde Jahre, so dass für die Entwicklung von Leben auf geeigneten Planeten nicht genug Zeit bleibt. Es wird deshalb nach Sternen gesucht, die mit unserer Sonne vergleichbar sind, da man davon ausgeht, dass die Entwicklung von Leben wie auf der Erde etwa eine Milliarde Jahre dauert. Etwa 70 Prozent der Sterne sind leuchtschwache rote Zwerge. Zwar haben diese Sterne ein Lebensdauer, die um eine Größenordnung höher ist als die der Sonne, dafür ist ihre Leuchtkraft, ihre Masse und Gravitationskraft wesentlich geringer. Weiterhin ist ca. jede 2. Entstehung ein Doppel- oder Mehrfachsternsystem. Es handelt sich hierbei um zwei oder mehr Sterne, die sich gegenseitig Umkreisen, genauer gesagt um ihren gemeinsamen Schwerpunkt rotieren. Physikalische Simulationen haben gezeigt, dass Planeten in solchen Systemen eine äußerst instabile Bahn haben, und früher oder später in eine der Sonnen abstürzen oder gänzlich aus dem System hinausgeschleudert werden (Drei- und Mehrkörperproblem). Eine Ausnahme bilden Planeten, die von ihren Sonnen so weit entfernt sind, dass die Anziehungskraft der beiden Sterne auf den Planeten wie die eines einzelnen Sterns wirkt und der Planet dadurch wieder eine stabilere Bahn hat (Zweikörperproblem). Die Wahrscheinlichkeit das ein Mehrfachsternsystem über längere Zeit Planeten hat ist sehr gering.
Wie viele Sterne in unserer Galaxie haben ein Planetensystem? Beobachtungen zeigen, dass ungefähr die Hälfte aller Sterne Planetensysteme wie unsere Sonne haben können. Seit 1995 wurden mit sehr empfindlichen Detektoren durch Messung der Radialgeschwindigkeit von sonnenähnlichen Sternen bereits über 30 extrasolare Planeten entdeckt. Der Stand Februar 2002: 70 Planeten bei 60 Sternen. Mit zunehmender Genauigkeit der Instrumente, neuen Methoden und besser auflösenden Teleskopen werden noch genauere Messungen möglich sein.
Die Ökosphäre ist der Bereich im Sonnensystem, in dem die physikalischen Bedingungen die Entstehung von Leben nicht von vornherein ausschließen. In unserem Sonnensystem befinden sich Venus, Mars und Erde in der Ökosphäre.
Auf wie vielen Planeten in der Ökosphäre könnte Leben entstehen? Für diesem Faktor gibt es keine wissenschaftlich belegbaren Zahlen. Es gibt nur das Beispiel unseres Sonnensystems.
Wenn sich auf einem Planeten Leben entwickelt, so muss es sich nicht zu intelligentem Leben entwickeln. Auch für diesem Faktor gibt es keine wissenschaftlich belegbaren Zahlen. Es kann nur unser Sonnensystem als Beispiel herangezogen werden.
Wie viele der Intelligenten Zivilisationen haben Interesse an Kommunikation mit anderen Individuen? Denn nur wenn Sie Interesse an Kommunikation haben besteht für uns die Möglichkeit sie zu finden. Man geht davon aus, dass Intelligente Wesen auch auf die Suche nach extraterrestrischen Leben gehen.
Als technischen Zivilisation bezeichnet man eine Zivilisation, die in der Lage ist ein Radiosignal aus dem Weltraum zu empfangen und ein Signal in den Weltraum zu senden. Leben auf Planeten ist durch externe und interne Faktoren bedroht. Eine komplette Zerstörung kann durch Ereignisse ausgelöst werden, die in der Erdgeschichte schon mehrmals zu Massenaussterben geführt haben. Dazu zählen drastische Klimaveränderungen durch massive Vulkanausbrüche und Einschläge von Kometen oder Kleinplaneten. Die größte Gefahr liegt jedoch bei der Selbstzerstörung einer technischen Zivilisation.