Ausserirdisches Leben

Es wird vermutet, dass außerirdische Lebensformen, die sich unabhängig vom Leben auf der Erde entwickelt haben, sich mehr oder weniger deutlich von den uns bekannten Lebensformen auf der Erde unterscheiden könnten.

Die Grauen

Die fiktionalen Greys (rechts) aus der Ufologie   hingegen sollen angeblich humanoide Lebewesen sein. Greys wurden erstmals vom  Ehepaar Betty und Barney Hill beschrieben, das 1961 angab, von Außerirdischen in ein UFO entführt und mehreren medizinischen Experimenten unterzogen worden zu sein. Die Greys sollen im Vergleich zum Menschen einen etwas größeren Kopf mit großen mandelförmigen, tief schwarzen Augen, zwei Atemlöchern und Gehöröffnungen ohne Ohrmuscheln haben. Ihre Münder sind schmal und lippenlos und ihre Zähne auf den ersten Blick nicht sichtbar. Ihre Körpermaße werden mit ungefähr 120 Zentimeter Größe, dünnen, langen Gliedmaßen mit jeweils vier oder fünf Fingern beschrieben. Anfang der 1980er-Jahre wurden die Greys mit dem sogenannten Roswell-Zwischenfall in Zusammenhang gebracht, weil einige der damals befragten Zeugen über einen Abtransport kleiner, grauer Wesen von der Absturzstelle durch das US-amerikanische Militär berichteten.

Der Kampfflieger bei der US-Luftwaffe, Bill Uhouse, war 30 Jahre lang als Ingenieur bei der Area 51 tätig.  Dort arbeitete er an Antigravitations-Antriebssystemen sowohl für Flugsimulatorenals auch für Flugscheiben (UFOS).  Nach seinen Angaben war die erste Flugscheibe, die sie getestet haben, ein Nachbau eines außerirdischen Schiffes gewesen,  das 1958 im Bundestaat Arizona verunglückte. Uhouse gab an, das er mithilfe eines Grauen einen Flugsimulator für spezielles Training in der US-Luftwaffe gebaut hätte. Dieser Graue sei einst selbst Pilot eines abgestürzten Raumschiffes gewesen, welches in der Area 51 aufbewahrt werde. Mit diesem Grauen kommunizierte erauf telepathischer Basis mit einer hochentwickelten Übersetzungssoftware, die eine Technologie der Grauen sein. Der Außerirdische teilte auch mit, das es verschiedene Rassen von Grauen gäbe, darunter kleine, große und welche, die etwa so groß wie Menschen seien.

Die Erde selbst ist etwa 4,6 Milliarden Jahre alt. Vor rund vier Milliarden Jahren entstand das Leben auf der Erde, wie ist nicht genau klar. Einige Forscher vermuten, dass der Beginn vor etwa 3,5 Milliarden Jahren in der Tiefsee zu suchen ist –  andere denken, dass irdisches Leben nicht auf der Erde entstand, sondern durch Asteroiden oder Kometen auf die Erde gebracht wurde. Vor allem einfache außerirdische Lebensformen könnten somit den irdischen ähnlich sein. Andererseits wird aber auch angenommen, dass außerirdische Lebensformen, die sich unabhängig vom Leben auf der Erde entwickelt haben, sich von den uns bekannten Lebensformen auf der Erde unterscheiden könnten. Außerirdisches Leben könnte auch auf ganz anderen chemischen Elementen beruhen. Die Art außerirdischer Lebensformen lässt sich grob in drei Gruppen einteilen:

  1.  humanoide Lebensformen
  2. Lebensformen, die sich von irdischem Leben völlig unterscheiden
  3. niedere Lebensformen (Mikroorganismen)

Falls technologisch fortgeschrittene Lebensformen zu interstellarer Kolonisation fähig wären und zudem ihre Zivilisation über Jahrmillionen aufrechterhalten könnten, könnte die gesamte Galaxie innerhalb weniger Millionen Jahre vollständig kolonisiert sein. Die Tatsache, dass sich bis heute keine Anzeichen dafür finden, wird auch als 1Fermi-Paradoxon (ein Gedankenspiel des Physikers Enrico Fermi aus dem Jahr 1950) bezeichnet: „Der weitverbreitete Glaube, es gebe in unserem Universum viele technisch fortschrittliche Zivilisationen, in Kombination mit unseren Beobachtungen, die das Gegenteil nahelegen, ist paradox und deutet darauf hin, dass entweder unser Verständnis oder unsere Beobachtungen fehlerhaft oder unvollständig sind.“

Mit dem Fermi-Paradoxon eng verbunden ist die 2Drake-Gleichung, mit deren Hilfe die Wahrscheinlichkeit für die gleichzeitige Existenz anderer Zivilisationen in der Milchstraße abgeschätzt werden soll. Es handelt sich allerdings um eine Gleichung, bei der die meisten Faktoren unbekannt sind. Die drakeschen Überlegungen beziehen sich auf Stickstoff und Kohlenstoff basierendes Leben, das sich unter bestimmten Bedingungen entwickeln kann. Die Spezies Mensch gilt als Beweis, dass es funktionieren kann. Auf anderen chemischen Elementen basierendes Leben wie zum Beispiel Schwefel und Silizium wird in der drakeschen Gleichung nicht berücksichtigt, da nicht einschätzbar ist, ob überhaupt und unter welchen Bedingungen solches Leben entstehen kann. Das System und der Planet, auf dem sich auf Stickstoff und Kohlenstoff basierendes Leben entwickeln kann, muss nach der Drake Theorie aber bestimmte astronomische und physikalisch-chemische Voraussetzungen erfüllen. Das Zentralgestirn muss eine geeignete zirkumstellare habitable Zone aufweisen. Dies ist der Fall für Sterne der Spektralklassen F bis M und der Leuchtkraftklasse V (Sterntyp: Zwerg (Hauptreihenstern).

  • F: Farbe weißgelb; Prokyon, Canopus, Polarstern (Oberflächentemperatur: 6000-7350)

  • G: Farbe Gelb; Tau Ceti,Sonne, Alpha Centauri A (Oberflächentemperatur: 5000-5900)
  • 
K: Farbe Orange; Arcturus, Aldebaran, Epsilon, Eridani, Albireo A (Oberflächentemperatur: 3500-4850)
  • 
M: rot-orange; Beteigueze, Antares, Kapteyns Stern, Proxima Centauri (Oberflächentemperatur: 2000-3350)

Das System muss sich außerdem in der galaktischen habitablen Zone (bewohnbare Zone) befinden. Einerseits müssen sich Planeten mit geeigneter Chemie (genügend schwere Elemente) bilden können, andererseits müssen diese Planeten vor kosmischen Katastrophen wie Supernovaexplosionen geschützt sein. Supernovaexplosionen finden bevorzugt in Regionen mit aktiver Sternbildung statt, d. h. hauptsächlich in der Mitte einer Galaxie. Befindet sich ein Stern mit einem Planeten zu dicht an einer Supernovaexplosion wird der Planet zu starker kosmischer Strahlung ausgesetzt, als dass sich dort Leben dauerhaft entwickeln könnte. Ein weiteres Kriterium ist, dass sich der Planet vor Ablauf des kosmischen habitablen Alters bilden muss. Die chemische Evolution auf der Erde zeigt, dass im Universum schätzungsweise seit mindestens 3,5 Milliarden Jahren und seit höchstens 5 Milliarden Jahren Leben existieren kann. Damit sich Leben aber überhaupt erst bilden kann, müssen genügend schwere Elemente (> Lithium) in der galaktischen habitablen Zone einer Galaxie vorhanden sein. Die meisten Elemente mit größeren Ordnungszahlen als Lithium entstehen erst nach und nach infolge von Kernfusionsprozessen, die im Inneren der Sterne durch Nukleosynthese ablaufen. Die Nukleosynthese durch Sterne wird sich aber soweit verlangsamen, dass in voraussichtlich 10 bis 20 Milliarden Jahren für das Ingganghalten der Plattentektonik geologisch wichtige radioaktive Elemente nicht mehr in ausreichender Menge im interstellaren Medium vorhanden sein werden. Ohne Plattentektonik, fällt die zyklische Umwandlung von freiem Kohlenstoffdioxid und Silikaten zu Carbonaten und Siliciumdioxid (und umgekehrt) unter dem Einfluss von Kohlensäure bzw. Kieselsäure aus. Dieser sogenannte Carbonat-Silicat-Zyklus reguliert hauptsächlich den Treibhauseffekt durch Kohlendioxid und Wasser auf einem unbelebten Gesteinsplaneten oder -mond in der habitablen Zone. Dabei regnet atmosphärisches CO2 in Form von Kohlensäure auf das Gestein der Oberfläche. Die Säure erodiert die Silicat-Gesteine und der Kohlenstoff wird in Calcium-Silicat-Mineralen gebunden. Das kohlenstoffhaltige Gestein wird durch tektonische Vorgänge in die planetare Lithosphäre transportiert und dort zu Magma geschmolzen. Durch Vulkanismus wird der Kohlenstoff als CO2 wieder freigesetzt. Diese Umwandlungsprozesse sind erforderlich, um den Planeten für die Bildung von Leben im Sinne der zirkumstellaren, habitablen Zone geeignet zu machen. Ferner sollte auch die Rotationsachse des Planeten nicht zu stark geneigt sein, damit es keine großen jahreszeitlichen Unterschiede gibt.

Tau Ceti ist ein 11,9 Lichtjahre entfernter Stern im Sternbild Walfisch. Von der Sonne aus gesehen ist er nach Alpha Centauri A der zweitnächste sonnenähnliche Stern.  Bislang wurden fünf Planeten mit der 1,75- bis 4-fachen Masse der Erde gefunden, zwei befinden sich womöglich in der habitablen Zone, und es gibt Anzeichen für die Existenz weiterer Planeten. Die drei inneren entdeckten Planeten Tau Ceti b, Tau Ceti c und Tau Ceti d besitzen mindestens 2, 3,1 und 3,6 Erdmassen und haben Umlaufzeiten von 13,9, 35,3 und 94,1 Tagen. Zwei weitere Planeten, Tau Ceti e und Tau Ceti f, besitzen Massen von mindestens 3,9 Erdmassen und befinden sich durch ihre Umlaufzeiten von 162 und 642 Tagen am jeweils inneren bzw. äußeren Rand der habitablen Zone des Sterns befinden. 2017 konnte die Existenz der beiden Planeten Tau Ceti e und f bestätigt werden- Es gab jedoch keine klaren Anzeichen für die Existenz der drei inneren Planeten. Dafür entdeckte man zwei weitere Planeten, nämlich Tau Ceti g und h. Sie besitzen mindestens 1,75 und 1,83 Erdmassen und umkreisen Tau Ceti in jeweils 20 und 49,4 Tagen. Die sonnenähnlichen Eigenschaften von Tau Cetis  und deren Bedeutung für mögliche Planeten und Leben, halten das Interesse an  einer weiteren Erforschung hoch. Tau Ceti wurde und wird immer wieder als Ziel für die Suche nach außerirdischer Intelligenz anvisiert. Die Tatsache das Tau Ceti ein Einzelstern ist und eine Planetenbildung durch keinen zweiten Stern gestört wird,  kann ein Vorteil für die Planetenentstehung sein. Da der Stern auch schon so lange existiert, wäre für die Entstehung komplexen Lebens genug Zeit vorhanden gewesen.

 Im März 2009 wurde das Kepler-Weltraumteleskop der NASA, gestartet , um nach vergleichsweise kleinen Planeten (wie unsere Erde oder kleiner) und damit auch potenziell bewohnbare („habitable“) extrasolare Planeten zu suchen. Die Analyse der Daten lässt den Schluss zu, dass es in der Milchstraße mehrere Milliarden erdgroße Planeten in der habitablen Zone um sonnenähnliche Sterne gibt. Im Dezember 2011 entdeckte das Teleskop den ersten Planeten innerhalb einer habitablen Zone. Der Kepler-22b genannte Stern ist ca. 600 Lichtjahre von der Erde entfernt. Er liegt zwischen den Sternbildern Schwan und Leier. In seinem Planetensystem befindet sich Kepler-22b, ein erdähnlicher Exoplanet. Da er bedeutend größer als die Erde ist, ist auch seine Zusammensetzung vollkommen unklar. Es könnte ein Gesteinsplanet, aber auch ein Ozeanplanet oder ein Gasplanet sein. Auch über eine eventuell vorhandene Atmosphäre des Planeten ist nichts bekannt. Falls der Planet aber eine der Erde ähnliche Atmosphäre besitzt, wird die durchschnittliche Temperatur auf der Oberfläche auf 22 °C geschätzt. Der Planet befindet sich jedenfalls in der habitablen Zone, was die Möglichkeit erdähnlicher Temperaturen und die Existenz von Wasser in flüssiger Form mit sich bringt.

Der Forschungssatellit NASA ist auf einen Planeten gestoßen, der Experten zufolge als potenziell bewohnbar gilt und in etwa der Größe der Erde entspricht. Die Entdeckung wurde von der NASA am 23. Juli 2015 öffentlich bekannt gegeben. Das fremde Sonnensystem „Kepler-452“, um das der neu entdeckte Planet Kepler-452b kreist, befindet sich 1.400 Lichtjahr von der Erde entfernt im Sternbild Cygnus. Die dortige Sonne gehört zur gleichen Sternenklasse wie unsere Sonne, strahlt aber 20% heller. Ein Jahr hat auf dem neu entdeckten Planeten 385 Tage. Die Entfernung von Kepler452b zu seiner Sonne ist nur 5% größer – und damit fast identisch – wie die von der Erde zu unserer Sonne. Das Jahr hat auf Kepler-452b deswegen 385 Tage, ist also 20 Tage länger wie das durchschnittliche Erdenjahr. Der Planet Kepler 452b ist etwa anderthalb Mal so groß wie unsere Erde und die Sonne, um die Kepler 452b kreist, ist mit einem Alter von 6 Milliarden Jahren deutlich älter wie unsere eigene Sonne, die erst 4,5 Milliarden Jahre alt ist. Die fremde Sonne strahlt 20% heller und ihr Durchmesser ist 10% größer als der unserer Sonne. Die Astronomen gehen davon aus, dass der neu entdeckte Planet eine felsige Oberfläche hat: Von der Planetengröße her liegt der Planet hinsichtlich diesem Punkt im Grenzbereich: Er könnte sowohl zu Felsenplaneten wie die Erde, als auch zu Gasballplaneten wie der Jupiter zählen. Weil das Kepler-452-System 1400 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, würde eine Hin- und Reise mit nahezu Lichtgeschwindigkeit rund 2.800 Jahre brauchen.

Weitere Exoplaneten, die durch das Kepler Teleskop entdeckt wurden, sind:

  • April 2013: zwei erdähnliche Planeten in der habitablen Zone (Kepler-62e: Sternbild Leier, 1.200 Lichtjahre von der Erde entfernt). Kepler-62e ist wahrscheinlich ein erdähnlicher Planet, auf dem möglicherweise Leben existiert. Der Planet umkreist sein Zentralgestirn Kepler-62 in 122 Tagen. Er ist ungefähr 60 Prozent größer als die Erde.
  • April 2013: ein weiterer erdähnlicher Planet in der habitablen Zone (Kepler-69: Sternbild Schwan, 2.700 Lichtjahre von der Erde entfernt). Der sonnenähnlicher Stern  wird von mindestens zwei Exoplaneten umkreist. Der äußere Planet, Kepler-69c, könnte erdähnlich sein und Gestein sowie flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche haben.
  • April 2014: ein erdähnlicher Planet in der habitablen Randzone (Kepler-186f: Sternbild Schwan, knapp 600 Lichtjahre von der Erde entfernt). Der Planet hat mit einem Radius von 1,11±0,14 Erdradien in etwa die Größe der Erde oder ist geringfügig größer. Deshalb könnte es sich um einen erdähnlichen Gesteinsplaneten, nicht um einen Gasplaneten handeln. Seine Achsneigung ist stabil wie die der Erde, was es wahrscheinlich macht, dass Kepler-186f auch regelmäßige Jahreszeiten und ein stabiles Klima hat. Kepler-186 empfängt im Vergleich zur Sonne weniger Energie und liegt wahrscheinlich am äußeren Rand der habitablen Zone. Dennoch kann unter der Annahme eines atmosphärischen Treibhauseffekts mit 0,5–5 bar CO₂ auf seiner Oberfläche eine potenziell lebensfreundliche Temperaturen (>0 °C) herrschen. Was bedeutet, dass Oberflächenwasser möglich ist.
  • Januar 2015: System mit fünf nur knapp erdgroßen Planeten (Kepler-444: Sternbild Leier, knapp 120 Lichtjahre von der Erde entfernt). Es wird angenommen, dass die Planeten Gesteinsplaneten sind, die ihren Stern alle auf sehr engen Bahnen umkreisen (weniger als 10 Tage).  Und das bereits seit rund elf Milliarden Jahren, doppelt so lange, wie unser eigenes Sonnensystem existiert. Aufgrund der geringen Entfernung zum Zentralgestirn sind die Oberflächen der Planeten heißer als die von Merkur.

Proxima Centauri b ist der mit einer Entfernung von 4,2 Lichtjahren erdnächste Exoplanet.  Er hat etwa das 1,3-fache der Erdmasse  und umkreist  sein Zentralgestirn in der sogenannten habitablen Zone. Sollte es Wasser auf dem Exoplaneten geben, wäre es dauerhaft flüssig, z. B. in Form von Oberflächenwasser, was eine Voraussetzung für erdähnliches Leben ist. Proxima b ist damit der  heißeste Kandidat für eine interstellare Reise. Doch eine Reise dorthin würde mit der derzeit verfügbaren Geschwindigkeit, das sind derzeit maximal erreichbare 30 km/s (108 000 km/h) etwa 40.000 Jahre dauern. Nur wenn wir so schnell wie das Licht fliegen würden, könnten wir Proxima Centauri b wahrscheinlich in etwas mehr als vier Jahre erreichen, sofern man die Beschleunigung des Raumschiffs und das Abbremsen berücksichtigt. Die heutzutage drei bekannten Antriebsverfahren sind für eine Reise zu weit entfernten Exoplaneten nicht geeignet.

  1. Chemische Antriebe für Raumschiffe besitzen zwar eine hohe Schubkraft, sind aber für derart lange Reisen ungeeignet.
  2. Ionenantrieb: Der Impuls der ausgestoßenen Ionen, den diese Triebwerke nutzen, reicht nicht aus, um in den Bereich der Lichtgeschwindigkeit vorzustoßen.
  3. Nuklearer Pulsantrieb:  Eine Reihe von Atomexplosionen zünden direkt hinter dem durch eine massive Stahlplatte geschützten Raumschiff , wodurch aber auch nicht die notwendige Geschwindigkeit erreicht wird. Die Technik ist im Prinzip heute schon machbar. Die Nasa arbeitete in den 50er- und 60er-Jahren an der Realisierung.

Die derzeit maximal erreichbare Geschwindigkeit von 30 km/s (108 000 km/h) würde die Reisezeit –nur für den Hinflug – lediglich auf etwa 40.000 Jahre verkürzen. Das ist viel zu lang. Sollte ein Astronaut zu Lebzeiten wenigstens den Hinflug schaffen, müsste sein Raumschiff mindestens zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit erreichen. Das ergäbe inklusive Beschleunigungs- und Bremsphase eine Reisezeit von etwas mehr als 44 Jahren. Eher utopische Lösungsansätze sind das Wurmloch oder der Hyperraum.

Die Verbindung zwischen zwei Gravitationsanomalien wird als Einstein-Rosen-Brücke und das gesamte Objekt als Wurmloch bezeichnet, speziell bei Verbindung eines Schwarzen Lochs und eines Weißen Lochs als Schwarzschild-Wurmloch, das nur in eine Richtung durchquerbar ist. Prinzipiell ist es denkbar, dass Wurmlöcher zwei Orte derselben Raumzeit oder zwei unterschiedliche Raumzeiten eines Multiversums miteinander verbinden. Es gibt bislang aber keine experimentellen Beweise für Wurmlöcher. Der Hyperraum ist ein physikalischer Raum, der mehr als drei Raum-Dimensionen besitzt (hinzukommt gemäß der speziellen Relativitätstheorie noch eine Zeitdimension), sodass insgesamt vier Raum-Zeit-Dimensionen vorhanden sind. Der Hyperraum wird zumeist als Parallelwelt mit speziellen Eigenschaften beschrieben, indem die realen physikalischen Naturgesetze zumeist nicht oder nur teilweise gelten.

Weitaus realistischere Lösungen für Langzeitreisen ins All sind Generationen-Raumschiffe und «konservierte» Besatzungen auf Schläferschiffen. Berechnungen für eine Besatzung solcher Generationen-Raumschiffe haben ergeben, dass mindestens 98 Personen beziehungsweise 49 Paare im richtigen Alter nötig sind, um den erdähnlichen Planeten Proxima Centauri b zu erreichen. Die erste Generation der Astronauten würde an Bord gehen, um sich dort fortzupflanzen. Die Crew eines Schläferschiffs würde in einen 3Kryoschlaf – eine Art künstlichen Winterschlaf – versetzt, in dem die Lebensprozesse extrem verlangsamt ablaufen oder angehalten sind. Einmal am Ziel angekommen, wird die Besatzung reanimiert.

Anmerkung des Autors: der ehemalige kanadische Verteidigungsminister Paul Hellyer soll 2014 im russischen TV-Kanal Russia Today folgende brisante Informationen enthüllt haben:

  • Außerirdische besuchen unseren Planeten seit Tausenden von Jahren und leben schon lange unter uns. Der Großteil dieser Besucher soll uns freundlich gesonnen sein, einige aber nicht. Sie kommen von den verschiedensten Sternsystemen, darunter den Plejaden, Zeta Reticuli und anderen. Einige leben sogar in unserem Sonnensystem z. B. auf einem Saturnmond, der Venus und dem Mars. Sie stehen miteinander in Kontakt und sollen Teil einer Föderation sein. Eine Regel dieser Föderation ist es, sich solange nicht in die menschlichen Belange einzumischen, bis sie dazu eingeladen werden. Andererseits hätte die Menschheit bereits viele der außerirdischen Technologien übernommen, beispielsweise LED-Lampen, Mikrochips und Kevöarwesten sowie viele andere Dinge.

Laut Hellyer sind ca. 15-20 % aller UFO-Sichtungen real.

1Der Physiker Enrico Fermi erfand im Jahr 1950 das Fermi-Paradoxon, das ist die Bezeichnung für den Gedankengang, dass es extraterrestrische Intelligenz gibt, die technisch hoch entwickelte Zivilisationen über Millionen von Jahren aufrechterhalten kann. In dieser Zeitspanne sollte es mittels interstellarer Raumfahrt möglich sein, die gesamte Galaxie zu kolonisieren – und der Wahrscheinlichkeit nach sollte dies bereits geschehen sein. Dass die Suche nach den Spuren von außerirdischem Leben bisher erfolglos blieb, erschien ihm paradox. Er fragte sich, warum seien weder Raumschiffe anderer Weltraumbewohner noch andere Spuren extraterrestrischer Technik zu beobachten? Das Paradoxon kann wie folgt zusammengefasst werden:

Der weitverbreitete Glaube, es gebe in unserem Universum viele technisch fortschrittliche Zivilisationen, in Kombination mit unseren Beobachtungen, die das Gegenteil nahelegen, ist paradox und deutet darauf hin, dass entweder unser Verständnis oder unsere Beobachtungen fehlerhaft oder unvollständig sind. Mit dem Fermi-Paradoxon steht die Drake-Gleichung in enger Beziehung. Mit deren Hilfe kann die Wahrscheinlichkeit für die gleichzeitige Existenz anderer Zivilisationen in der Milchstraße abgeschätzt werden soll. Da bisher jedoch die meisten Parameter der Drake-Gleichung unbekannt sind, kann diese derzeit das Fermi-Paradoxon nicht lösen. Bei einem den verschiedenen Erklärungsversuchen wurden die Parameter der Drake-Gleichung so gewählt, dass in unserer Galaxie nur eine einzige Zivilisation existiert – die unsere. Es gibt Schätzungen, die die Wahrscheinlichkeit die einzige Zivilisation in der Milchstraße zu sein, mit 53 bis 95 % angeben. Insofern verliert das Fermi-Paradoxon seinen paradoxen Charakter, weil bereits eine der Grundannahmen bestritten wird. Ein weiterer Erklärungsversuch sagt, dass die Voraussetzung des Fermi-Paradoxons, nämlich eine Zivilisation, die zu interstellarer Kolonisation fähig ist, möglicherweise prinzipiell nicht erfüllt werden kann. In diesem Fall könnte es in der Milchstraße mehrere technische Zivilisationen geben, die jedoch räumlich zu weit voneinander entfernt sind, um sich gegenseitig zu beeinflussen. Entscheidend ist der mittlere Abstand zwischen bewohnbaren Exoplaneten in der Milchstraße und die maximal mögliche Reisegeschwindigkeit. Ein Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit ist laut Albert Einstein nicht möglich. Proxima Centauri ist mit einer Entfernung von etwa 4,247 Lichtjahren der Sonne nächstgelegene bekannte Stern. Die Reise dorthin würde selbst bei annähernd Lichtgeschwindigkeit circa 4,2 Jahren dauern. Das Gleiche gilt für die 20 nächstgelegenen potenziell bewohnbaren Exoplaneten, welche zwischen 4,25 bis 39 Lichtjahre von uns entfernt sind. Ein ganz anderer Erklärungsversuch ist der von dem für die NASA arbeitender Wissenschaftler Geoffrey A. Landis. Nach Landis kann die Kolonisation der Galaxis mittels der Perkolationstheorie als ein der Diffusion ähnlicher Vorgang untersucht werden. Dabei geht er von folgenden zwei Prämissen aus. 1) Jede Zivilisation ist maximal in der Lage, direkte Nachbarsysteme in einem beschränkten Umkreis zu kolonisieren. 2) Jede Kolonie kann sich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit P zu einer ebenfalls kolonisierenden oder aber mit der Wahrscheinlichkeit 1 − P zu einer stagnierenden (bzw. nicht kolonisierenden) Zivilisation entwickeln. In diesem Fall würde die Galaxis nicht gleichmäßig bevölkert, vielmehr würden sich „Blasen“ herausbilden, die von stagnierenden Kolonien umgrenzt sind. Innerhalb dieser Blasen würde danletzteremn keine weitere Kolonisierung erfolgen. Umgekehrt könnte es aber auch Blasen mit einer hohen „Zivilisationsdichte“ geben. Das Verhältnis zwischen diesen Blasen wird dabei maßgeblich von der Wahrscheinlichkeit für erfolgreiche Kolonisierung sowie der Entwicklung zum kolonisierenden bzw. stagnierenden Zivilisationstyp beeinflusst:

Ein anderer Erklärungsversuch besagt, dass es in der Natur technischer Zivilisationen liegt, sich zu zerstören. Der britische Physiker Stephen Hawking behauptet, die Entstehung von Leben ist wahrscheinlich und die Entwicklung von Intelligenz möglich, würde ab einem gewissen Punkt aber instabil werden, sodass es zu einer (unabsichtlichen) Selbstauslöschung käme. Mögliche Auslöser könnten (aktuell) z. B. sein: Atomkrieg, genmanipulierte Viren und unkontrollierbarer Treibhauseffekt. Als weitere Auslöser wurden genannt, mögliche Gefahren durch Nanobots oder eine sich explosionsartig entwickelnde Superintelligenz, die jeweils nicht mehr vom Menschen kontrollierbar seien, aber auch prinzipiell noch unbekannte Unwägbarkeiten. Die astrophysikalische Erklärung basiert auf Ergebnissen des Swift Gamma Ray Explorers, ein Forschungssatellit der NASA, der Gammablitze detektiert und untersucht. Gammastrahlenausbrüche (GRBs) gelten als die energiereichsten Phänomene im Universum. Auch über Lichtjahre entfernt können diese auf den in ihren Strahlenkegeln liegenden Planeten Massensterben und die Vernichtung höherer Lebensformen auslösen. Die Wahrscheinlichkeit für einen die Lebensbedingungen der Erde zerstörenden GRB lag für die vergangenen 500 Millionen Jahre bei 50 %. Von den heute existierenden größeren Galaxien unserer Milchstraße soll nur in einer von zehn Leben – wie wir es kennen –ausreichend lange Zeit gehabt haben, sich ungestört entwickeln zu können. Der amerikanische Astrophysiker J. Richard Gott führt für seinen Erklärungsversuch ein mathematisches A-priori-Argument an. Die These, dass Galaxien in der Regel weitgehend kolonisiert werden, ist unwahrscheinlich, da andernfalls fast alle Lebewesen Mitglied solcher Superzivilisationen wären. Gäbe es solche Zivilisationen, dann wäre es aus statistischen Gründen eher unwahrscheinlich, ausgerechnet als Mitglied einer vergleichsweise kleinen, jungen und noch nicht kolonisierten Zivilisation wie der unsrigen geboren worden zu sein. Diese rein mathematische Überlegung erlaubt keine Aussage über die Existenz außerirdischen Lebens, sondern besagt lediglich, dass, wenn es solches Leben geben sollte, es höchstwahrscheinlich nicht kolonisiert. Damit löst sich Fermis Paradoxon auf, da J. Gott dessen Grundannahme negiert. Die Überlegung J. Richard Gott ist mit dem sogenannten Doomsday-Argument (deutsch Weltuntergangargument) gleichwertig. Das Doomsday-Argument ist eine mathematische Überlegung, die beansprucht, eine Wahrscheinlichkeitsaussage über den Zeitpunkt des Endes der Menschheit anhand von lediglich einer Schätzung der Anzahl aller bisher geborenen Menschen treffen zu können.  Ausgehend von einer derzeitigen Bevölkerungszahl von 7.963 Milliarden und unter der Voraussetzung, dass die Gesamtzahl N aller Menschen, die jemals geboren werden, unterhalb von 1200 20 ⋅ 60 = 1200 (Milliarden) liegt. Aus den Annahmen, dass die Weltbevölkerung sich bei 10 Milliarden gleichzeitig lebenden Menschen stabilisiert und eine Lebenserwartung von 80 Jahren erreicht wird, kann man dann errechnen, wie lange es dauern wird, bis die verbleibenden, 1140 Milliarden Menschen geboren worden sind: Mit 95 % Wahrscheinlichkeit überdauert die Menschheit nicht mehr als weitere 9120 Jahre. Das Doomsday-Argument ist jedoch heftig umstritten.

2Drake-Gleichung  

 N gibt die mögliche Anzahl der außerirdischen Zivilisationen in der Galaxis an, die in der Lage und gewillt wären, mit uns zu kommunizieren =

  • mittlere Sternentstehungsrate pro Jahr in unserer Galaxie
  • Anteil an Sternen mit Planetensystem
  • durchschnittliche Anzahl der Planeten (pro Stern) innerhalb der Ökosphäre
  • Anteil an Planeten mit Leben
  • Anteil an Planeten mit intelligentem Leben
  • Anteil an Planeten mit Möglichkeit und Interesse an interstellarer Kommunikation
  • Lebensdauer einer technischen Zivilisation in Jahren

Aus der Gleichung lassen sich drei Modelle ableiten:

    1. Modell: eine Zivilisation in unserer Milchstraße. Keine Kommunikation.
    2. Modell: 100 Zivilisationen in unserer Milchstraße, 5.000 Lichtjahre mittlerer Abstand zwischen zwei Zivilisationen, mit Möglichkeit und Interesse an interstellarer Kommunikation.
    3. Modell: 4.000.000 Zivilisationen in unserer Milchstraße, 150 Lichtjahre mittlerer Abstand zwischen zwei Zivilisationen, mit Möglichkeit und Interesse an interstellarer Kommunikation.

3Ein wie Science-Fiction anmutender Ansatz für ewiges Leben ist die Kryonik, das heißt Kryokonservierung (auch Kryostase) von Organismen oder einzelnen Organen (meist dem Gehirn), um sie – sofern möglich – in der Zukunft „wiederzubeleben“. Unter Kryokonservierung versteht man das Tiefgefrieren von Körperzellen in flüssigem Stickstoff. Der Stickstoff kühlt die Zellen je nach Methode bis zu minus 77 K (−196 °C) herunter. Dabei sterben sie nicht ab, sondern stellen lediglich ihre Stoffwechselvorgänge ein. Mit dem Erwärmen kehren ihre Vitalfunktionen zurück. Mithilfe dieses Verfahrens ist es möglich, die Vitalität der Zellen nahezu unbegrenzt aufrechtzuerhalten. Das Verfahren eignet sich sowohl für Pflanzenzellen als auch für tierische Zellen. Bisher ist Kryokonservierung im Wesentlichen nur bei einzelnen Zellen möglich. Beim Menschen, z. B. bei Blut, Spermien, Eizellen und Embryonen. Dabei scheint auch längeres Einfrieren kein Problem zu sein, wie die Geburt einer Amerikanerin, die aus einer befruchteten Eizelle hervorging, die über 24 Jahre kryokonserviert war, beweist. Bei größeren, mehrzelligen Organismen bilden sich beim Einfrieren aufgrund der zu geringen Temperaturabsenkung im Kern jedoch Eiskristalle, die so groß werden, dass sie die Zellwände durchbrechen und damit irreparabel zerstören. Einzelne Zellen hingegen können so schnell eingefroren werden, dass das Wasser nur kleine Eiskristalle bildet. Bei kleinen Organen funktioniert Kryokonservierung ebenfalls , wenn man bei vorheriger Präparation der Proben mit richtig abgestimmten Gefrierschutzmitteln zur Behinderung des Wachstums von Eiskristallen diese dann zügig einfriert. Nach heutigem Stand der Wissenschaft erleiden größere Organe und Organismen beim Kryokonservieren jedoch irreparable Schäden. Daher bleibt es abzuwarten, ob in der Zukunft auch ganze Organismen konserviert werden können. In der Natur gibt es natürliche Vorbilder, die Hoffnung machen. Der Waldfrosch oder Insekten, wie die Gallmücke, überleben eingefroren im Winter Temperaturen im zweistelligen Minusbereich aufgrund eines körpereigenen Frostschutzmittels (aus Harnstoff und Glucose). Das funktioniert aber nur bis zu einer bestimmten kritischen Temperatur. Ein anderes Beispiel sind Nematoden, die in Sibirien gefunden wurden. Diese Fadenwürmer waren seit dem Pleistozän vor etwa 42.000 Jahren im Permafrostboden konserviert. Trotz der Tatsache, dass sie seit Zehntausenden von Jahren eingefroren waren, konnten zwei Arten dieser Würmer erfolgreich wiederbelebt werden. Auch im Pflanzenreich gibt es Beispiele für Kryokonservierung. Verschiedene Moose, wie das kleine Blasenmützenmoos, kann bei −135 °C über mehrere Jahre kryokonserviert werden, ohne seine Regenerationsfähigkeit zu verlieren. Auch der Mensch scheint unter bestimmten Voraussetzungen, die Fähigkeit zu besitzen, zumindest teilweises Einfrieren zu überleben. Das zeigt der Fall der Eisfrau in den USA. Am 20. Dezember 1980 blieb die 19-jährige Jean Hilliard auf dem Weg nach Hause mit ihrem Auto auf der vereisten Landstraße in Minnesota liegen . Da sie Angst hatte, im Auto zu erfrieren, machte sie sich auf den Weg zu dem Haus eines Bekannten, der nicht weit entfernt wohnte. Bei minus Temperaturen, Schnee, Eis und starkem Gegenwind erreichte sie zwar die Auffahrt des Hauses, brach aber nur vier Meter vom Einfang entfernt zusammen und verlor das Bewusstsein. Die Temperatur sank in dieser Nacht auf minus 30 Grad Celsius. Sechs Stunden lang lag Jean Hilliard im Schnee, bis sie ihr Nachbar am nächsten Morgen schließlich fand und ins Krankenhaus fuhr. Sie war völlig durchgefroren. Die Ärzte im Krankenhaus stellten nur wenige Lebenszeichen fest, ihre Haut war so gefroren, dass keine Nadel, sie durchdringen konnte, ihre Augen, waren steif gefroren und reagierten nicht auf Licht, aber ihr Herz schlug immerhin – gerade mal zwölf Schläge in der Minute. Die Ärzte wickelten Jean in eine Heizdecke, um sie aufzutauen. Sie waren sich jedoch sicher, dass das Mädchen sterben würde. Und wenn nicht, drohte ihr die Amputation von Gliedmaßen. Nach ein paar Stunden kam Jean jedoch wieder zu Bewusstsein und taute auf. Sie hatte keine Folgen des „Erfrierens“. Drei Tage später konnte sie ihre Beine wieder bewegen, die Erfrierungen an den Gliedmaßen waren weg. Auch der Gefrierbrand, den sie auf dem Körper gehabt hatte, verschwand nach einer Weile wieder völlig. Nach 49 Tagen durfte sie wieder nach Hause. Mediziner erklären diesen wundersamen Fall damit, dass Hilliards Körper versucht habe, sich an die extremen Temperaturen anzupassen und alle Prozesse so verlangsamte, dass nur ein Mindestmaß erhalten blieb. Doch letztlich bleibt der Fall ein Rätsel des Lebens, das die Wissenschaft erst noch ergründen muss.

Das CRISPR-Verfahren: Crispr/Cas9

Gentechnisch modifizierte Organismen (GMO), sind Organismen, deren Erbanlagen mittels gentechnischer Methoden gezielt verändert worden sind. Dazu zählen die gezielte Inaktivierung oder Modifikation einzelner Gene sowie das gezielte Einbringen arteigener oder artfremder Gene. GMOs, in die Gene aus anderen Arten eingeschleust wurden, werden als transgene Organismen bezeichnet, die eingeschleusten Gene als Transgene. Transgene Nutzpflanzen, das heißt Pflanzen, die aufgrund von gentechnischen Veränderungen tolerant gegenüber Pflanzenschutzmitteln oder giftig für bestimmte Schadinsekten sind, werden mittlerweile in zahlreichen Ländern auf über 12 % der globalen Landwirtschaftsfläche angebaut. Der Anteil gentechnisch veränderter Sojabohnen am Weltmarkt z. B. liegt bereits bei über 80 Prozent. Ein Beispiel im Bereich genetischer Modifikation von Mikroorganismen, ist Humaninsulin, das mit gentechnisch veränderten Bakterien hergestellt und zur Behandlung bei Diabetes eingesetzt wird. Es gibt bereits ungefähr 20 molekularbiologische Verfahren, um Gene zu manipulieren. Zu den wichtigsten zählen die Verfahren auf Basis künstlich hergestellter Restrictionsenzyme. Das sind Enzyme, die DNA an bestimmten Positionen erkennen und schneiden können. Restriktionsendonukleasen treten unter anderem in Bakterien und Archaeen auf[1] und dienen dort der Abwehr von Bakteriophagen. Dazu zählen z. B. die Zinkfingernukleasen (ZNF) und die TALENs (Trancription activator-like-effector nuclease). Ein Sonderfall sind CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) . Das sind DNA-Bereiche im Erbgut, deren Sequenz aus sich wiederholenden Abschnitten besteht. Sie treten im Erbgut vieler Bakterien und Archaeen auf. Die Archaeen oder Urbakterien bilden eine der drei Domänen, in die alle zellulären Lebewesen eingeteilt werden. Die anderen beiden Domänen sind die Bakterien (Bacteria), die mit den Archaeen zu den Prokaryoten zusammengefasst werden, und die Eukaryoten (Eukaryota), die im Unterschied zu den Prokaryoten einen Zellkern besitzen. CRISPR dienen einem Mechanismus, dem CRISPR/Cas-System, mit dem sich viele Prokaryoten gegen das Eindringen fremden Erbguts von Viren oder Plasmiden schützen. Das CRISPR/Cas-System bildet die Grundlage der neuen molekularbiologischen Methode, um DNA gezielt zu schneiden und zu verändern. Damit können einzelne DNA-Bausteine eingefügt, entfernt oder modifiziert werden. Das Verfahren funktioniert grundsätzlich bei allen Organismen. Es wird auch in der Tier- und Pflanzenzüchtung und in der Biotechnologie eingesetzt. Mithilfe des CRISPR/Cas-Systems sind punktuelle Veränderungen der DNA an einer vorbestimmten Stelle im Genom möglich. Auf diese Weise können einzelne Gene – genauer: DNA-Bausteine – umgeschrieben oder „editiert“ werden. Das System besteht aus drei Schritten:

Mit der Gentechnik Crispr/Cas9 können Forscher bereits heute Tiere und Pflanzen gestalten. Und möglicherweise Menschen heilen, die Aids, Krebs oder genetische Erbkrankheiten haben. In der Pflanzenzucht wird folgendermaßen vorgegangen: Wenn das für das Editieren erforderliche Guide-RNA seinen Zweck erfüllt und die beabsichtigte Mutation ausgelöst hat, wird es aus der Zelle entfernt. Das geschieht auf natürlichem Wege. Da das zuvor eingeführte Genkonstrukt mit der „Bauanleitung“ für die CRISPR-Werkzeuge den Vererbungsgesetzen unterliegt, sind unter den Nachkommen von zwei Pflanzen mit gentechnisch eingefügten CRISPR-Werkzeugen nach den Mendelschen Erbregeln ein Viertel „transgen-frei“, das heißt, sie enthalten in ihrem Genom keine artfremde DNA mehr. Mit diesen Pflanzen wird dann weitergearbeitet.  Crispr/Cas9 wird auch in der Alterungsforschung eine wichtige Rolle spielen. In den USA wird Kryonik bereits von gemeinnützigen Gesellschaften wie Alcor Life Extension Foundation und Cryonics Institute angeboten. Dort können sich Menschen nach ihrem Tod in Kryostase begeben. In Russland gibt es seit 2006 den kommerziellen Anbieter KrioRus. Die kryonische Lagerung auf unbestimmte Zeit ist nach derzeitigen juristischen Erkenntnissen auch in Deutschland legal. Der entscheidende Schritt bei der Kryonik ist die Wahl des geeigneten Mittels, um die körpereigene Flüssigkeit zu ersetzen. Um die Bildung von Eiskristallen zu vermeiden, bedient sich die Kryonik seit Beginn des 21. Jahrhunderts der Vitrifizierung.  Das ist das Festwerden einer Flüssigkeit durch Erhöhung ihrer Viskosität, während sie abgekühlt wird – wobei eine Kristallisation ausbleibt. Es entsteht ein amorphes  Material. Das kann unter anderem erreicht werden durch rasantes Abkühlen (z. B. in flüssigem Stickstoff) im Zusammenspiel mit Zusätzen, die die Kristallisation verhindern. Entscheidend bei diesem Prozess ist eine Frierung ohne Eiskristallbildung. Eiskristalle führen zu einer Vielzahl mikroskopischer Verletzungen, welche nach heutigem Kenntnisstand als irreversibel einzustufen sind.  Bei der Kryokonservierung größerer Organe und Organismen kommt es bisher zu Schäden, die heute noch nicht behoben werden können.  Zur Lagerung wird der Organismus bzw. das Organ üblicherweise bei, −196 °C in flüssigem Stickstoff gekühlt. Eine bisher unlösbare Herausforderung stellt das Wiederauftauen von größeren Organen und Organismen dar. Während das Auftauen eines größeren Organismus mehrere Stunden in Anspruch nehmen kann, entstehen folgende Probleme: Einerseits dürfen keine kritischen Temperaturen überschritten werden, welche insbesondere eine strukturelle Veränderung von Biomolekülen, wie Proteinen (Eiweiße) oder Desoxyribonukleinsäure (DNS), zur Folge hat, andererseits muss darauf geachtet werden, dass das Gewebe während des Auftauens nicht aufgrund einer Sauerstoffunterversorgung abstirbt. Diese Probleme sind bisher unüberwindbar. Als Kältemittelvariante, um die körpereigene Flüssigkeit zu ersetzen, sind heutzutage Gemische auf Basis von Dimethylsulfoxid, Formamid und Ethylenglykol in Verwendung . Ein weiteres Problem der Kryonik bleibt dabei die Giftigkeit der Substanzen. Kryonik soll aber irgendwann das Instrument sein, etwa um bemannte Raumfahrt mit Unterlichtgeschwindigkeit zu ermöglichen oder um Figuren des Zeitgeschehens in die Zukunft zu übertragen.