Das Fermi Paradoxon

Der 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:

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.

Eine weitere Erklärung für das Fermi-Paradoxon, ist die Dunkler-Wald-Hypothese. Diese postuliert dass viele außerirdische Zivilisationen im gesamten Universum existieren, die sowohl still als auch feindselig sind. Sie halten ihre Unauffindbarkeit aus Angst vor der Zerstörung durch eine andere feindselige und unentdeckte Zivilisation aufrecht. Die Hypothese geht auch davon aus, dass jede raumfahrende Zivilisation anderes intelligentes Leben als unvermeidliche Bedrohung ansehen und daher jedes entstehende Leben, das sich zu erkennen gibt, vernichten würde. Infolgedessen wäre das elektromagnetische Spektrum relativ ruhig, ohne Hinweise auf intelligentes außerirdisches Leben.