Sind wir allein im Universum? – Eine oft gestellte Frage aus menschlicher Sicht – Eine kurze Betrachtung von Detlef Hedderich (-Teil 1-)
Erstellt von Detlef Hedderich am 27. März 2010
Sind wir allein im Universum?
- Eine oft gestellte Frage aus menschlicher Sicht
Eine kurze Betrachtung
von
Detlef Hedderich
-Teil 1-
Um die Antwort, meine Antwort dazu, gleich zu Anfang zu beantworten: Nein, sind wir nicht. Mit Sicherheit nicht. Ich meine aber, wir sollten uns diese Frage - die ja viele Science Fiction-Geschichten, -Autoren und -Leser, und neuerdings auch den informierten, mündigen Normalbürger tangiert – einmal etwas näher betrachten, bzw. die etwas differenziertere Antwort oder Erklärung darauf.
Zunächst einmal möchte ich hier einige Dinge in den Raum stellen, wobei ich mir die Arbeit gemacht habe, dem normalen Leser / Besucher dieser Seite eine kleine Hilfe zu geben: da ich nicht jeden Begriff und Zusammenhang aufs neue erklären möchte, habe ich Begriffe, die ich bereits für haltbar ansehe, als Links konstruiert, die dann (zumeist) auf Lexikoneinträge (zumeist) auf die Wikipediaseite führen, damit man sich nochmal – wenn man dies wünscht – näher darüber informiert. Das hat den Vorteil, dass der Lesefluss nicht so leicht unterbrochen wird und alle Leser sich bei Bedarf auf den gleichen Wissensstand bringen können.
Also kehren wir zur Frage dieser kurzen Betrachtung der Frage zurück, ob wir tatsächlich alleine im Universum sind. Da man im Moment davon ausgeht, dass das Universum eine Ausdehnung von ca. 78 x 109 Lichtjahren besitzt und dabei etwa 100 × 109 Galaxien beherbergt, wobei ein grosser Teil davon unserer Galaxis, der Milchstraße ähnlich sind, in welcher sich unser Sonnensystem in einem äusseren Spiralarm befindet, darf man wohl davon ausgehen, dass die Konstellation, die wir bei den Bedingungen, die als Grundlage für Leben auf unserem Planeten, der Erde, Voraussetzung sind, bei der ungeheuren Menge an Galaxien irgendwo noch einmal im Universum vorkommen wird.
Warum aber bin ich hier so knauserig und behaupte nicht einfach, dass alleine durch die enorme Menge an Sternen alleine in unserer Milchstraße, auf jeden Fall viele tausend solcher Konstellationen wie in unserem Sonnensystem vorkommen? – immerhin hat alleine unser heimatlicher Sternennebel, die Milchstraße, eine Ausdehnung (in der galaktischen Ebene) von etwa 100.000 Lichtjahren (30 kpc), und in der Dicke der Scheibe etwa 3000 Lichtjahre (920 pc) und die der zentralen Ausbauchung (engl. Bulge) etwa 16.000 Lichtjahre (5 kpc)! Da sollte es doch nur so wimmeln von Sonnensystemen so wie unser heimatliches eines ist und Leben, wie wir es kennen und wie wir welches darstellen, zuhauf geben, oder etwa nicht?
Auf den ersten Blick scheint das auch so zu sein, und viele Science Fiction-Autoren, -Leser und -Fans benutzen das ja auch immer wieder als Hauptargument, so dass dieses Argument fast schon zu so etwas wie einem Totschlagargument mutiert worden scheint. Ich muss gestehen, dass auch ich in frühen Jahren dieses Argument in die Schlacht warf, wenn mein Gegenüber so gar nichts von außerirdischem Leben im Universum hören wollte. Und davon abgesehen, war man in früheren Jahren doch ziemlich unaufgeschlossen solchen Themen gegenüber.
Doch kommen wir zurück zu der Menge der vielen Sterne alleine in unserer Milchstraße. Diese besteht aus etwa 100 bis 300 Milliarden Sternen! Das ist schon ganz schön viel, aber diese Menge beinhaltet eine Menge von Sternentypen, die ich hier mal aufgelistet habe. Wer sich dafür interessiert, der klickt einfach auf eine Sternenbezeichung:
- Hauptreihensterne
- Weiße Zwerge
- Gelbe Zwerge
- Rote Zwerge
- Braune Zwerge
- Schwarze Zwerge
- Rote Riesen
- Blaue Riesen
- Rote Überriesen
- Neutronensterne
Es gib auch noch weitere Spezialfälle, aber das würde jetzt und hier zu weit führen, uns interessieren im Moment nur die Hauptreihensterne, denn nur die kommen überhaupt als Möglichkeit in Betracht, damit Leben, so wie wir es kennen, entstehen kann.
Wir suchen nämlich nach Sternen wie unsere Sonne einer ist und diese kommen nur in der Hauptreihe vor. Und von diesen wollen wir auch nur einige spezielle anschauen. Denn wenn ein Stern etwa erheblich grösser ist als unsere Sonne haben wir schon das erste Problem: Je größer die Masse eines Sternes ist, umso kürzer ist seine Brenndauer. Die massereichsten Sterne verbrauchen nämlich in nur wenigen hunderttausend Jahren ihren gesamten Brennstoff auf! (Ihre Strahlungsleistung übertrifft dabei die der Sonne um das 100.000fache oder mehr.)
Die Sonne dagegen hat nach 4,6 Milliarden Jahren noch nicht einmal die Hälfte ihrer Hauptreihenphase hinter sich gebracht, das heisst, den aktiven Teil in dem sich Leben bei ihr wohlfühlt. Die massenarmen roten Zwerge entwickeln sich hingegen noch wesentlich langsamer als unsere Sonne. Da das Universum erst etwa 14 Milliarden Jahre alt ist, hat von den masseärmsten Sternen noch kein einziger die Hauptreihe verlassen. Also sind solche kleinen Sterne genauso für das Leben auszuschliessen wie die sehr grossen. Was bleibt sind die sogenannten G1-Sterne. Und die ähneln unsere Sonne ziemlich genau.
Das Problem ist jetzt nur leider, dass genau diese G1-Sterne in über 99,9% aller Fälle immer nur in einem Doppelsternsystem anzutreffen sind. Leider aber sind Mehrfachsternsysteme nicht gerade die Favoriten, wenn es darum geht, dass sich in ihren Systemen Leben entwickeln soll. Zwar kann es auch dort Planeten geben, aber damit sich dort Leben entwickeln kann, braucht es bestimmte Voraussetzungen, die dort wohl kaum anzutreffen sind.
Bei diesen Mehrfachsternsysteme gibt es meistens zwei Typen von Planetenbahnen: Planeten vom “S-Typ”, die nur einen der beiden Sterne umkreisen und dabei vom anderen Stern praktisch nicht beeinflusst werden, da der andere Stern zu weit entfernt und/oder zu massearm ist. Oder Planeten vom “P-Typ”, die zumeist beide Sterne weit außen umkreisen, so als ob sie ein einziger Stern wären. Das Hauptproblem ist dabei neben der Konstanz an lebensfähiger Temperaturen, vor allem die Stabilität des Systems. Denn dieses muss ja über Jahrmillionen stabil bleiben um Leben entstehen zu lassen, und das ist bei solchen Mehrfachsternsystemen mit sehr grosser Sicherheit auszuschliessen.
Jetzt fragt sich der geneigte Leser natürlich: wie kommt es dann, das wir einen solchen G1-Sterne haben und trotzdem kein Doppelsystem? Die Frage lässt sich aber sehr einfach beantworten: wir hatten ungeheures Glück, dass gleich mehrere unglaubliche Zufälle passierten, die wohl in einer Galaxis rein rechnerisch wohl kaum ein zweites mal vorkommen werden.
Zuerst einmal ist es wichtig zu wissen, dass unser Sonnensystem strenggenommen gerade so an der Existenz eines Mehrfachsternsystems vorbei gelaufen ist, haarscharf sozusagen. Das Stichwort ist hier: Jupiter
Jupiter ist, und da werden sich einige Leser sicher wundern, nämlich nur knapp daran vorbeigeschrammt, ein kleiner zweiter Belgeiter unserer Sonne zu werden. Jupiter ist mit einem Äquatordurchmesser von 142.800 Kilometern der größte Planet des Sonnensystems.
Doch Jupiter ist auch der massereichste Planet in unserem Sonnensystem. Er besitzt 2,5-mal so viel Masse wie alle sieben anderen Planeten zusammen. Dadurch liegt bei ihm als einzigem Planeten unseres Sonnensystems der gemeinsame Schwerpunkt mit der Sonne außerhalb der Sonne, etwa 1,068 Sonnenradien vom Sonnenzentrum entfernt. Die Masse Jupiters entspricht 318 Erdmassen beziehungsweise dem 1048. Teil der Sonnenmasse.
Jupiter müsste also bloß etwa 70-mal schwerer sein, um den kleinstmöglichen Stern mit Kernfusion, einen roten Zwerg, zu bilden. Körper aus Wasserstoff mit mehr Masse als Jupiter besitzen auf Grund ihrer erhöhten Gravitation ein kleineres Volumen. Solche Objekte nennt man ab etwa 13 Jupitermassen Braune Zwerge. Wir lernen als nicht nur die Übergänge zwischen Monden und Planeten sondern auch die zwischen Sternen, Braune Zwergen und Planeten sind fließend.
Halten wir also fest: Jupiter mit ein wenig (im Vergleich zu unserer Sonne) mehr Masse und Gewicht und wir würden uns in einem Mehrfachsternsystem aufhalten, bzw. wohl eher nicht, denn wenn Jupiter schwerer wäre gäbe es auch Saturn nicht, und aller Wahrscheinlichkeit nach wohl auch alle anderen Gasplaneten in unserem Sonnensystem nicht. Und das hätte fürchterliche Konsequenzen zur Folge:
Nur der unglaubliche Zufall, dass wir Jupiter und Saturn in unserem Sonnensystem haben, macht die Stabilität des gesamten Systems aus, welches über Jahrmillionen hinweg keine gravierenden Bahnschwankungen der Planeten in unserem Sonnensystem hinnehmen musste.
Modellbeispiele am Computer haben gezeigt, dass das ganze System instabil wird nach einigen Jahrtausenden oder spätestens nach wenigen millionen Jahren, wenn nur ein Gasplanet in unserem Sonnensystem sich befände. Was aber noch wichtiger wiegt ist die Tatsache, dass diese Gasplaneten sich genau an der Position befinden müssen, in der sie sich befinden.
Der Grund dafür ist, dass diese Gasplaneten eine wichtige Funktion in unserem Sonnensystem haben: eine wichtige Komponente des Massengleichgewichtes. Alleine Jupiter stabilisiert durch seine Masse den sogenannten Asteroidengürtel. Ohne Jupiter würde statistisch gesehen alle 100.000 Jahre ein Asteroid aus dem Asteroidengürtel die Erde treffen und Leben dadurch vermutlich unmöglich machen.
Die Existenz eines jupiterähnlichen Planeten und eines weiteren grossen Gasriesen wie Saturn (zur Stabilisierung) in einem Sonnensystem dürfte daher wohl auch Voraussetzung für Leben auf einem anderen Planeten ausserhalb unseres Heimat-Sonnensystems sein…
Ende Teil 1
(wird fortgesetzt!)
Redaktionstip:
Harald Lesch
Sind wir allein im Universum?
Verlag : Komplett-Media
Website: http://www.komplett-media.de
ISBN : 978-3-8312-6008-9
Preisinfo : 19,95 Eur[D] UVP / 20,20 Eur[A] UVP
Alle Preisangaben in CHF (Schweizer Franken) sind unverbindliche Preisempfehlungen.
Legende: UVP = unverbindliche Preisempfehlung, iVb = in Vorbereitung.
Seiten/Umfang : 2 CDs, Laufzeit ca. 140 Min.
Erscheinungsdatum : 2001
Gewicht : 106 g
Aus der Reihe : Alpha Centauri
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Woher kommen die Bausteine des Lebens? Sind die Naturgesetze im Universum überall gleich? Was sind die Voraussetzungen für Leben auf einem Planeten? Sind interstellare Reisen möglich? Diese und viele weitere interessante Fragen beantwortet dieses Hörbuch.
Prof. Dr. Harald Lesch lehrt theoretische Astrophysik an der Ludwig-Maximilians-Universität, München. Seine Hauptforschungsgebiete sind: Schwarze Löcher, Neutronensterne und Plasmaphysik. Im Bayerischen Fernsehen ist er der Star der SPACENIGHT. Teil 1 Warum ist nicht nichts? Woher kommen die Bausteine des Lebens? Sind die Naturgesetze im Universum überall gleich? Teil 2 Was ist Leben? Was sind die Voraussetzungen für Leben auf einem Planeten? Sind interstellare Reisen möglich? Was wäre wenn?
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