Auf der Suche… … nach der 2. Erde

Präsentation zum Thema: "Auf der Suche… … nach der 2. Erde"—  Präsentation transkript:

1 Auf der Suche… … nach der 2. Erde
Sind wir allein? NAWI-Sommer, Gmünd, 2. September 2015 Mag. Dr. Johannes Leitner, CMC; SCI.E.S.COM, Institut für Astrophysik/FPF: ExoLife, Universität Wien

2 Was ist Astrobiologie und was nicht?
Übersicht über den Inhalt: Was ist Astrobiologie und was nicht? … Nein! UFOs haben nichts mit Astrobiologie zu tun Leben, was ist das? Leben im Sonnensystem? … Bakterien? Vielleicht! Intelligentes Leben auf unseren anderen Planeten? Keine Spur! Das Universum – so unermesslich, dass es eine Platzverschwendung wäre … unzählige Galaxien, Sterne und andere Planeten Der erste Exoplanet und die Suche nach einer zweiten Erde … und welche Eigenschaften sollte eine zweite Erde überhaupt besitzen? SETI – Search for ExtraTerrestrial Intelligence … die Geschichte der SETI-Forschung und das WOW!-Signal Die Drake Gleichung und das Fermi-Pardoxon – Wo sind sie? … und wie es gelöst werden könnte Stephan Hawking und seine „Warnung“ vor SETI … denn wir könnten gefunden werden Hätte die Entdeckung außerirdischer Intelligenz Einfluss auf die Religionen? … am Beispiel der röm.-kath. Kirche Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

3 Was ist Astrobiologie und was nicht?
Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

4 X X Was ist Astrobiologie und was nicht?
Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

5 Doch Leben muss nicht zwangsweise intelligent sein!
Was ist Astrobiologie und was nicht? Astrobiologie … … ist eine interdisziplinäre Wissenschaft auf der Suche nach einer Antwort … auf die wohl grundlegendste Frage der Menschheit – Sind wir allein? Doch Leben muss nicht zwangsweise intelligent sein! Auch Bakterien zählen zum Leben und deren Entdeckung auf einem anderen Planeten oder Mond wäre eine wissenschaftliche Revolution! Laut Umfragen … Die wissenschaftliche Disziplin der Astrobiologie beinhaltet die Entstehung, Verbreitung und Suche nach Leben im Universum. … hätte aber erst die Entdeckung von außerirdischer Intelligenz einen bedeutenden Impakt auf unsere Gesellschaft und Kultur. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

6 Leben, was ist das? Leben im Sonnensystem?
Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

7 Leben, was ist das? 1.75 Mio. verschiedene Arten sind taxonomisch erfasst, aber Hochrechnungen lassen 10 bis 100 Mio. Arten vermuten. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

8 dfgsadgsadgsdasdgasgs
Leben, was ist das? Leben heißt Die Unterscheidung zwischen lebendigen Systemen. Sterben. Leben ist eine Eigenschaft von lebend und nicht lebend ist eine Angelegenheit des menschlichen Geistes und nicht der Evolution. dfgsadgsadgsdasdgasgs Mehr als 300 Definitionen für Leben lassen sich allein in der naturwissenschaftlichen Literatur finden. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

9 Lebensdefinitionen, die Begriffe beinhalten, welche für sich selbst
Leben, was ist das? Eine eigene Klassifikation für die Definitionen: Lebensdefinitionen, die Begriffe beinhalten, welche für sich selbst endweder nicht eindeutig oder in verschiedenen Disziplinen verschieden definiert sind. Verschiedene Kombinationen von Eigenschaften terrestrischen Lebens werden eine Definition genannt. Das Konzept des minimalen Lebens. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

10 Leben bei der NASA/ESA:
Leben, was ist das? Leben bei der NASA/ESA: Joyce (1994): Leben ist ein sich selbst erhaltendes chemisches System mit der Fähigkeit zur Darwin’schen Evolution. Baross (2007): Eigenschaften des terrestrischen Lebens: ein Metabolismus thermisches Ungleichgewicht die Aufrechterhaltung des Stoffwechsels, der Aufbau von Strukturen (Zellen), der Energiehaushalt und die Informationsweitergabe sind eine Konsequenz der physikalischen und chemischen Eigenschaften von: Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel und Phospor (4) terrestrische Biomoleküle interagieren mit Wasser, indem sie in Wasser löslich sind oder nicht oder reagieren oder nicht das Leben auf der Erde ist als eine Konsequenz von Mutationen entstanden, wobei auch das Anpassen an sich verändernde Umweltbedingungen und das Aussterben von schlecht angepassten Organismen von Bedeutung ist  Darwin’sche Evolution Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

11 Leben bei der NASA/ESA:
Leben, was ist das? Leben bei der NASA/ESA: Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

12 Doch wie gut sind diese beiden Prozesse wirklich geeignet
Leben, was ist das? Fast alle Hypothesen über Leben inkludieren: Stoffwechsel Reproduktion Doch wie gut sind diese beiden Prozesse wirklich geeignet um Leben zu definieren? Sind es universelle Prinzipien? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

13 Leben, was ist das? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

14 sondern zumindest auf eine Population.
Leben, was ist das? Was haben diese beiden gemeinsam? FOTO VON ALTER FRAU ©geo-reisecommunity.de ©hallo-pferd.de Sie sind beide nicht reproduktionsfähig! Doch niemand würde deswegen behaupten, dass Sie keine Lebewesen sind, oder? Eine Lebensdefinition sollte auch nie auf ein einzelnes Individuum angewendet werden, sondern zumindest auf eine Population. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

15 „assistierte Reproduktion“
Leben, was ist das? Viren … …sind keine Lebewesen, da sie keinen eigenen Stoffwechsel besitzen und deswegen eine Wirtszelle für ihre Reproduktion benötigen. „assistierte Reproduktion“ Was haben die Menschen mit Viren gemeinsam (nicht nur Menschen)? In unserem Verdauungstrakt leben etwa 1014 Mikroorganismen, die unseren Stoffwechsel massiv unterstützen (Abbau von Kohlenhydraten, Verfügbarmachung von verschiedenen Vitaminen). Darüber hinaus ist auch unser Immunsystem wesentlich von Mikroorganismen abhängig. „assistierter Stoffwechsel“ Ist der Mensch dann noch ein Lebewesen? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

16 ? ? Doch wie gut sind diese beiden Prozesse wirklich geeignet
Leben, was ist das? Fast alle Hypothesen über Leben inkludieren Stoffwechsel Reproduktion ? ? Doch wie gut sind diese beiden Prozesse wirklich geeignet um Leben zu definieren? Sind es universelle Prinzipien? Es gibt Konzepte, die man definieren kann, und es gibt solche, die nur eine Geschichte besitzen (Nietzsche). Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

17 X X X X X O Leben im Sonnensystem – auf anderen Planeten?
hier könnte es intelligentes Leben geben X X X X X Venus O Mars Erde ? Bakterien sind nicht ausgeschlossen (Oberfläche, Boden) ? Bakterien sind nicht ausgeschlossen (Atmosphäre) Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

18 Leben im Sonnensystem – auf anderen Planeten?
Venus – Erde – Mars: hier könnte theoretisch bakterielles Leben existieren Frühe Vorstellungen über den Planeten Venus (bis 1960): kalt und erdähnlich, Ozeane, dichte Atmosphäre kalt, mit dicken Polarkappen und einer heißen Äquatorregion und Temperaturen weit jenseits von 100 °C sehr heiß und trocken, eine globale Wüste sehr heiß, Seen aus geschmolzenen Blei am Äquator und diverse Säurentümpel an den Polen Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

19 Leben im Sonnensystem – auf anderen Planeten?
Venus – Erde – Mars: hier könnte theoretisch bakterielles Leben existieren Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

20 Leben im Sonnensystem – auf der Erde
Venus – Erde – Mars: hier gibt es intelligentes Leben Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

21 Leben im Sonnensystem – auf der Erde
Venus – Erde – Mars: hier gibt es intelligentes Leben Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

22 Leben im Sonnensystem – auf der Erde
Venus – Erde – Mars: hier gibt es intelligentes Leben Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

23 Leben im Sonnensystem – auf der Erde
Venus – Erde – Mars: hier gibt es intelligentes Leben Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

24 Leben im Sonnensystem – auf anderen Planeten?
Venus – Erde – Mars: hier könnte theoretisch bakterielles Leben existieren Wir haben Gewissheit über Wasser(eis) im Marsboden… Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

25 Leben im Sonnensystem – auf anderen Planeten?
Venus – Erde – Mars: hier könnte theoretisch bakterielles Leben existieren Die Marsatmosphäre: etwa 95 % CO2 2.7 % Stickstoff 1.6 % Argon 0.13 % Sauerstoff 0.08 % CO aber nur bar Methankonzentration auf der nördlichen Hemisphäre im Sommer Methan ist einerseits Stoffwechselprodukt von Bakterien, andererseits aber auch ein vulkanisches Entgasungsprodukt (Methan selbst ist in der Atmosphäre sehr kurzlebig, muss also ständig nachproduziert oder entgast werden). Möglicherweise durch Mikroorganismen tief im Boden unter Eisspalten? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

26 Leben im Sonnensystem – auf anderen Planeten?
Venus – Erde – Mars: hier könnte theoretisch bakterielles Leben existieren Handelt es sich hier um fossile Nanobakterien? Vor etwa 4 Mrd. Jahren entstanden und vermutlich durch einen Impakt vor 15 Mio. Jahren vom Mars weggeschleudert, landete er vor etwa Jahren auf der Erde. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

27 Leben im Sonnensystem – auf anderen Monden?
Europa – Titan – Enceladus: hier könnte theoretisch bakterielles Leben existieren Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

28 Leben im Sonnensystem – auf anderen Monden?
Europa – Titan – Enceladus: hier könnte theoretisch bakterielles Leben existieren Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

29 Leben im Sonnensystem – auf anderen Monden?
Europa – Titan – Enceladus: hier könnte theoretisch bakterielles Leben existieren Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

30 Das Universum – nahezu unermesslich
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31 Ein Blick in den Nachthimmel:
Sichtbare Universum: Kugel mit 46,6 Mrd. ly Durchmesser (1 ly ≈ 9.5 x 1012 km) Alter des Univ.: 13.8 Mrd. Jahre Mit freien Auge sind von der Erde aus nur drei Galaxien zu erkennen: N-Hemisphäre: Andromedanebel M31 Durchmesser ≈ ly S-Hemisphäre: große und kleine Magellansche Wolke Durchmesser: GMW ≈ ly KMW ≈ ly Hubble Ultra Deep Field 0.01 % des Himmels ≈ Galaxien Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

32 Ein Blick in den Nachthimmel:
Unsere Heimatgalaxie: die Galaxis bzw. die Milchstraße: 100 bis 400 Mrd. Sterne Durchmesser ≈ ly Alter: Balken: Mrd. Jahre Scheibe: Mrd. Jahre Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

33 Wenn wir wirklich allein wären,
Eine riesige Platzverschwendung? Erste Hochrechnungen gehen von etwa 100 Billionen Planeten in der Milchstraße aus. Roman zum Drehbuch: Carl Sagan, einer der Pioniere der Astrobiologie Wenn wir wirklich allein wären, wäre das nicht eine riesige Platzverschwendung? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

34 Der erste Exoplanet und die Suche nach einer zweiten Erde
Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

35 Name: 51 Pegasi b (er gehört zum Stern 51 Pegasi)
Der erste Exoplanet: 1995 wurde der erste Exoplanet um einen sonnenähnlichen Stern entdeckt: Name: 51 Pegasi b (er gehört zum Stern 51 Pegasi) Entfernung: 40 ly von der Erde entfernt Typ: hot Jupiter 1992 (und vielleicht sogar schon 1989) wurden allerdings schon die ersten Exoplaneten. Allerdings umlaufen diese einen Pulsar. Wie es allerdings Planeten um Pulsare geben kann, ist bis heute unverstanden. Pulsare sind das Ergebnis einer Supernova. Wenn sie bereits vor der Supernova existieren, wie konnten sie diese überstehen? Haben sie sich vielleicht erst nachträglich gebildet? Oder sind die Planeten einfangen? Sind sie aus größeren Entfernungen hinein migriert? Bsp. für einen Pulsar, einen schnell rotierenden Neutronenstern (Vela Pulsar) Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

36 2) Radialgeschwindigkeitsmethode
Der erste Exoplanet: Planeten um fremde Sterne können mittels den heute verfügbaren Teleskopen nur sehr eingeschränkt direkt beobachtet werden (aufgrund der Helligkeit des Zentralsterns). Deswegegen benötigt man andere, indirekte, Verfahren um Exoplaneten aufzuspüren: 1) Transitmethode 2) Radialgeschwindigkeitsmethode 3) Mittels astrometrischen Beobachtungen Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

37 Transitmethode: Der erste Exoplanet:
Beispiel für einen Transit im Sonnensystem: der Venustransit Ein astronomisches Jahrhundertereignis: 1631 und 1761 und innerhalb von 130 Jahren gibt es 1874 und nur 2 solche Transits, abwechselnd 2004 und nach 8 und nach 105 bzw. 122 Jahren 2117 und Sonne, Venus und Erde stehen bei einem Venustransit in einer Linie. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

38 Transitmethode: Der erste Exoplanet:
Ein, dem Zentralstern naher, Planet zieht an diesem vorbei und bedeckt ihn dadurch partiell dies führt zu einem periodischen Helligkeitsabfall des Sterns. Durch hochaufgelöste photometrische Untersuchungen kann dieser Helligkeitsabfall gemessen werden. Teleskope: SuperWASP (= Super Wide Angle Search for Planets) auf La Palma und in Südafrika Satelliten: CoRoT, Kepler Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

39 Transitmethode: Der erste Exoplanet:
Ein, dem Zentralstern naher, Planet zieht an diesem vorbei und bedeckt ihn dadurch partiell dies führt zu einem periodischen Helligkeitsabfall des Sterns. CoRoT (Europa): überwachte gleichzeitig Sterne (M) im April 2007 seine erste Entdeckung hunderte neue Exoplaneten Ende: Juni 2013 Kepler (USA): überwachte gleichzeitig Sterne (Schwan) im Jänner 2010: seine erste Entdeckung tausende Kandidaten Ende (Primärmission): August 2013 Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

40 Extrasolare Planeten – Welten um fremde Sterne:
Stand der Keplermission am 7. Jänner 2013: Kandidaten für neue Exoplaneten: 2740 annähernd Erd-Größe: 351 Supererden: Neptun-Größe: Jupiter-Größe: größer als Jupiter: 81 Davon 5 Planeten mit annähernd Erd-Größe in der habitablen Zone für Wasser. Hochrechnungen gehen davon aus, dass sich bei bis zu 60 % aller Sterne Planeten gebildet haben könnten. Weitere Hochrechnungen zeigen, dass es bei % aller bisher bekannten Planetensysteme eine „2. Erde“ geben könnte. Mehrere Milliarden zweite Erden könnten nur in unserer Milchstraße zu finden sein. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

41 2) Radialgeschwindigkeitsmethode:
Der erste Exoplanet: 2) Radialgeschwindigkeitsmethode: Prinzip: Stern und Planet rotieren um den gemeinsamen Schwerpunkt. Die periodische Bewegung des Sterns besitzt dabei eine Geschwindig- keitskomponente in Sichtrichtung = Radialgeschwindigkeit.  daraus wird die Blau- und Rotverschiebung bestimmt und daraus die Umlaufgeschwindigkeit und eine Massenuntergrenze. Die meisten Exoplaneten werden mittels dieser Methode bestätigt. Nachteile: die Sternmasse muss sehr genau bekannt sein nur eine Untergrenze für die Planetenmasse Dopplereffekt: Rot- und Blauverschiebung: Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

42 3) Mittels astrometrischen Beobachtungen:
Der erste Exoplanet: 3) Mittels astrometrischen Beobachtungen: Durch sehr genaue Beobachtungen der Sternpositionen und -bewegungen relativ zum Hintergrund kann ein potentieller Exoplanet entdeckt werden (auch hier: Bewegung um gemeinsamen Schwerpunkt). Sehr hohe Genauigkeit erforderlich. Satellit: ESA GAIA Mission (Start: 19. Dez. 2013): 1 Mrd. Sterne werden genau vermessen Weitere Missionsziele (Entdeckungsschätzung): Bis zu einer Million Asteroiden und Kometen innerhalb des Sonnensystems Planeten außerhalb des Sonnensystems Braune Zwerge Mehrere hunderttausend Weiße Zwerge Supernovae Hunderttausende weit entfernte aktive Galaxien Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

43 AKTUELL: ALMA Der erste Exoplanet:
Seit dem 13. März offiziell eröffnet, jedoch bereits seit 2011 im Betrieb 66 Antennen bestehen, davon 54 mit 12 Metern Durchmesser und 12 mit 7 Metern Durchmesser Das größte (und teuerste) Projekt der erdgebundenen Astronomie Führt Messungen im mm und sub-mm Bereich durch und kann mit bisher unerreichter Auslösung in den Weltraum hineinzoomen Fokus: Entstehungsgebiete von Sternen und Planeten, da die verwendete Wellenlänge besonders gut Gas- und Staubwolken durchdringen kann Junge Galaxien Schwarze Löcher Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

44 AKTUELL: ALMA Der erste Exoplanet: Antennengalaxie (Hubble und ALMA)
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45 Extrasolare Planeten – Welten um fremde Sterne:
Unser Sonnensystem besteht gegenwärtig aus 8 Planeten. Übersicht Exoplanetensysteme (Stand 17. Oktober 2013): Systeme mit 1 extrasolaren Planeten: 618 (618) Systeme mit 2 extrasolaren Planeten: 127 (254) Systeme mit 3 extrasolaren Planeten: 27 (81) Systeme mit 4 extrasolaren Planeten: 9 (36) Systeme mit 5 extrasolaren Planeten: 5 (25) Systeme mit 6 extrasolaren Planeten: 4 (24) Systeme mit 7 extrasolaren Planeten: 1 (7) : Gesamtanzahl der extrasolaren Systeme: 1950 Exoplaneten in 1233 Systemen. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

46 Extrasolare Planeten – Welten um fremde Sterne:
Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

47 Die habitable Zone als ein astronomisches Handwerkszeug:
Gliese 581 Die habitable Zone als ein astronomisches Handwerkszeug: -) basiert auf Wasser als Lösungsmittel per Definition -) basiert auf einer CO2-H2O-N2 Atmosphäre In diesem Sinne vereint die habitable Zone die Eigenschaften der Erde und damit die Bedingungen für terrestrisches Leben in sich. Und setzt dadurch einen geozentrischen Denkansatz in Fragen der Astrobiologie fort! Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

48 Gliese 581 – der Medienstar unter den extrasolaren Planetensystemen:
Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

49 Gliese 581 – der Medienstar unter den extrasolaren Planetensystemen:
Mutterstern: Gliese-581: 20.5 ly von uns entfernt, M-Stern (ein roter Zwergstern) 500 mal leuchtschwächer als die Sonne und nur 1/3 ihrer Masse. Alter: 7 bis 11 Mrd. Jahre Besitzt aktuell mindestens 3 Planeten: „Supererde“ Planet Gliese 581c: -) April 2007 entdeckt -) Rotationsperiode: 13 Erdtage, -) Oberflächentemp.: zw. -3 und 40 °C (je nach Atm.) -) 1.5 facher Erddurchmesser und 5fache Erdmasse Befindet sich am Rand der „habitablen Zone“  gibt es dort flüssiges Wasser? Planet Mass (ME) Gliese 581b 15.6 Gliese 581d 7.1 Gliese 581c 5.4 Gliese 581e 1.9 künstlerische Darstellung von Gliese 581c Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

50 Richtige Zentralsternmasse
Die Theorie der einsamen Erde: Mars-ähnlicher Nachbar (als eventuelle Quelle für Panspermie) Jupiter-ähnlicher Nachbar (als Schutzschild) Mond (zur Bahnstabilisierung, Schutzschild) Richtige Bahnneigung (um Jahreszeiten nicht zu extrem ausfallen zu lassen) Nicht zu viele große Impakte (Gefahr der Sterilisierung) Stabile Planetenorbits (keine Gasriesen, die zu massiven Bahnstörungen führen) Sauerstoff (Photosynthese zur richtigen Zeit, richtiger Gehalt an Sauerstoff) Plattentektonik (CO2-Zyklus, Oberflächenerneuerung) Ozean (nicht zu viel Wasser, aber auch nicht zu wenig) Atmosphärische Eigenschaften ähnlich zur Erde Richtiger Gehalt an Kohlenstoff/Kohlendioxid (Treibhauseffekt) Richtige Position in der Galaxie Richtige Distanz zum Zentralstern Richtige planetare Masse Richtige Zentralsternmasse Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

51 All diese Punkte beschreiben nur den
Die rare Earth Hypothese: ABER !!! All diese Punkte beschreiben nur den Ablauf und die Bedingungen auf der Erde! Den Spielraum der Parameter kennen wir nicht! Leben auf einem anderen Planeten muss sich nicht genauso wie auf der Erde entwickeln! Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

52 SETI – Search for ExtraTerrestrial Intelligence
Stephan Hawking und seine Warnung vor SETI SETI – Search for ExtraTerrestrial Intelligence Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

53 Wo soll man suchen? Wonach soll man suchen?
Die Suche nach einem Signal einer außerirdischen Zivilisation: Wo soll man suchen? Den gesamten Himmel abzusuchen ist nicht nur schwierig, sondern auch äußerst kostenintensiv. Ein Signal in alle Richtungen auszustrahlen bedarf eines wesentlich stärkeren Senders, als gezielt nur in eine Richtung. Ein Signal von einer Zivilisation nur 100 ly entfernt (und damit sehr nah), benötigt 100 Jahre bis es uns erreichen würde. Es ist bis heute auch noch unklar, ob sich aufgrund von interstellaren Staubwolken ein Signal überhaupt so weit ausbreiten könnte, oder ob es „verstümmelt“ werden würde. Wonach soll man suchen? Welche Frequenz würden Außerirdische benutzen? schmalbanding (stärker als das Hintergrundrauschen, konstante Stärke, zum Beispiel ein regelmäßiges Pulsmuster) versus breitbandig? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

54 1900 1909 1920 1959 Zur Geschichte von SETI:
Um 1900: Tesla behauptete Signale vom Mars empfangen zu haben. 1909: Vorschlag mit Ballon und Detektor in der hohen Atmosphäre nach Signalen zu suchen. Anfang 1920er Jahre: Marconi behauptete Signale empfangen zu haben, nicht bestätigt. Sept. 1959: Beginn der modernen SETI-Forschung mit dem Artikel „Searching for Interstellar Communication“ der beiden Physiker Cocconi und Morrison. Es wurde die Verwendung von Frequenzen von 1-10 Ghz vorgeschlagen (gr./kl. Frequ. wären Störungen unterworfen). Am allerbesten geeignet: 1.42 Ghz (die 21-cm-Linie des Wassers, auf dieser Frequenz strahlt neutraler Wasserstoff). Auf dieser Frequenz wird auch nach interstellaren Wasserstoffwolken gesucht. Eine außerirdische Spezies wäre also für diese Frequenz sensibilisiert. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

55 1960 1961 1964 1971 Zur Geschichte von SETI:
1960: Frank Drake: Projekt Ozma (Green-Bank Observatorium), benutze die Frequenz von 1.42 Ghz, keine Auffälligkeiten gefunden 1961: erste SETI-Konferenz in Green-Bank (auch Carl Sagan war dabei) 1964: startete die damalige SU ebenfalls SETI-Programme 1971: Zyklop Studie/NASA: m-Teleskope, die Kosten wären jedoch 10 Mrd. USD zu hoch gewesen, wurde nie gebaut Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

56 1974 Zur Geschichte von SETI:
1974: Arecibo-Observatorium: eine Botschaft wurde abgestrahlt, in Richtung des Kugelsternhaufens M31 ( ly entfernt): ein Bild von Arecibo, eine menschliche Figur, DNA und die für das Leben auf der Erde erforderlichen Elemente  Aktives SETI (vgl. Hawking und die Gefahren des aktiven SETI) Green-Bank-Observatorium Arecibo-Observatorium Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

57 Können Sie die Inhalte der Botschaft erkennen?
Aktives SETI: Arecibo Message Können Sie die Inhalte der Botschaft erkennen? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

58 Können Sie die Inhalte der Botschaft erkennen?
Aktives SETI: Arecibo Message Können Sie die Inhalte der Botschaft erkennen? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

59 Aktives SETI: Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

60 Voyager Golden Record Aktives SETI:
Datenplatte mit Bild-/Audioinformationen angebracht auf den beiden Raumsonden Voyager 1 und 2 … … in der Hoffnung eine außerirdische Spezies trifft einmal auf die beiden Sonden. Lebensdauer der Informationen: etwa 500 Mio. Jahre. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

61 -) eine Erklärung wie man die Audioplatte abspielen/dekodieren kann
Aktives SETI: Beinhaltet: -) eine Erklärung wie man die Audioplatte abspielen/dekodieren kann -) die Schwingfrequenz des neutralen Wasserstoffs -) die Position der Erde relativ zu 14 Pulsaren und zum Zentrum der Milchstraße -) 115 gespeicherte Bilder -) Grüße in 55 Sprachen, dt: „Herzliche Grüße an alle“ -) Geräusche von Wind, Donner, Tieren -) 90 Minuten Musik (z.B. Bach, Beethoven, Mozart) -) eine geschriebene Botschaft des damaligen UN-Generalsekretärs Kurt Waldheim und eine vom US-Präsidenten Jimmy Carter Wurde auch oft kritisiert: falsches Bild der Menschheit Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

62 1979 1980 1985 1992 1995 Zur Geschichte von SETI:
1979: Universität von Kalifornien startet ein eigenes SETI-Projekt. 1980: Carl Sagan und andere Wissenschaftler gründen die Planetary Society (zur privaten Finanzierung von SETI-Projekten); Steven Spielberg hat in der Vergangenheit viel Unterstützung geleistet. 1985: Ohio State Univ. startet ebenfalls ein eigenes SETI-Projekt. 1992: USA/NASA startet ebenfalls ein SETI-Programm (Suche bei 800 nahen Sternen), 1993 wurde das Programm allerdings wieder beendet (aus finanziellen Gründen). 1995: Projekt Phoenix (privat finanziert): nutze Green-Bank und Arecibo Observatorium, 800 Sterne innerhalb von 200 ly wurden erfolglos untersucht. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

63 1999 2010 Zur Geschichte von SETI:
1999: Univ. Berkley startet um die Rechenleistung interessierter Heim-PC-Nutzer für die Signalanalyse zu verwenden (Bildschirmschoner). Es wird ein neues Teleskop gebaut (Allen-Array, unterstützt vom Microsoft Mitbegründer Paul Allen): m-Teleskope. Im April 2011 wird die Forschung mit dem Teleskop aus finanz. Gründen eingestellt. 2010: Projekt Dorothy: anlässlich des 50-jährigen Jubiläums von Projekt Ozma wird eine Beobachtungskampagne mit Wissenschaftlern aus 15 Ländern durchgeführt. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

64 Alternative zur Wasserstofflinie:
Optisches SETI: Alternative zur Wasserstofflinie: Die Suche nach Signalen im sichtbaren und infrarotem Bereich. Hintergrund: Außerirdische könnten zur Kommunikation zwischen deren Planeten starke Laser verwenden. Deswegen sucht man nach Laserpulsen (die pro Puls die Helligkeit der Sonne weit übertreffen könnten. Problem: durch die starke Fokussierung auf ein spezifisches Ziel ist es unwahrscheinlich einen nicht definitiv auf die Erde gerichteten Strahl zu identifizieren. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

65 Haben wir etwas entdeckt?
Stephan Hawking und seine Warnung vor SETI Haben wir etwas entdeckt? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

66 Das Wow!-Signal: Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

67 die FAST alle eine natürliche Erklärung gefunden haben.
Das Wow!-Signal: Im Laufe der folgenden Jahre wurden noch über 25 verdächtigte Signale empfangen – die FAST alle eine natürliche Erklärung gefunden haben. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

68 am 15. August 1977 durch das Projekt „Big Ear“,
Das Wow!-Signal: am 15. August 1977 durch das Projekt „Big Ear“, Ohio State Univ. aufgezeichnet schmalbandig, wurde 72 Sekunden lang gemessen allerdings nur einmalig beim nächsten Empfangsfenster (3 Minuten später) konnte das Signal nicht mehr detektiert werden mit der 30-fachen Standardabweichung stärker als das Hintergrundrauschen Frequenz: vermutlich Ghz (sehr nahe an der Wasserstofflinie) Ursprung: aus der Richtung von Sagittarius (Richtung Zentrum der Milchstraße) mit dem wesentlich empfindlicheren Very Large Array (ESO) konnte das Signal nicht bestätigt werden Signal besaß es eine Modulation (ähnlich der Arecibo-Botschaft)? Möglicherweise! Die Technik beim Projekt Big Ear war damals noch nicht sensibel genug dafür. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

69 Das Fermi-Paradoxon Wo sind sie?
Stephan Hawking und seine Warnung vor SETI Das Fermi-Paradoxon Wo sind sie? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

70 Wie viele bewohnbare und kommunikationsfähige Welten könnte es geben
Die Drake Gleichung: Wie viele bewohnbare und kommunikationsfähige Welten könnte es geben (unter der Grundannahme, dass diese kommunikationswillig sind)? Drake Gleichung: N Anzahl Zivilisationen in der Milchstraße, die mit uns kommunizieren könnten R* mittlere Sternentstehungsrate fg Sterne mit potentiell habitablen Planeten fp Sterne mit Planetensystemen ne Anzahl der potentiell habitablen Planeten in einem System fl habitable Planeten, auf denen komplexes Leben entstanden ist fi Bruchteil von fl mit intelligentem Leben fc Planeten mit intelligentem Leben, die Technologie entwickeln L mittlere Lebensdauer einer technologischen Zivilisation Fast alle dieser Parameter sind unbekannt und bieten damit einen breiten Spielraum für unterschiedlichste Szenarien! Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

71 3 grundlegende Szenarien können unterschieden werden:
Die Drake-Gleichung: 3 grundlegende Szenarien können unterschieden werden: -) pessimistisches Modell: 1 Zivilisation (uns) -) optimistisches Modell: 100 Zivilisationen mit einem mittleren Abstand von 5000 ly -) enthusiastisches Modell: 4 Mio. Zivilisationen mit 150 ly Abstand Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

72 Das Fermi Paradoxon: Und wo sind sie? Enrico Fermi, 1950: WO SIND SIE?
Annahme: es existiert genau 1 Zivilisation, die interstellare Raumfahrt betreibt … innerhalb von 40 Mio. Jahren wäre die Galaxis besiedelt (vielleicht sogar schon innerhalb von 20 Mio. Jahren) Verschiedene Antworten auf diese Frage wurden im Laufe der Zeit gegeben: -) Rare Earth Hypothese – Wir sind tatsächlich allein -) Unmöglichkeit interstellarer Kolonisation/Kommunikation -) Mangelndes Interesse an Raumfahrt -) Komplett andere Technologie -) Sie existieren – aber wir haben sie verpasst (sie sind ausgestorben) -) Sie existieren – aber ignorieren uns (Zoohypothese) Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

73 Stephan Hawking und seine Warnung vor SETI Stephan Hawking und
Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

74 … denn wir könnten gefunden werden!
Die andere Seite von SETI – Stephan Hawking und seine Warnung vor SETI: … denn wir könnten gefunden werden! Der große Physiker und Nobelpreisträger für Physik äußerste sich anlässlich einer 50-Jahre-Jubiläumsfeier von SETI äußerst „vorsichtig“. Er selbst ist von der Existenz intelligenter Lebewesen überzeugt, aber warnte auch gleichzeitig vor Versuchen der Kontaktaufnahme und dem Senden von Botschaften, welche die Erde zu einem Leuchtfeuer im Kosmos machen. „Fortschrittliche Aliens würden wohl ein Nomadenleben führen, und versuchen alle Planeten, die sie finden zu erobern und zu kolonisieren.“ „Käme eine außerirdische Rasse zur Erde, dann wäre dieses Szenario wohl mit der Landung von Christoph Columbus in Amerika zu vergleichen und wir wissen alle, was aus den Ureinwohnern wurde…“ Es bleibt die Frage, was uns mehr Angst macht: Zu wissen, dass wir allein sind, oder zu wissen, dass wir es nicht sind? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

75 außerirdischer Intelligenz theologische Implikationen?
Hätte die Entdeckung außerirdischer Intelligenz theologische Implikationen? Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

76 L‘Osservatore Romano: Nr. 24, 2008
Für die röm.-kath. Kirche ist die Frage nach außerirdischer Intelligenz ein brennendes Thema: L‘Osservatore Romano: Nr. 24, 2008 Auszug aus einem Interview mit Pater Funes, Direktor des vatikanischen Observatoriums: Valiente: Würde die Entdeckung außerirdischen Lebens ein Problem für den Glauben darstellen? Funes: Das denke ich nicht. Wie es eine Vielzahl von Kreaturen auf der Erde gibt, so könnte es auch andere – ebenfalls intelligente – Lebewesen geben, die von Gott geschaffen wurden. Das steht nicht im Widerspruch zu unserem Glauben, denn wir können der schöpferischen Freiheit Gottes keine Grenzen setzen. Um es mit dem hl. Franziskus zu sagen: Wenn wir die irdischen Geschöpfe als „Bruder“ oder „Schwester“ ansehen, warum sollten wir dann nicht auch von einem „außerirdischen Bruder“ sprechen? Er würde ja auch zur Schöpfung gehören. Valiente: Wenn es aber nun Sünder wären, wäre dann auch für sie eine Erlösung möglich? Funes: Jesus ist ein einziges Mal Mensch geworden. Die Fleischwerdung ist ein einmaliges und unwiederholbares Ereignis. Ich bin jedoch sicher, dass auch sie in irgendeiner Weise die Möglichkeit hätten, sich – wie auch wir Menschen – der Bamherzigkeit Gottes zu erfreuen. Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

77 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?

78 über außerirdisches Leben?
Lust auf mehr? … aus dem Sonnensystem, über außerirdisches Leben? Weitere Vorträge unter und unter Weitere Vortragsthemen: Gefahren aus dem All Sex im All Der Ursprung der Elemente Wann wird der erste Mensch seinen Fußabdruck auf dem Mars hinterlassen? Rekorde im Sonnensystem und viele weitere… Preis: 15 EUR Preis: 7.90 EUR Leitner Johannes Auf der Suche nach der 2. Erde – Sind wir allein?