Woher wissen Wissenschaftler, ob sie Außerirdische gefunden haben?

Im Jahr 2014 drang ein Meteor in die Erdatmosphäre ein und zerplatzte in der Luft über dem Ozean in der Nähe des pazifischen Inselstaates Papua-Neuguinea, wobei er wahrscheinlich winzige Fragmente über den Meeresboden verstreute. Meteore, die in der Atmosphäre verglühen und kleine Spuren hinterlassen, sind nicht ungewöhnlich – die NASA schätzt, dass jeden Tag fast 50 Tonnen Weltraumgestein auf die Erde fallen –, aber der Harvard-Astrophysiker Avi Leob sorgte kürzlich für Schlagzeilen, als er diesen besonderen Meteor namens CNEOS 2014-01 vorschlug -08 oder IM1 könnte tatsächlich ein Teil eines außerirdischen Raumschiffs gewesen sein.

Viele von Loebs Kollegen in den Bereichen Astrophysik und Suche nach außerirdischem Leben (SETI) stehen seinen Behauptungen äußerst skeptisch gegenüber. Sie haben auch Zweifel an den Beweisen geäußert, dass CNEOS 2014-01-08 tatsächlich ein interstellares Objekt ist. Aber Loebs Behauptung – und die darauf folgende Kritik – werfen wichtige Fragen auf: Wie entscheidet man, ob man Beweise für außerirdisches Leben gefunden hat, wenn die Daten oft so klein, weit oder weit entfernt oder einfach nur mehrdeutig sind? Und wie teilen Sie Ihre Erkenntnisse?

„Es ist ein großes Problem“, sagte Jason Wright, Professor für Astronomie an der Penn State. „Wir nennen dies die Post-Detection-Protokolle in SETI.“

Wissenschaftler, die in den 1960er und 1970er Jahren an SETI arbeiteten, darunter Carl Sagan und Frank Drake in den USA sowie Nicolai Kardashev und Iosif Shklovsky in der Sowjetunion, erstellten eine Reihe von Protokollen zur Bewertung potenzieller Funksignale außerirdischen Ursprungs.

Der erste Schritt bestand darin, die Ansprüche auf eine kleine Gruppe zu beschränken. „Wenn man dachte, man hätte etwas gefunden, konnte man es nur mit anderen Wissenschaftlern teilen, ohne es öffentlich zu machen“, sagt er. Das mag heute „unglaublich naiv“ klingen, bemerkt er, aber vor dem Internet machte es Sinn. Nachdem man das Signal analysiert und sichergestellt hatte, dass sie die irdischen Funksignaturen nicht mit Außerirdischen verwechselten, „würde man eine große Ankündigung machen – man würde zur UN gehen und man würde sich an die Regierungen wenden.“

Was die SETI-Protokolle nach der Entdeckung des Kalten Krieges nicht vorhergesehen hatten, waren laut Wright mehrdeutige Signale oder Beweise. Doch diese tauchten bereits in den 1970er Jahren auf, mit einer Reihe von Experimenten an Bord der Viking-Missionen der NASA zum Mars.

Die Tests, die das Vorhandensein organischer Verbindungen und möglicherweise außerirdischen Lebens auf dem Roten Planeten nachweisen sollten, hatten unklare und widersprüchliche Ergebnisse. Ein biologisches Experiment zum Thema Wikinger 1 Das Raumschiff zeigte ein positives Ergebnis für das Vorhandensein organischer Verbindungen, ein negatives Ergebnis und ein drittes Ergebnis, das unbestimmt war. Der leitende Wissenschaftler des Experiments, der 2021 verstorbene Gilbert Levin, argumentierte erst 2012, dass das Experiment tatsächlich Lebenszeichen auf dem Mars gefunden habe.

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Dann, im Jahr 1996, begann ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von David McKay vom NASA Johnson Space Center mit der Untersuchung eines Meteoriten marsischen Ursprungs, bekannt als Alan Hills 84001. Die Mitglieder des Teams waren so überzeugt, dass sie Beweise für versteinertes Leben auf dem Mars im Weltraum gefunden hatten Rock, dass es Präsident Bill Clinton erreichte, der in einer Ansprache an die Nation sagte: „Es spricht von der Möglichkeit des Lebens“.

Obwohl die wissenschaftliche Gemeinschaft zu der Überzeugung gelangte, dass McKay und sein Team sich geirrt hatten, „waren sie einigermaßen verantwortlich [in the first article they published about it]auch wenn sie eindeutig glaubten, dass sie etwas hatten“, sagt Steven Desch, Astrophysiker von der Arizona State University.

Seit der Ankündigung von 1996 haben Wissenschaftler noch mehr darüber nachgedacht, wie sie den Grad der Beweise für Anzeichen außerirdischen Lebens unter verschiedenen Umständen einschätzen können. Die ExoMars-Mission Rosalind Franklin der Europäischen Weltraumorganisation, ein Rover, der 2028 zum Roten Planeten starten soll, wird eine komplexe „Biosignatur-Score“-Rubrik verwenden, um die Vertrauensexperimente zu bewerten, die Anzeichen von Außerirdischen gefunden haben.

Der Schlüssel zu einer solchen Bewertung von Beweisen für außerirdisches Leben liegt darin, zu verstehen, was Ihre Störfaktoren sind, sagt Wright. Anders ausgedrückt: Was könnten Sie entdecken, das Sie mit dem verwechseln, wonach Sie suchen?

Für Astronomen, die nach Anzeichen außerirdischer Telekommunikation suchen: Wenn Sie außerirdischen Funk abhören möchten, müssen Sie Strahlungssignale von der Erde ausschließen. „Wenn sie heutzutage eine SETI-Suche durchführen, gibt es Millionen und Abermillionen von Treffern, sie rufen sie auf, werden entdeckt, und sie stammen alle von terrestrischen Sendern“, sagt Wright. „Es ist äußerst schwierig, diese auszuschließen, um sie loszuwerden. Es ist, als befände man sich in einem überfüllten Raum, in dem alle gleichzeitig redeten und man versuchte, die eine Stimme zu hören.“

Bei Anzeichen technologischen Ursprungs oder Anzeichen versteinerten Lebens in Meteoriten sind Störfaktoren Prozesse, die diese Objekte erzeugen könnten, ohne dass sie auf außerirdisches Leben zurückgreifen. Die meisten Wissenschaftler kamen letztendlich zu dem Schluss, dass das, was wie fossiles mikrobielles Leben in Alan Hills 84001 aussah, durch andere chemische oder geologische Prozesse entstanden sein könnte.

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Vor der Küste von Papua-Neuguinea nutzten Loeb und sein Forschungsteam einen Magnetschlitten, um den Meeresboden entlang der erwarteten Flugbahn des Weltraumgesteins zu ziehen. Sie sammelten kleine Metallkugeln. (Behörden des Inselstaates haben vermutet, dass das Material möglicherweise illegal erworben wurde.) Der Astronom gab in seinem Blog bekannt, dass sein Team ungewöhnliches magnetisches Material gefunden habe, das aus einer Legierung aus Eisen, Titan und Magnesium bestehe und „nicht der bekannten, von Menschenhand hergestellten ähnelt“. Legierungen oder bekannte Asteroiden.“ Er fragte, ob der Asteroid möglicherweise durch eine außerirdische Technologie hergestellt worden sei.

Aber er muss auch ausschließen, dass diese Kügelchen nicht aus den vielen anderen Quellen stammen, die winzige Metallpartikel auf dem Meeresboden erzeugen, sagen SETI-Experten.

„Man müsste sie mit den alltäglicheren Möglichkeiten vergleichen, einschließlich Kügelchen aus [non-intersterstellar] „Asteroidenmaterial trifft auf die Erde“, sagt Desch und weist darauf hin, dass der Meeresboden mit winzigen Stücken gewöhnlicher Meteoriten bedeckt ist. Dann gibt es noch Vulkanasche und künstliche Kügelchen – „Sachen kommen aus Kohlekraftwerken und landen auch auf dem Meeresboden.“

Und beim Vergleich eines möglichen Lebenszeichens mit alltäglicheren Alternativen ist es auch wichtig, die wichtigste Form des Vergleichs in der Wissenschaft zu erhalten – eine Kontrollprobe. Seit seiner Landung auf dem Mars im Jahr 2021 beispielsweise die der NASA Ausdauer Der Rover hat Röhren aus Gestein und Erde gesammelt, die Anfang der 2030er Jahre zur Analyse zur Erde zurückgebracht werden sollen.

Um sicherzustellen, dass es sich bei den Lebenszeichen nicht um eine von der Erde zum Mars gebrachte Kontamination handelt, trägt der Rover fünf „Zeugenröhren“ mit sich, die Erdmaterial enthalten, das theoretisch die Roverproben kontaminieren könnte. Durch kurzes Öffnen der Zeugenröhren auf dem Mars erhalten Wissenschaftler einen Eindruck davon, wie eine terrestrische Kontamination einer Marsprobe aussehen würde.

Laut Desch ist die gleiche Art der Messung sogar noch einfacher durchzuführen, wenn der Meeresboden nach Anzeichen interstellarer Meteoriten abgesucht wird. „Fahren Sie 100 Meilen weg und holen Sie die Sachen dort ab und schauen Sie, ob es anders ist“, sagt er. „Wenn man überall die gleiche Mischung an Dingen findet, sind es nicht nur Außerirdische, sondern einfach nur natürlich.“

Loeb seinerseits sagt, sein Team glaube, dass die gefundenen Kugeln tatsächlich vom Meteor stammen und nicht von anderen Quellen. „Die Zusammensetzung der Kügelchen entlang der Meteorbahn unterscheidet sich von der der Vulkanasche“, schreibt er in einer E-Mail an Populärwissenschaft. „Unsere Kontrollproben wurden Dutzende Kilometer von der Meteorbahn entfernt entnommen und zeigten eine Häufigkeit von Kügelchen, die um den Faktor 10 unterhalb der Meteorbahn lag.“

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Loeb plant, weitere Laboranalysen der gewonnenen Materialien am Harvard College Observatory durchzuführen. Wenn die Geschichte als Richtschnur dient, muss diese Analyse äußerst gründlich sein, da sich die Bestätigung mehrdeutiger Anzeichen außerirdischen Lebens bisher als große und unvollständige Aufgabe erwiesen hat.

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Das heißt aber nicht, dass es keine Bedingungen gibt, die unbestreitbar auf die Existenz außerirdischen Lebens hinweisen würden. Wenn intelligente, weltraumtaugliche Außerirdische wirklich in der Lage sind, die Erde zu besuchen, könnten sie natürlich einem Science-Fiction-Stereotyp der 1950er Jahre entsprechen und auf dem Rasen des Weißen Hauses landen, um um ein Treffen mit dem Präsidenten zu bitten.

„Ein weiteres Beispiel ist die Entdeckung eines technischen Geräts als Relikt eines interstellaren Meteors“, schreibt Leob. „Ein solches Objekt könnte unbekannte Bestandteile haben, einschließlich der Aufschrift: ‚Hergestellt auf einem Exoplaneten‘.“

Überzeugender als das könnte jedoch laut Wright die Entdeckung eines Funksignals sein, das nicht auf natürliche Weise erzeugt werden konnte. „Nur Technologie kann schmalbandige Funkemissionen erzeugen“, sagt Wright und bezieht sich auf Funkübertragungen, die in einem engen Frequenzbereich codiert sind und die Bandbreite effizient für die Datenübertragung nutzen. Er stellt sich „viele Szenarien vor, in denen wir sicher sind, dass es sich um Technologie und Weltraum handelt, und wir sind sicher, dass es nicht uns gehört, weil es nicht lokal ist.“ Das Allen Telescope Array des SETI-Instituts, mehrere Satellitenschüsseln in Kalifornien, ist darauf ausgelegt, nach einem solchen Signal zu suchen.

Aber selbst die Entdeckung eines außerirdischen Funksenders könnte eine ganz neue Ebene der Analyse eröffnen. Nur weil Sie das Signal empfangen, heißt das nicht, dass es für Sie ist, dass Sie es entziffern können oder dass der Absender antworten würde, wenn Sie versuchen würden, mit ihm zu sprechen. „Wir sagen: ‚Nun, dieser Stern hat Funkübertragungen.‘ Manchmal sieht man sie, manchmal nicht. Sie sind definitiv technologisch“, sagt Wright. „Ja, sie haben Funksender. Und das ist alles, was wir wissen.“

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