Statistik-Expertin Schüller - Wie realistisch ist es, dass wir nicht allein im Universum sind?

Statistik-Expertin Katharina Schüller erklärt die Wahrscheinlichkeit, ob wir allein im Universum sind. dpa, Katharina Schüller

Allein die Milchstraße hat Schätzungen zufolge Milliarden an Planeten. Und unsere Galaxie ist nur eine von wahrscheinlich Milliarden weiteren. Wenn es nun im Universum an die Trilliarden Planeten gibt, dann wird es doch wohl irgendwo einen mit intelligenten Wesen bewohnten Planeten geben? Oder nicht? Von Statistik-Koriphäe Katharina Schüller.

Diese Frage wird seit nun mehreren Jahrzehnten im Forschungsfeld SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) versucht zu beantworten. Und wenn wir uns mit Fragen der Unsicherheit in zufälligen Ereignissen beschäftigen, brauchen wir Kenngrößen der Wahrscheinlichkeit.

Nicht erst seit der Suche und Entdeckung von Wasserspuren auf dem Mars wissen wir, dass es einige Eigenschaften gibt, die ein Planeten erfüllen muss, damit er bewohnbar sein muss: der richtige Abstand zu einem Stern, eine schützende Atmosphäre, Wasservorkommen… Unsere Erde erfüllt sie alle. Aber wie viele weitere Planeten gibt es, die diese Kriterien erfüllen?

Packt man das Alter des Universums (etwa 13,8 Milliarden Jahre), die Dichte der Atome, die Dichte der Materie, die anfängliche „Unregelmäßigkeit“ des Universums, also kleine Variationen oder Schwankungen in der Dichte der Materie im frühen Universum, die eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Galaxien und Galaxienhaufen spielten, und einem Parameter, der die Unregelmäßigkeiten auf kleineren Skalen beschreibt in ein kosmologisches Modell, so ergibt sich, dass Atome nur 4 % des sichtbaren Universums ausmachen. Dunkle Materie hat ungefähr einen Anteil von 24 % und der größte Teil, nämlich 72 %, ist dunkle Energie, also Energie, die mit leerem Raum assoziiert wird. (Quelle: Spergel, 2014)

Frank Ronald Drake stellte 1961 die bald berühmte Drake-Gleichung auf, die nicht direkt beantwortet, wie viele bewohnbare Planeten es gibt, stattdessen ausrechnet, wie weit entfernt zwei bewohnbare Planeten voneinander sein könnten. Die Gleichung wurde in diesem Jahrtausend erweitert zu der statistischen Drake-Gleichung. Die Antwort: Mit einer Wahrscheinlichkeit von 75% befindet sich die nächste außerirdische Zivilisation in Entfernungen zwischen 1.361 und 3.979 Lichtjahren von uns (Quelle: Maccone, 2012).

Biologische Prozesse deuten nicht auf Aliens hin

Eine andere Möglichkeit, sich der Frage, ob es außerirdisches Leben gibt, anzunähern, wäre über biologische Prozesse. Das Universum ist voll mit chaotischen und nichtlinearen Prozessen. Diese Dynamiken sind äußerst komplex und schwer vorhersehbar. Selbst ähnliche Entwicklungsverläufe können zu völlig unterschiedlichen Ergebnissen führen. Besonders die Evolution von intelligentem Leben, basierend auf Kohlenstoff, DNA-RNA-Protein, variiert in zahlreichen möglichen Abfolgen. Um diese vielfältigen chaotischen Verhaltensweisen im Universum zu modellieren, kann man sich der stochastischen dyadischen Cantor-Menge bedienen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich ein exaktes Szenario entwickelt, das intelligentes Leben oder andere Lebensformen auf einem Planeten ermöglicht, äußerst gering ist. (Quelle: Mahecha, 2016)

Schließlich könnte man sich auch überlegen, den Zeitablauf der evolutionären Übergänge zu berechnen. Sollte es noch irgendwo im Universum intelligentes Leben geben, so sollte das ja ähnlich zu unserer Entwicklung auf der Erde abgelaufen sein. Die Autoren einer Studie dazu evaluieren vier evolutionäre Übergänge, die nacheinander stattgefunden haben in den letzten 3,5 bis 4,1 Milliarden Jahren: Der Ursprung des Lebens, Eukaryoten – also Lebewesen mit einem Zellkern, Fortpflanzung und Intelligenz. Schon für ein Modell mit zwei Übergängen zwischen diesen Zuständen ergibt sich eine Wahrscheinlichkeit von weniger als 1%, die letzte Übergangsphase innerhalb der Lebensdauer der Erde zu erreichen. Bei einem Modell mit vier Übergängen ist diese Wahrscheinlichkeit praktisch Null. Aus dieser statistischen Überlegung ergibt sich umgekehrt also eine sehr, sehr hohe Wahrscheinlichkeit, dass wir alleine sind. (Quelle: Snyder-Beattie et al., 2021)

Fassen wir also zusammen: Ein weiterer Planet, auf dem grundsätzlich Leben entstehen und sich entwickeln könnte, ist statistisch gesehen unerreichbar weit weg von der Erde. Sollten wir trotzdem jemals dort ankommen, ist zudem die Wahrscheinlichkeit, dort auch intelligentes Leben anzutreffen, überaus gering.