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Ist der Kosmos voller gesprächiger außerirdischer Zivilisationen oder ist die Erde ein einsamer Funke des Lebens in einem sterilen Universum? Der russische Milliardär Juri Milner will es wissen und hat sich verpflichtet, mindestens 100 Millionen US-Dollar auszugeben, um die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI) zu unterstützen. Die Bemühungen, auf interstellare Nachrichten zu achten, reichen bis in die 1960er Jahre zurück, aber die Finanzierung hat sich oft als ebenso schwer fassbar erwiesen wie die Außerirdischen selbst. Die SETI-Bemühungen der NASA, die von den 1970er bis in die 1990er Jahre dauerten, verbrauchten in 20 Jahren rund 110 Millionen US-Dollar, so der frühere Chefhistoriker der Agentur, der Astronom Steven Dick, der die heutige Ankündigung als “grundlegende Änderung” der SETI-Finanzierung bezeichnet.

Milners Breakthrough Listen-Initiative, die heute auf einer Pressekonferenz in London angekündigt wurde, finanziert 10 Jahre lang das, was verspricht, das umfassendste und weitsichtigste SETI-Programm in der Geschichte zu sein, wenn es 2016 mit den Beobachtungen beginnt. Breakthrough Listen wird von einem beratenden Ausschuss geleitet prominenter Wissenschaftler unter dem Vorsitz von Sir Martin Rees, dem britischen Astronomer Royal. Das Programm wird von einer weiteren verwandten Anstrengung begleitet, Breakthrough Message, die sich der Erstellung von Crowdsourcing-Botschaften der Menschheit widmet, die eines Tages in den Kosmos übertragen werden könnten. Beide Programme werden über die neue Abteilung Breakthrough Initiatives der Milner Breakthrough Prize Foundation durchgeführt, die die weltweit aufwendigsten wissenschaftlichen Preise vergibt. “Mit der Finanzierung sind absolut keine Bedingungen verbunden”, sagte Milner in einem Interview mit Wissenschaftlicher Amerikaner. „Ich bin diesem Projekt voll und ganz verpflichtet. Wenn wir in 10 Jahren nichts finden, müssen wir es nur um weitere 10 Jahre verlängern – und gegebenenfalls um weitere 20 Jahre. Wir werden einfach weitermachen, bis wir die Antwort wissen. “

Aufladen der Suche

SETI-Bemühungen zur Erkennung von Funknachrichten aus fortgeschrittenen kosmischen Zivilisationen sind bereits seit mehr als einem halben Jahrhundert im Gange. 1960 richtete der Astronom Frank Drake regelmäßig ein 25-Meter-Radioteleskop auf zwei nahe gelegene sonnenähnliche Sterne, Tau Ceti und Epsilon Eridanus, in der Hoffnung, sich auf irgendwelche Übertragungen einstellen zu können.

Diese Suche ergab, wie alle anderen seitdem, kaum mehr als den Klang lebloser kosmischer Statik, aber sie inspirierte ein Treffen, das die Zukunft von SETI tiefgreifend beeinflussen würde. 1961 traf sich Drake mit dem Astronomen Carl Sagan und anderen Forschern, um die sogenannte „Drake-Gleichung“ zu entwickeln, eine verknüpfte Reihe von Variablen, mit denen die Verbreitung gesprächiger technologischer Zivilisationen in der Milchstraße abgeschätzt werden soll. Obwohl jüngste Erkenntnisse aus dem Kepler-Weltraumteleskop der NASA und anderen Planetenjagdprojekten gezeigt haben, dass Milliarden potenziell bewohnbarer Welten unsere Galaxie bevölkern, ist die tatsächliche Antwort auf die Drake-Gleichung unbekannt. Drakes lang gehegte Vermutung ist jedoch, dass derzeit vielleicht 10.000 außerirdische Zivilisationen in der Milchstraße existieren.

Die Herausforderung, sagen die Befürworter von SETI, besteht darin, sie zu finden. Selbst wenn fortgeschrittene Zivilisationen alle elektromagnetische Nachrichten zwischen den Sternen über ein riesiges pangalaktisches Internet senden, gibt es praktisch endlose Permutationen möglicher Wellenlängen, die überwacht und Signalisierungsprotokolle berücksichtigt werden müssen. Und die Milchstraße ist ein sehr großer Ort, ein paar hundert Milliarden Sterne, die in eine hunderttausend Lichtjahre breite Spiralscheibe gepackt sind. Ein Signal kann zu jeder Zeit auf einer beliebigen Anzahl möglicher Wellenlängen von im Wesentlichen jedem Teil des Himmels kommen. Bisherige SETI-Bemühungen haben bei großen Radioteleskopen nur eine kleine, verstreute Zeitspanne in Anspruch genommen, und sie „huckepack“ normalerweise bei anderen wissenschaftlichen Beobachtungen und hören passiv auf das Ziel, das andere Astronomen untersuchen. Wenn das Lernen, dass wir nicht allein sind, ein kosmischer Jackpot ist, hat Drake gesagt, dann hat SETI trotz seiner Existenz nur mit ein paar Tickets gespielt. Bisher war die Suche nach gesprächigen Außerirdischen ein bisschen wie die Suche nach Fischen im Ozean, indem man ein einzelnes Glas Meerwasser aufnahm. “Breakthrough Listen wird viel mehr als ein Glas im Meer sein”, sagte Milner auf der Pressekonferenz. “Wir bringen eine völlig andere Technologie in das Problem ein.” Seine 100 Millionen Dollar kosten eine beispiellose Beobachtungszeit für zwei der größten Radioteleskope der Welt – das Green Bank Telescope in West Virginia und das Parkes Telescope in Australien. Beide Teleskope befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten des Planeten und arbeiten zusammen, um praktisch den gesamten Himmel zu betrachten.

Das Projekt hat auch einen Vertrag mit der University of California in Berkeley über die Entwicklung modernster Instrumente und digitaler Signalverarbeitungsmethoden abgeschlossen und kauft sich Zeit für den Automated Planet Finder (APF) am Lick Observatory in Kalifornien, um eine optische Suche nach Nachrichten, die auf Laserlichtimpulsen gesendet werden. Laut Geoff Marcy, einem Exoplanetenjäger bei U.C. Berkeley, der bei Lick und anderen Teleskopen optische SETI-Arbeiten durchgeführt hat, kann mit dem APF Laserübertragungen mit einer Leistung von bis zu 100 Watt aus einer Entfernung von bis zu 50 Lichtjahren erfassen. Für die Perspektive ist dies die gleiche Leistung wie eine normale Glühbirne in Ihrem Wohnzimmer.

Zusammen werden die drei Teleskope eine Million Sterne in der Milchstraße, ihrer sterngefüllten galaktischen Ebene, sowie hundert nahe gelegene Galaxien überwachen. Der Aufwand deckt zehnmal mehr des Himmels ab als frühere Programme, wobei mindestens fünfmal mehr des Spektrums hundertmal schneller und mit 50-mal höherer Empfindlichkeit als bei früheren Versuchen gescannt wird. „Dies bedeutet, dass wir jetzt in einer Stunde oder einem Tag das tun können, was wir früher in einem Jahr getan haben“, sagt Dan Werthimer von Berkeley, ein erfahrener SETI-Astronom und Mitbegründer von SETI @ home, einem verteilten Computerdienst, der SETI-Daten durchsucht Kandidatensignale unter Verwendung von Leerlaufverarbeitungsleistung auf PCs. “Es wird die Suche, die wir vor 10 Jahren durchgeführt haben, lächerlich machen, weil die Technologie so schnell fortgeschritten ist.” Laut Werthimer verdoppeln sich die SETI-Funktionen jedes Jahr, da sich Computer, Teleskope und Empfänger verbessern. “Das gibt Ihnen alle 10 Jahre einen Faktor von tausend Verbesserungen, alle 20 Jahre einen Faktor von einer Million. Etwas, das wir vor 30 Jahren getan haben, wird eine Milliarde Mal schlimmer sein als das, was wir nächstes Jahr tun werden.”

Breakthrough Listen hat sich mit SETI @ home zusammengetan, um Bürgerwissenschaftlern die Analyse seiner verlockendsten Datensätze zu ermöglichen, und beabsichtigt, die gesammelten Informationen frei zu veröffentlichen. Dieser Datenstrom (und die dafür entwickelten Instrumente) könnten nicht nur für außerirdische Jäger, sondern auch für die gesamte Radioastronomie ein Glücksfall sein – der zur Abwechslung auf SETI huckepack nehmen wird.

Wachablösung

Ein Jahrzehnt nach Drakes erster SETI-Suche begann die NASA, an eigenen SETI-Programmen zu arbeiten, aber nach 20 Jahren Fortschritt beendete der Kongress diese Bemühungen 1993. Heute hat die Agentur die Suche nach Mikroben auf dem Mars und anderen Planeten aufgenommen, tendiert aber zumindest vorerst dazu das weitaus kontroversere Thema der Suche nach fremden Zivilisationen zu vermeiden.

Nach der Aufgabe der NASA setzten private Organisationen wie das gemeinnützige SETI-Institut in Kalifornien ihre eigenen Programme fort, die durch bescheidene Forschungsstipendien und gelegentliche philanthropische Spenden gestützt wurden. 2007 stellte das SETI-Institut mit rund 25 Millionen US-Dollar von Microsoft-Mitbegründer Paul Allen das Allen Telescope Array (ATA) vor, eine Zusammenstellung von 42 kleinen Teleskopen, die für spezielle SETI-Arbeiten vorgesehen sind. Leider ging das Geld aus und die Pläne, den ATA auf Hunderte von Gerichten auszudehnen, scheiterten. In den letzten Jahren wurde das Array gelegentlich aus Geldmangel geschlossen und verfügt derzeit nur über ein knappes Budget, häufig durch Arbeiten mit einem weniger SETI-zentrierten Fokus.

Obwohl die Suche nach außerirdischen Zivilisationen eines der öffentlich attraktivsten Themen in der gesamten Astronomie sein mag, zahlt es sich nicht gut aus, wenn überhaupt, und es war eine Herausforderung, neue Forscher für die Gruppe zu gewinnen. “Es gibt nur sehr wenige Möglichkeiten für vielversprechende junge Wissenschaftler, SETI-Forschung in der Graduiertenschule und darüber hinaus zu betreiben”, sagt Andrew Siemion, Direktor des SETI-Forschungszentrums in Berkeley. “Diese Finanzierung hilft jungen Wissenschaftlern zu vermitteln, dass ein Karriereweg in diesem Bereich möglich ist.” Siemion ist in den Dreißigern – ein seltener Ausreißer auf einem verdünnten Gebiet voller hochrangiger Forscher im wahrsten Sinne des Wortes.

Milners Initiative ermöglicht es auch älteren Wissenschaftlern, neue Karrierewege einzuschlagen. Im vergangenen Jahr gab der Astronom Pete Worden seine Position als Direktor des Ames Research Center der NASA auf, um “einige lang gehegte Träume im privaten Sektor zu verwirklichen”. Heute wurden diese Träume enthüllt, als Worden als neuer Vorsitzender der Milner Breakthrough Prize Foundation bekannt gegeben wurde. “Ich glaube, wir stehen kurz vor einer neuen Ära öffentlich-privater Partnerschaften”, sagt Worden. “Dies ist der Grund, warum ich die NASA verlassen habe, um diese Partnerschaft zu verwirklichen.” Laut Worden war es sein Kontakt zu Milner und anderen risikobehafteten High-Tech-Unternehmern aus dem Silicon Valley, der seinen Abgang motiviert und die Prioritäten innerhalb der US-Regierung verschoben hatte. “Die Möglichkeit für diese Projekte, viel Zeit für die besten wissenschaftlichen Instrumente der Welt zu verwenden, besteht zum Teil aufgrund der begrenzten staatlichen Mittel für diese Einrichtungen”, sagt Worden und stellt fest, dass die Budgets der NASA und der National Science Foundation für Astronomie flach oder schrumpfend sind Die Radioteleskope Parkes und Green Bank sowie viele andere Observatorien suchen nach neuen Quellen für finanzielle Unterstützung. Die heutige Ankündigung von Breakthrough Listen ist wahrscheinlich nur das erste von mehreren Projekten, die bald die von den Regierungen hinterlassene astronomische Lücke füllen könnten. “Es gibt andere mögliche Initiativen, die diskutiert werden”, räumt Worden ein. “Alle haben mit der Frage des Lebens im Universum zu tun.”

Eine Antwort auf die Frage des Lebens

Neben Milner waren auf der heutigen Konferenz auch die prominentesten Mitarbeiter des Projekts vertreten – Rees, Drake und Marcy sowie Sagans Witwe Ann Druyan, die durch ihre Koautorschaft an beiden maßgeblich zur Popularisierung von SETI beigetragen hat Kosmos Fernsehserie. Der besondere Gast von allen war zweifellos der rollstuhlgebundene Kosmologe Stephen Hawking, der durch vorbereitete Aussagen, die von seiner personalisierten computergenerierten Stimme ausgestrahlt wurden, mit dem Publikum sprach.

Die Revolutionen in der Physik, die die schöne Struktur des Universums enthüllten, “können das Licht der Sterne erklären, aber nicht die Lichter, die vom Planeten Erde scheinen”, sagte Hawking. Wenn das Leben spontan auf der Erde entstanden ist, muss es dies unendlich oft anderswo in unserem scheinbar unendlichen Universum getan haben. “Irgendwo im Kosmos beobachtet vielleicht ein intelligentes Leben unsere Lichter, die sich dessen bewusst sind, was sie bedeuten”, bemerkte er. „Oder wandern unsere Lichter durch einen leblosen Kosmos – unsichtbare Leuchtfeuer, die ankündigen, dass das Universum hier auf einem Felsen seine Existenz entdeckt hat? In jedem Fall gibt es keine größere Frage… Ein Universum voller technologischer Zivilisationen ist ein ganz anderer Ort als eines mit nur uns. Vielleicht sogar anders auf astronomischen Skalen. Das macht es zur Aufgabe der Astronomie, es herauszufinden. “

Aber obwohl, wie Marcy es ausdrückte, das Universum voller Planeten ist und sich aus allen Nähten mit Zutaten für die Zellbiologie ausbaucht, sind die Chancen, E.T. könnte sehr niedrig sein. “Wer unter uns könnte bezweifeln, dass das grundlegende einzellige Leben im Universum üblich ist?” Fragte Marcy. „Ich würde mein Haus wetten, dass unter den nächsten hundert Sternensystemen einzellige Organismen gefunden werden können und gedeihen. Oder zumindest würde ich auf Yuris Haus wetten. “

Die Frage, intelligentes Leben zu finden, ist jedoch schwieriger. Obwohl das Leben auf der Erde nur 500 Millionen Jahre gedauert zu haben scheint, dauerte der Übergang von einfachen Bakterien zu komplexen mehrzelligen Kreaturen weitere 2,5 Milliarden Jahre, und technologische Intelligenz ist auf diesem Planeten nur einmal aufgetaucht. “Es kann sehr selten sein”, sagte Hawking. “Und wenn es sich entwickelt, müssen wir nur in den Spiegel schauen, um zu wissen, dass es zerbrechlich und anfällig für Selbstzerstörung sein kann.”

Solche „Engpässe“ zwischen dem Ursprung des Lebens, der Entwicklung der Intelligenz und der Entwicklung und Aufrechterhaltung einer technologischen Zivilisation könnten sich nicht nur für die Suche nach E.T. als problematisch erweisen. sondern auch für unsere eigene Zukunft. Wenn sich das Leben im Kosmos als üblich erweist, aber Intelligenz und Technologie verschwindend selten sind, kann es sein, dass unsere eigene Zivilisation nicht mehr viel Zeit auf der kosmischen Bühne hat. Das Finden von Zeichen anderer kosmischer Kulturen, glauben viele SETI-Forscher, wäre für uns eine Möglichkeit zu wissen, dass es einer globalen Zivilisation möglich ist, ihre instabile technologische Adoleszenz zu steuern. “Es steht sehr viel auf dem Spiel, und deshalb sollten wir meiner Meinung nach niemals aufhören zuzuhören”, sagt Milner. “Wir sollten dies 10, 20, 50, 100 Jahre lang unterstützen – so lange es dauert.”

Auf die Frage, wie wahrscheinlich es ist, dass Breakthrough Listen innerhalb eines Jahrzehnts Hinweise auf außerirdische Zivilisationen findet, räumte Drake ein, dass “wir nicht genügend Wissen haben, um die Frage zu beantworten”. Die Schlüsselunsicherheit kehrt zu seiner klassischen Gleichung zurück, insbesondere zu einer Variablen: L, Dies entspricht der durchschnittlichen Langlebigkeit einer kosmischen Kultur. Wenn Zivilisationen im Durchschnitt nur einige tausend Jahre lang in ihrer lauten, funkübertragenden Hochtechnologiephase existieren, werden sie wie flackernde Funken zwischen den Sternen sein, die ausbrennen, bevor sie langlebige Leuchtfeuer errichten können, die überall zu sehen sind Kosmos. Wenn sie stattdessen länger andauern, möglicherweise Millionen oder sogar Milliarden von Jahren, könnten sie einen Großteil der Galaxie bevölkert haben und praktisch überall sein und darauf warten, entdeckt und kommuniziert zu werden – vorausgesetzt, wir wissen, wie wir nach ihnen suchen müssen.

Unsere eigene Zivilisation hat erst seit ungefähr einem Jahrhundert Radio und Drake bemerkte, dass unsere globale Kultur aufgrund technologischer Innovationen wie Glasfasernetzwerken und digitalem Fernsehen weniger kosmisch laut wird. Aber wir sollten unsere Erfahrung nicht unbedingt auf die Sterne übertragen. “Wir sind die Anfänger, die Unerfahrenen”, sagte Drake. “Wir wissen nicht, was wir werden. Infolgedessen können wir uns nicht als Beispiel dafür nehmen, wie lange Zivilisationen nachweisbar bleiben. Wir müssen im Dunkeln erforschen und hoffen, dass es Menschen wie Yuri Milner gibt, die uns so lange am Laufen halten, wie es dauert, um erfolgreich zu sein. “

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