Leben auf dem Mars – doch möglich?

NASA Logo vor rotem Marsboden

Es gibt Leben auf dem Mars und die NASA ignoriert es. Diese Aussage trifft ein leitender Wissenschaftler der Viking-Sonden, die vor rund 40 Jahren zum Roten Planeten geflogen sind. 

Hat die NASA bereits in den siebziger Jahren Leben auf dem Mars entdeckt, aber die Forschungen darüber eingestellt? Diese steile These stellt der Wissenschaftler Gilbert Levin auf, der bei der Viking-Mission vor 40 Jahren eine leitende Funktion innehatte. Er sagt, dass damals bei der Mission Indizien für mikrobielles Leben auf dem Mars gefunden wurden. Wow, wenn das wirklich stimmt, dann wäre das ein echter Meilenstein für die Alien-Forschung und das würde uns vermutlich in eine absolute Existenzkrise stürzen, weil wir dann nicht mehr alleine sind. 

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Also, erstmal zurück in die 70er Jahre, als das Alien-Drama seinen Lauf nahm. Damals schickte die Nasa im Rahmen des Viking-Programms zwei Sonden zum Roten Planeten: Viking 1 und Viking 2, die die wichtigste Frage aller Fragen klären sollten, die da wäre: Gibt es Leben auf unserem Nachbarplaneten? 

Die Experimente der Viking-Sonden

Die Sonden landeten im Juli und September 1976 auf der Oberfläche des Mars und sendeten erstmals in der Geschichte der Marsforschung rund 2300 detaillierte Bilder des roten Planeten. Damals war das echt eine Sensation und es stellt bis heute einen der Höhepunkte der Marsforschung da. 

Aufnahme vom Mars von der Viking-Sonde
Bitte lächeln: Viking-Sonde schießt Foto vom Mars

Die beiden Sonden waren mit verschiedenen Experimenten ausgestattet, zum Beispiel wollten die Forscher nach Spuren von Photosynthese suchen oder Bodenproben über einen längeren Zeitraum hinweg einem Gasgemisch aussetzen. Das Experiment, was aber jetzt für uns von Interesse sein soll, ist das Labeled Release Experiment, das unter der Leitung des Forschers Gilbert Levin durchgeführt wurde. Hierbei haben beide Viking Sonden an unterschiedlichen Orten eine Probe des Marsboden genommen und diesen mit ein paar Tropfen einer Nährstofflösung vermischt, die mit einem radioaktiven Isotop markiert wurde. 

Viking-Experimente lassen auf Leben auf dem Mars schließen

Die These lautete: Sollten sich in der Bodenprobe atmende Organismen befinden, dann würden diese die Nährstofflösung unter anderem in CO2 umwandeln und das radioaktive Isotop würde sich dann in dem dabei enstehendem Gas nachweisen lassen. Das sollte ein Beweis dafür sein, dass Mikroorganismen im Boden existieren. Und jetzt kommt’s: Das Ergebnis war tatsächlich positiv, die Forscher konnten eine Zunahme von radioaktivem Gas messen, als die radioaktive Nährlösung zugesetzt wurde, und Levin stellte fest, dass diese Robotertests auf das Vorhandensein von lebenden Organismen auf dem Mars hinweisen. 

Leider war er mit dieser Aussage ziemlich in der Minderheit. Alle anderen Forscher gingen weiterhin davon aus, dass die Ergebnisse durch chemische Reaktionen mit dem staubigen Boden des Roten Planeten zu erklären sind und nur wenige Forscher wie Levin blieben bei der Aussage, dass die Ergebnisse nur durch das Vorhandensein von organischen Molekülen zu erklären seien. 

Methanspitzen: Thema nimmt wieder an Fahrt auf

Man machte damals keine Anstalten mehr, weiter nach Lebensformen auf dem Mars auf Basis der Viking-Experimente zu suchen, im Grunde gab man damals auf. Und heute, 40 Jahre später, meldet sich der Außenseiter Levin wieder und sagt, dass die NASA die Ergebnisse von damals nicht richtig weiter verfolgt hat. In der Online-Show “The Space Show” sagte er: “Ich bin sicher, dass die NASA weiß, dass es Leben auf dem Mars gibt. Es gibt substanzielle Indizien für mikrobielles Leben auf dem Mars.” 

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Er forderte ein unabhängiges Gremium auf, sich die ganzen Ergebnisse nochmal ganz genau anzuschauen, auch die Ergebnisse von den späteren Rovern, die nach den Viking-Sonden auf dem Mars unterwegs waren wie Curiosity und jetzt Perseverance. Ein Beispiel, warum Levin davon ausgeht, dass es lebende Organismen auf dem Mars gibt, sind neben den Ergebnissen seines eigenen Experimentes die sogenannten Methanspitzen, die der NASA-Rover Curiosity mit seinem Laser-Spektrometer im Jahr 2019 gemessen hat. Von der Erde wissen wir ja schon, dass mehr als 90 Prozent des Methans in der Atmosphäre von mikrobiellem Leben erzeugt wird. Unter anderem von Kühen, die rülpsen und pupsen, und damit Methan freisetzen.

Ansicht von Mars früher
Brutstätte für Leben: Hatte der Mars früher einmal Wasser?

Baustoffe des Lebens im Sedimentgestein entdeckt

Levin sagt, dass diese enormen Methanspitzen als Beweis für Leben wirklich nur schwer zu ignorieren sind. Allerdings kann Methan auch durch eine Wechselwirkung von Wasser und Gestein erzeugt werden, daher ist die Methanspitze leider kein endgültiger Beweis für Leben auf dem Mars. Die Instrumente an Bord des Rovers erlauben auch keine weiteren Untersuchungen, sodass die Forscher nicht herausfinden können, ob die Methanquelle biologisch oder geologisch zu erklären ist. 

Neben den Methanquellen hat Curiosity auch organische Moleküle in Milliarden alten Sedimentgesteinen entdeckt, Kohlenstoff-Verbindungen, also Baustoffe des Lebens, die aufgrund von Mikroben entstanden sein könnten, die dort vor Milliarden von Jahren gelebt haben. Und dann gibt es noch die Nachricht von der Mars Sonde Mars Express, die vor vier Jahren wohl einen unterirdischen See am Südpol des Roten Planeten entdeckt haben könnte. Hierzu sagt Levin, dass Wasser, eine der wichtigsten Voraussetzungen für Leben, damit kein Problem mehr darstellt für den Nachweis von Leben auf dem Mars. 

Und noch eine Entdeckung weist laut Levin auf außerirdisches Leben hin: Steinformationen, die Curiosity fotografiert hat und die auf biologischen Ursprung hindeuten könnten. Levin hält sie für sogenannte Stromatholiten, das sind biogene Sedimentgesteine oder Fossilien, die nur dann entstehen, wenn Biofilme, die aus Mikroorganismen bestehen, vorliegen. Levin weist auf die verblüffende Ähnlichkeit hin, die zwischen einigen Marsformationen und den Stromatholiten auf der Erde vorliegt. 

Gesteinsformationen auf dem Mars, fotografiert von Curiosity
Foto von Curiosity: Gesteinsformationen auf dem Mars

Für bemannte Missionen: Künftige Mars-Experimente unbedingt notwendig

Aber auch das alles ist noch nicht der finale Gegenschlag und Levin bleibt weiterhin der Mars-Außenseiter. Wir wissen es also noch immer nicht, ob Gilbert Levin mit seiner Annahme recht hat und vermutlich wird es auch die nächsten Jahre so bleiben. Um wirklich Klarheit zu bekommen, müssten erstmal wieder neue Prioritäten gesetzt werden und jeder, der sich schon mal gute Vorsätze fürs neue Jahr auferlegt hat, weiß, wie schwer es ist, sich daran zu halten. 

Dafür müssen wir noch viele weitere Roboter zum Roten Planeten schicken, die aktuelle biologische Experimente durchführen und die Erkentnisse von vor 40 Jahren berücksichtigen und dann hoffentlich bald Klarheit in das Alien-Drama bringen können. Es ist jedenfalls eine spannende Vorstellung, wenn in Zukunft Astronauten zum Mars fliegen könnten. Spätestens dann sollten wir genau wissen, ob sich dort oben eventuell Lebewesen befinden, die sogar eine Gefahr für uns Menschen darstellen könnten. Levin sagt dazu: „Es scheint unvermeidlich, dass Astronauten irgendwann den Mars erforschen werden. Im Interesse ihrer Gesundheit und Sicherheit sollte die Biologie an der Spitze der möglichen Erklärungen für die LR-Ergebnisse stehen.“

ach und je mehr ich das tue, desto unglaublicher kommt mir das vor. Man könnte darauf aufbauend die Frage stellen, ob es überhaupt wirklich eine Realität gibt. Denn, wenn alles, was wir erleben, bereits vorbei und tot ist, was ist denn dann die wirklich existente Gegenwart, also die Realität? 

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Mosaik der Vergangenheit: die Gegenwart existiert nicht

Darstellung eines Astronauten in Raum und Zeit

Die Gegenwart existiert nicht. Ihr seid in einer Zeitfalle gefangen. Das ganze hat etwas mit der Lichtgeschwindigkeit zu tun. Ähm, wie bitte?

Wir beginnen direkt mal mit einer Zeitreise! Schaut euch mal das unten stehende Bild der Galaxie IC 4653 an. Diese Sterneninsel befindet sich in rund 80 Millionen Lichtjahren Entfernung zu uns. Wenn Ihr diese Galaxie seht, dann bedeutet das, dass das Licht von dort 80 Millionen Jahre auf dem Weg war. Anders gesagt: Ihr seht diese Galaxie so, wie sie vor 80 Millionen Jahren aussah. 

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Dieses Bild zeigt uns die Galaxie IC 4653 so, wie sie war, als auf der Erde noch Dinosaurier lebten. Das bedeutet andersrum: Wenn Alien-Astronomen aus dieser Galaxie die Erde beobachten, dann würden sie… richtig, Dinosaurier sehen. Nichtsahnend, dass dieser Planet mittlerweile nicht mehr von riesigen Echsen, sondern von wenig behaarten Affen beherrscht wird. 

Foto von der Galaxie IC 4653
Lange Reise des Lichts: Von der Galaxie IC 4653 ist das Licht extrem lang bis zu uns unterwegs

Jeder Blick in den Weltraum ist ein Blick in der Zeit zurück. Selbst einige der Sterne an unserem Nachthimmel sind vielleicht schon längst nicht mehr da, sondern bereits vor einiger Zeit gestorben in einer Supernova oder als Weißer Zwerg. Wir sehen den Stern aber noch quicklebendig, da das Licht seines Todes noch nicht bei uns angekommen ist. 

Teleskope als Zeitmaschine

Und das bedeutet dass Weltraumteleskope wie Hubble und James Webb im Prinzip nichts anderes sind als extrem leistungsfähige Zeitmaschine. Mit James Webb können wir in ungeahnten Details Galaxien von vor 13 Milliarden Jahren sehen. Und dadurch, dass das Licht dieser weit entfernten Galaxien jetzt erst auf das James Webb Teleskop trifft, ist das Aussehen von vor 13 Milliarden Jahren konserviert als Moment in der Zeit. Das ist ja schon alles unglaublich genug, aber jetzt wird es noch unfassbarer: Diese Zeitreisen spielen sich nicht nur beim Blick in den Weltraum ab, sondern auch jetzt in eurem Leben. Ihr seid Gefangene der Zeit. 

Die Gegenwart existiert nicht. Alles, was Ihr in eurem Leben wahrnehmt, all die tollen Orte, die Ihr gesehen habt, jeden Kuss, denn Ihr hattet, all das habt Ihr nie live erlebt, auch nicht in dem Moment, in dem es vermeintlich geschehen ist. Und das liegt in der Natur der Lichtgeschwindigkeit. Stellt euch mal in einen Raum zwei Meter vor irgendein anderes Objekt, sagen wir mal, zwei Meter vor einen Schokokeks. Bei einer Distanz von zwei Metern benötigt das Licht von diesem Schokokeks bis zu euch sechs Nanosekunden. Ihr seht den Keks also nicht so, wie er gerade ist, sondern wie er vor sechs Nanosekunden aussah. Man kann diese Zeitspanne natürlich verringern, indem man den Keks nimmt und isst. 

Frau beißt in Schokokeks
Schokokekse: Nie real, immer vergangen

Nichts ist real

Und genau so verhält es sich auch mit allem anderen, das euch umgibt. Ihr habt mit eurem Partner beispielsweise noch nie einen Moment gleichzeitig in der Gegenwart geteilt. Wenn Ihr eurer Freundin in die Augen schaut, ist das nichts anderes, als wenn Ihr die Sterne am Nachthimmel anschaut und sie so seht, wie sie vor Jahrtausenden aussahen, nur dass es beim Gesicht eurer Freundin keine Jahrtausende sondern Nanosekunden sind. Aber das ändert nichts am Prinzip: Alles, was Ihr wahrnehmt, ist schon nicht mehr real, ist schon von den Fluten der Zeit aufgefressen worden. Alles, was Ihr wahrnehmt, ist nur ein bereits gestorbener Teil der Zeit. Nichts von dem, was Ihr jemals in eurem Leben wahrnehmen werdet, ist wirklich in diesem Moment noch real. 

Zeitlos schön: der Pluto. Holt euch jetzt diesen süßen Plüsch-Pluto nach Hause!

Wir wissen jetzt, dass wir nichts so sehen, wie es im Jetzt wirklich ist. Aber Dinge sind unterschiedlich weit von uns weg, das bedeutet, das Licht braucht unterschiedlich lange zu uns. Stellt euch vor, Ihr steht draußen auf einer Wiese. Ihr seid umgeben von Erde, Bäumen, Gras, Wolken und dahinter natürlich den Sternen. Das Licht von all diesen Dingen braucht unterschiedlich lange, um in euer Auge zu gelangen. Ihr seht die Bäume vielleicht so, wie sie vor zehn Nanosekunden aussahen, die Wolken wie sie vor einigen hundert Nanosekunden aussahen und die Sterne so wie sie vor Jahrhunderten und Jahrtausenden wirkten. 

Mehrere Vergangenheiten

Und dennoch ist in eurer Wahrnehmung all das gleichzeitig real. Das bedeutet, dass unsere komplette Wahrnehmung der Welt nicht nur in der Vergangenheit stattfindet, sondern, dass sie ein Mosaik aus mehreren Vergangenheiten ist. Was Ihr als das „Jetzt“ empfindet, ist in Wirklichkeit eine Schicht nach der anderen von Licht, das Eure Augen aus vielen verschiedenen Momenten der Vergangenheit erreicht. Euer „Jetzt“ ist ein sich überlappendes Mosaik von mehreren Vergangenheiten. 

Auge und Licht
Das Licht erreicht das Auge immer erst nach einer kleinen Dauer

Was du dir als die wirkliche Welt vorstellst, die gleichzeitig mit dir existiert, ist in Wirklichkeit ein Flickenteppich von Momenten aus verschiedenen Momenten der Zeit. Sozusagen eine Zeitmatrix aus verschiedenen Momenten, die im nächsten Moment schon wieder für immer verschwunden sind. Du lebst nie in der Welt, wie sie ist. Du erlebst sie nur so, wie sie war, ein Flickenteppich aus vergangenen Zeiten. 

Gibt es eine Realität?

Und wir stehen in der Mitte all dieser bereits vergangenen Momente, nehmen sie war und bilden daraus die Illusion unseres Lebens. Ich denke jetzt seit gestern darüber nach und je mehr ich das tue, desto unglaublicher kommt mir das vor. Man könnte darauf aufbauend die Frage stellen, ob es überhaupt wirklich eine Realität gibt. Denn, wenn alles, was wir erleben, bereits vorbei und tot ist, was ist denn dann die wirklich existente Gegenwart, also die Realität? 

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Wird die Zeit immer langsamer?

Eine Uhr vor dem Kosmos

Unser Verständnis der Zeit könnte komplett falsch sein – die Zeit könnte sogar dazu führen, dass der Weltraum bald einfach stoppt und alles vorbei ist. 

Schön, dass Ihr euch die Zeit nehmt, diesen Beitrag zu lesen. Aber: Was ist eigentlich Zeit? Dass die Zeit vergeht, ist eine absolute Naturkonstante unseres Lebens und letztlich das normalste der Welt. Aber je mehr man über die Zeit nachdenkt, desto verwirrender wird das Ganze. 

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Versucht mal, die Zeit in einem Satz zu definieren – ihr werdet feststellen, dass das gar nicht so einfach ist. Es gibt beispielsweise kein Elementarteilchen der Zeit, bei dem wir sagen könnten: Auf Quantenebene ist das die Zeit. Die Zeit ist einfach irgendwie da. Am ehesten wird es greifbar, wenn wir uns die Kosmologie, also die Entwicklung des Universums anschauen. 

Zeit: linearer Ablauf der Dinge

An einem gewissen Punkt in der Zeit geschah der Urknall, nach unseren Definitionen vor 13,8 Milliarden Jahren. Und dann sind andere Dinge geschehen wie die Entstehung der ersten Wasserstoffatome, dann die Bildung der ersten Sterne, die Geburt von Galaxien und jetzt sind wir hier, definitiv an einem anderen Punkt in der Zeit als der Urknall. 

Also ist die Zeit ein linearer Ablauf der Dinge, der, wie der berühmte Physiker John Wheeler gesagt hat, verhindert, dass alles gleichzeitig geschieht. Solche Kategorisierungen wie Vergangenheit und Zukunft sind vielleicht nur menschliche Einstufungen. Vielleicht hat einfach alles seinen eigenen Platz auf der Skala der Zeit. Das einzig Wichtige ist, dass keine zwei Ereignisse gemeinsam einen Punkt in der Zeit belegen können. Nichts ist wirklich jemals vorbei, es ist nur an einer anderen Stelle in der Zeit.

Symbolbild Zeit
Was bedeutet Zeit eigentlich?

Raumzeit: Zeit vergeht nicht gleich

Und dann gibt es noch einen anderen kuriosen Aspekt der Zeit. Sie vergeht nicht überall gleich. Wie Albert Einstein als erster entdeckte, sind Raum und Zeit untrennbar miteinander verbunden und bilden die Raumzeit. Diese Raumzeit lässt sich durch Masse verformen und je größer die Masse ist, desto stärker ist die Verformung der Raumzeit. 

Das ist der Grund, weshalb die Zeit in der Nähe Schwarzer Löcher anders vergeht als auf der Erde. Wer einige Minuten in der Nähe eines sehr massereichen Schwarzen Lochs verbringen würde, würde feststellen, dass auf der Erde mehrere Jahre vergangen sind. Man bezeichnet dies als die Relativität der Zeit. Das macht es nicht unbedingt einfacher zu begreifen, was die Zeit denn nun eigentlich ist. Und jetzt wird es noch verrückter. Man geht davon aus, dass, während die Zeit weiter in Richtung Zukunft vergeht, sich der Weltraum immer weiter ausdehnt. Seit dem Urknall kennt der Weltraum nur eine Richtung und zwar die des Wachstums. 

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Die Zeit verschwindet

Die Zeit vergeht also und die meisten Galaxien – mit einigen Ausnahmen – bewegen sich voneinander weg, so dass auch das Licht länger braucht, um von einer Galaxie zur anderen zu gelangen. Und diese Expansion wird sogar immer schneller, also mit jeder Sekunde die vergeht, legt der Weltraum noch einen Zahn zu. So stellen die meisten sich das vor. Nun haben aber einige Wissenschaftler eine Theorie entwickelt, die absolut unglaublich und unheimlicherweise sehr schlüssig klingt. Kurz gesagt lautet diese Theorie wie folgt: Der Weltraum dehnt sich gar nicht aus. Es gibt keine Expansion, sondern die Zeit vergeht einfach immer langsamer. Der Astronom Gary Gibbons von der Uni Cambridge sagt: “Wir glauben, dass die Zeit beim Urknall entstanden ist, und wenn die Zeit entstehen kann, kann sie auch wieder verschwinden – das ist genau der umgekehrte Effekt.”

Das klingt total verwirrend, aber denkt mal drüber nach und es wird euch einleuchten. Der Grund, weshalb das Licht scheinbar länger von einigen anderen Galaxien zu uns braucht, ist dieser Theorie nach nicht etwa, dass sich diese Galaxien im Zuge der Expansion entfernt hätten. Die Zeit vergeht einfach immer langsamer und langsamer und dementsprechend langsamer ist auch das Licht. 

Beschleunigung der Expansion des Kosmos
Die Zeit wird langsamer: Beschleunigt sich der Kosmos gar nicht? (Quelle: coldcreation -wikipedia)

Hilft die Dunkle Energie weiter?

Wenn wir diesen Gedankengang als Schablone auf die Realität des Kosmos legen, dann brauchen wir plötzlich keine beschleunigte Expansion mehr. Es lässt sich alles wunderbar mit einem “langsamer werden” der Zeit begründen. Das bedeutet nicht, dass die Forscher, die diese Theorie entwickelt haben, davon ausgehen, dass es nie eine Expansion gab. Demnach fand nach dem Urknall schon ein Größerwerden des Kosmos statt, logisch, denn ganz am Anfang war der Weltraum ja winzigst klein, wenn wir uns umsehen, dann können wir ja direkt feststellen, dass er seitdem gewachsen sein muss. 

Aber die sich nun beschleunigende Expansion des Universums, die braucht es nach dieser Zeitverlangsamungstheorie nicht mehr. Und das trifft sich sehr gut, denn kein Mensch weiß oder kann nachweisen, weshalb der Weltraum immer schneller wächst. Und es ist auch eher anti-intuitiv, denn man würde eigentlich meinen, dass die Beschleunigung der Expansion sich verlangsamen müsste, je länger der Urknall zurück liegt. Um dieses Rätsel aufzulösen, haben Kosmologen das Konzept der Dunklen Energie entwickelt.

Verlangsamung der Zeit schlägt Dunkle Materie?

Das hat nichts mit der dunklen Seite der Macht zu tun, sondern es handelt sich um eine mysteriöse Kraft, die den Kosmos eben immer weiter zum Wachsen bringt. Aber ohne handfesten Beweis ist das nicht so überzeugend, also warum nicht mit den Naturkonstanten arbeiten, die wir zweifelsfrei kennen, wie die Zeit. Mit der Zeitverlangsamungstheorie kämen wir elegant um die bisher nicht nachweisbare Dunkle Energie herum. Die beiden spanischen Forscher, die die Theorie entwickelt haben, sagen: “Wir sagen nicht, dass die Expansion des Universums selbst eine Illusion ist. Was wir als Illusion bezeichnen, ist die Beschleunigung dieser Ausdehnung.”

Das klingt alles sehr schlüssig, aber es hat auch eine etwas erschreckende Komponente. Denn wenn das, was wir gemeinhin als die Expansion des Universums wahrnehmen, in Wahrheit nur eine Verlangsamung der Zeit ist, worauf läuft das dann am Ende hinaus? Richtig, darauf, dass die Zeit irgendwann stehen bleibt. Sie wird immer langsamer und langsamer bis wir irgendwann den zeitlichen Nullpunkt erreichen. Wenn die Zeit nicht mehr dafür sorgt, dass die Dinge ablaufen, dann friert einfach alles ein. Ohne Zeit gibt es keine kausalen Abläufe mehr, ohne Zeit ist das Universum tot. Dann wird alles erstarren, wie ein Schnappschuss eines Augenblicks, für immer. Also denkt dran, in diesem Moment in einigen Milliarden Jahren, wenn die Zeit dann einfriert, noch mal richtig nett zu lächeln, denn das wird euer Gesichtsausdruck für die Ewigkeit danach sein.

Menschen vor einer großen Uhr
Wenn die Zeit stehen bleibt: Was ist dann?

Zeitverlangsamung nicht wahrnehmbar

Jetzt könnte man natürlich einwenden, dass wir ja dann auch hier auf der Erde merken müssten, dass die Zeit langsamer vergeht. Jeder der schon mal um 8 Uhr Morgens Uni-Vorlesung hatte, weiß ja, dass die Zeit auf der Erde bisweilen sehr langsam vergehen kann. Aber Spaß beiseite, der Grund, weshalb wir das auf der Erde nicht merken würden, ist, dass wir hier über gigantische Zeiträume sprechen. In der kurzen Zeit, in der wir Menschen überhaupt erst Weltraumforschung betreiben, könnte man eine solche Veränderung nicht aktiv wahrnehmen. 

Insgesamt ist die Idee der Zeitverlangsamung aber natürlich trotzdem nur eine Theorie und keinesfalls bewiesen. Aber genau so ist auch die Dunkle Energie nur eine Theorie und keinesfalls bewiesen. Es ist jedenfalls eine spannende Überlegung, die dafür sorgt, dass wir uns Gedanken darüber machen, was Zeit eigentlich genau ist.

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Subglaziale Flüsse: Leben unter dem ewigen Eis?

Entdeckung in der Antarktis

Wissenschaftler haben etwas Spektakuläres unter dem Eis der Antarktis entdeckt: subglaziale Flüsse. Schlummert da unten im ewigen Eis etwa eine fremde Welt? 

Eine unserer fundamentalen Annahmen über die Antarktis war komplett falsch. Und diese Annahme betraf eine geheimnisvolle Welt voller Seen unter der Oberfläche der Antarktis. Man würde es zwar nicht vermuten, wenn man durch die gigantische antarktische Eiswüste stappft, aber unter dem Eis gibt es jede Menge flüssiges Wasser und zwar in sogenannten subglazialen Seen. 

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Wir reden hier nicht von Wasser, das unter einer dünnen Eiskruste ist, wie der zugefrorene Tümpel in eurem Dorf, sondern von Gewässern, die unter einer Eisschicht von mehreren 100 oder sogar tausenden Metern liegen. Der größte bekannte subglaziale See in der Antarktis ist der Wostoksee. Der liegt in fast 4000 Metern Tiefe, ist 50 Kilometer breit und über einen Kilometer tief. 

370 subglaziale Seen in der ANTArktis bekannt

Die Vorstellung ist absolut faszinierend, dass dort unten eine geheime eisige Wasserwelt existiert, in der nach neuesten Erkenntnissen sogar Leben existieren kann. Der Wostoksee ist ein eigenes Ökosystem, das wohl im Vergleich zu unserem Lebensraum fremdartiger nicht sein könnte. Der Wostoksee ist der größte von über 370 subglazialer Seen in der Antarktis. 

Eishöhle mit Fluss
Subglaziale Flüsse unter dem Eis der Antarktis

Bislang gingen die Wissenschaftler davon aus, dass diese subglazialen Seen voneinander isoliert und nicht miteinander verbunden sind. Die Erklärung dahinter war, dass diese geheimen Seen Überreste aus einer Zeit sind, in der er es in der Antarktis noch wärmer war, denn dieser eisige Kontinente war ja nicht immer so kalt und karg. Ganz früher war die Antarktis wohl mit dichten Wäldern und einer reichhaltigen Fauna bedeckt. In Grönland etwa wusste man, dass es ein zusammenhängendes unterirdisches Seen- und Flusssystem gibt, aber in der Antarktis ging man eben von nicht miteinander verbundenen Seen aus – und jetzt haben wir herausgefunden, dass das absolut unzutreffend ist. 

Flusssysteme unter der Antarktis

In einer neuen Studie haben Forscher veröffentlicht, dass subglaziale Flüsse unter dem Eis gefunden wurden, die die Seen miteinander verbinden. Co-Autor Martin Siegert sagt dazu: “Als wir vor einigen Jahrzehnten die ersten Seen unter dem Antarktiseis entdeckten, hielten wir sie für isoliert voneinander. Jetzt beginnen wir zu verstehen, dass es dort unten riesige Systeme von miteinander verbundenen Flüssen gibt.”

Das bestätigt mal wieder die Auffassung, dass Wissenschaft im Prinzip daraus besteht, sich nach vorne zu irren. Obwohl man davon ausging, dass subglaziale Flusssysteme unmöglich seien, weil sich in der Antarktis selbst im Sommer kein Schmelzwasser an der Oberfläche bildet, wurde man nun eines besseren belehrt. Und wir reden hier nicht über kleine subglaziale Bäche, sondern über gewaltige Ströme. Der größte Fluss unter dem Eis, den die Forscher entdeckt haben, besitzt eine Länge von 460 Kilometern. Das ist immerhin knapp ein Drittel der Länge des Rheins – und der ist lang, wie sicherlich alle Leser von der Schweiz, über Speyer bis nach Köln hin zur holländischen Küste wissen. 

Subglaziale Flüsse: Radarmessungen in der Antarktis

Aber wie haben die Forscher dieses subglazialen Flüsse denn entdeckt? Haben die sich etwa unter das Eis gegraben? Das funktioniert leider selbst mit den fortschrittlichsten technischen Mitteln nicht in dieser Tiefe, deswegen ist man immer angewiesen auf indirekte Beobachtungen. Die Forscher stießen auf die Flüsse, als sie mithilfe von Radarmessungen per Flugzeug und geophysikalischen Modellen die subglaziale Topografie einer bisher kaum untersuchten Region in der Nähe des Filchner-Ronne-Schelfeises untersuchten. Dieses zweitgrößte Schelfeis der Antarktis liegt östlich der westantarktischen Halbinsel im Weddellmeer. 

Auch ganz schön eisig: der Pluto. Holt euch jetzt diesen süßen Plüsch-Pluto nach Hause!

Das subglaziale Flusssystem befindet sich also nur in dieser Region nahe des Filchner-Ronne-Schelfeises. Und das ist aufregend, denn es erscheint sehr unwahrscheinlich, dass dies der einzige Teil der Antarktis mit solchen Flüssen ist. Vermutlich bedeutet es viel eher, dass die gesamte Antarktis unterwandert ist von einem riesigen geheimnisvollen Flusssystem, von dem wir jetzt eben erst einen winzigen Teil entdeckt haben! 

Subglaziale Flüsse haben Einfluss auf Gletscher in der Antarktis

Und das ist eine super wichtige Entdeckung, denn diese Flüsse haben einen starken Einfluss auf die antarktischen Gletscher. Wie die Forscher ermittelten, fließen aus dem Kanal unter dem größten Eisstrom rund 24,2 Kubikmeter Wasser pro Sekunde unter das Schelfeis. In der Forschungsarbeit heißt es: “Diese Kanäle sind entscheidend, um Wasser vom Inneren des Eisschilds zur Grundlinie der Gletscher zu transportieren. Jede Veränderung des Durchstroms, ihrer Größe oder ihres Drucks kann große Teile des basalen Systems der Antarktis beeinflussen und damit auch die Flussraten des Eises.”

Diese Flüsse sind also entscheidend dafür, wie schnell die großen Gletscher und Eisströme Richtung Meer fließen, denn wie viel von diesem Eis schmilzt, ist eng damit verknüpft, wie rutschig die Gletscherbasis ist. Die Existenz der subglazialen Flüsse könnte endlich eine Erklärung für ein großes antarktisches Geheimnis sein und zwar, weshalb einige der Gletscher schneller fließen als es ihr Gefälle nahelegen würde. Und wir reden übrigens alleine in der nun untersuchten Region über immense Mengen von Gletschereis. Die Region, unter der dieser Fluss liegt, umfasst genug Eis um den globalen Meeresspiegel um 4,3 Meter anzuheben.

Gletscher
Neue Erkenntnisse über die Gletscher unserer Erde

Annahme über Gletscher falsch

Und das aus dem subglazialen Fluss ins Meer strömende Schmelzwasser beeinflusst auch das Schelfeis. Denn das an der Grundlinie der Gletscher ausströmende Süßwasser sinkt ab und so kann im Gegenzug wärmeres Wasser an die Eisunterseite nachströmen. Das könnte das Abtauen des Schelfeises von unten vorantreiben und auch erklären, warum an der Unterseite des Schelfeises große Einbuchtungen und Rinnen entstehen. Also insgesamt kann man sagen: Bislang waren im Prinzip alle unsere Modelle bezüglich der antarktischen Gletscher super unvollständig, da wir diesen großen Einflussfaktor der subglazialen Flüsse nicht kannten. 

Das heißt auch, dass wir unsere Vorstellung vom Abtauen der Gletscher gewaltig anpassen müssen und dass sehr viele Faktoren eine Rolle spielen, die alle ineinander greifen. Der an der Forschung beteiligte Wissenschaftler Neil Ross formuliert es so: “Die Entdeckung eines Flusses, der hunderte Kilometer landeinwärts reicht und wesentliche Prozesse beeinflusst, zeigt, dass wir die Eisschmelze nicht vollständig verstehen können, ohne das gesamte System zu betrachten – Eisschild, Ozean und Schmelzwasser.”

Mehr über Eismonde lernen

Die Antarktis-Forschung ist übrigens so spannend, weil wir dadurch auch immer etwas über die Eismonde der Gasplaneten lernen. Klingt unglaublich, aber diese weit entfernten Trabanten haben viele Gemeinsamkeiten mit der Antarktis. Es ist mittlerweile erwiesen, dass sich unter der Oberfläche der Monde Ganymed und Europa gewaltige Wasserozeane befinden. Das heißt, wir haben hier flüssiges Wasser unter einer gewaltigen Eisschicht. Wie in der Antarktis. 

Wenn es in der Antarktis ein subglaziales Flusssystem gibt, spricht einiges dafür, dass auch die Monde der Gasplaneten solche unterirdischen Flüsse beherbergen könnten. Riesige Ozeane, Flüsse, Wärme durch die Schwerkrafteffekte von Jupiter und Co – das klingt nach den perfekten Voraussetzungen für außerirdisches Leben. Und schließlich wissen wir, dass es in den subglazialen Gewässern der Antarktis Leben gibt. Warum also nicht auch auf Europa, Enceladus, Triton und wie sie alle heißen? Und noch ein unglaublicher Fakt: Obwohl der Jupiter-Mond Europa deutlich kleiner ist als die Erde, ist die dort vorhandene Menge an flüssigem Wasser mehr als doppelt so groß wie die aller irdischen Ozeane zusammengenommen. 

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Sind Newtons Gravitationsgesetze falsch?

Sonne und Erde in einem Netz aus Schwerkraft

Diese Sternhaufen bewegen sich wirklich sonderbar und wirbeln unser Verständnis von Schwerkraft ordentlich durcheinander. Wissenschaftler überlegen nun sogar, ob Newtons Gravitationsgesetze überhaupt noch gültig ist. Oder ob jetzt die Stunde einer umstrittenen Gravitations-Alternative geschlagen hat. 

Astrophysiker stehen vor einem echten Rätsel, das Newtons Gravitationsgesetze ins Wanken bringt: Sie haben einen Sternhaufen beobachtet, der sich ganz und gar nicht an die Regeln der Physik hält. Denn die Verteilung der Sterne in dem Sternhaufen machen aus Sicht der Wissenschaftler überhaupt keinen Sinn, sofern man sich an Newtons Theorien hält. 

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Was ist ein Sternhaufen?

Bevor wir dieses wirklich seltsame Phänomen der falschen Bewegung von Sternhaufen weiter untersuchen, müssen wir erst einmal klären, was Sternhaufen überhaupt sind. Ganz platt gesagt: Sternhaufen sind Knubbel aus Sonnen. Sternhaufen sind Gebiete, in denen eine extrem hohe Dichte an Sternen vorherrscht. Die Sterne sind meist mehr oder weniger gleichzeitig in derselben Staub- und Gaswolke entstanden. Diese interstellare Molekülwolke ist zum Beispiel aus irgendwelchen Gründen kollabiert. Dadurch wurde es immer heißer in ihrem Inneren, immer dichter und immer heißer und plötzlich haben sich dann an der Stelle ganz viele Baby-Sonnen entzündet. Fertig ist ein Sternhaufen. 

Es gibt sogenannte offene Sternhaufen, da sind die Sterne meist noch relativ jung, bis zu einigen hundert Millionen Jahren, und sie befinden sich in den Spiralarmen der Milchstraße. Ihr kennt bestimmt die Plejaden, die man im Herbst und Winter perfekt am Himmel sehen kann. Die sind ein offener Sternhaufen. Und dann gibt es die alten Kugelsternhaufen, die um die zehn Milliarden Jahre alt sind und die sich in den äußeren Bereichen der Galaxis befinden, im sogenannten Halo.

die Plejaden
Wunderschön am Himmel: der Sternhaufen der Plejaden

Sternhaufen verhalten sich seltsam

Und die Sterne in Sternhaufen bleiben aufgrund ihrer eigenen Gravitation nah beieinander. Sie ziehen sich gegenseitig an. Diese Sternhaufen verhalten sich aber nun laut einer neuen Studie aus der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society absolut nicht regelkonform.

Sternhaufen verlieren regelmäßig Sterne, die sich dann in zwei sogenannten Gezeiten-Armen ansammeln. Welche Sterne zu einem Schweif eines Sternhaufens gehören, ist oftmals gar nicht so leicht zu bestimmen. Dafür brauchen die Forscher jede Menge Daten über das Alter der Sterne, der Richtung, in der sie sich bewegen und die Geschwindigkeit. 

Gezeitenarme von Sternhaufen

Hilfe bekommen sie von dem Weltraumteleskop GAIA, das die Bewegungen der Sterne in der Milchstraße misst und auch Aufschluss über die Verteilung von Sternen in Gezeiten-Armen geben kann. Ein Gezeiten-Arm befindet sich vor dem Sternhaufen, ein anderer Arm dahinter. Stellt euch vor, ihr habt einen leckeren Berliner, und in beide Seiten steckt ihr jeweils einen Zahnstocher rein. Der Berliner ist euer Sternhaufen. Die beiden Zahnstocher sind die Gezeiten-Arme. So weit, so lecker. 

Ein Gezeiten-Arm fliegt also immer vor dem Sternhaufen her. Der andere Gezeitenarm wird hinter dem Berliner, ähm, Sternhaufen, hergezogen. Der Wissenschaftler Jan Pflamm-Altenburg sagt dazu: „Nach den Newtonschen Gravitationsgesetzen unterliegt es dem Zufall, in welchem der Arme ein verlorener Stern landet“. Heißt für uns: In beiden Gezeitenarmen müssten sich gleich viele Sterne befinden. Und jetzt kommt es: Das ist nicht der Fall. Pflamm-Altenburg sagt weiter: „Wir konnten in unserer Arbeit aber erstmals nachweisen, dass das nicht stimmt: In den Haufen, die wir untersucht haben, enthält der vordere Arm stets deutlich mehr Sterne als der hintere.” Also, hatte Newton wohl irgendwie unrecht. Denn das Verhalten dieser Sterne widerspricht seiner Theorie von Gravitation.

Porträt von Isaac Newton
Isaac Newton: Stimmt seine Theorie von Gravitation noch?

Newtons Gravitationsgesetze

Aber was besagen Newtons Garavitationsgesetze überhaupt? Schauen wir mal ein paar Jahre zurück. Da formulierte Isaac Newton im 17. Jahrhundert das Gravitationsgesetz. Das wollen wir jetzt nicht im Wortlaut wiedergeben. Das soll einfach erklären, warum ein Apfel auf den Boden fällt, oder warum ihr, wenn ihr hochspringt, sofort wieder auf der Erde landet. Das ist Gravitation, genauer gesagt, die Anziehungskraft der Erde. Sie hält euch fest. Und das Newtonsche Gravitationsgesetz besagt, dass jeder Körper auf einen anderen Körper mit einer anziehenden Gravitationskraft einwirkt. Auch ihr zieht grad mit eurem Gewicht kleine Staubteilchen um euch herum an. Und je schwerer ihr seid, umso mehr zieht ihr an.

Mit dem Gesetz konnte Newton erstmals die Schwerkraft auf der Erde, die Anziehung des Mondes und die Planetenbewegungen um die Sonne erklären. Auch solch Phänomene wie die Gezeiten auf der Erde konnten mit diesem Gesetz erklärt werden. Klar gab es damals kleinere Unstimmigkeiten in Newtons Darlegungen, aber spätestens mit Einstein und seiner allgemeinen Relativitätstheorie wurden auch diese geklärt. 

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Alternative Gravitationstheorie: MOND

So und laut den Astrophysikern passt diese Theorie jetzt nicht zu den Bewegungen der Sternhaufen. Stattdessen haben sie eine alternative und in Fachkreisen höchst umstrittene Theorie aus der Schublade gekramt, mit der sich dieses Phänomen viel besser erklären lässt. Die sogenannte MOND-These. MOND steht für Modified Newtonian Dynamics oder auch für Theorie der Milgromschen Dynamik und diese Theorie wurde 1983 von dem israelischen Physiker Mordehai Milgrom ins Leben gerufen. 

Beruft man sich auf diese Theorie, könnte man davon ausgehen, dass es im vorderen Gezeitenarm des Sternhaufens mehr Sterne geben muss. Anders als die Newtonsche Theorie, die ja besagt, dass es in beiden Armen gleich viele Sterne geben muss. Und laut der Aufzeichnungen stimmen die Daten mit der MOND-These perfekt überein. Pavel Kroupa vom Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik der Universität Bonn erklärt, dass Sterne nach der MOND-These einen Sternhaufen durch zwei Türen, eine vordere und eine hintere, in die Gezeitenarme verlassen können. 

Gezeitenarm der Hyaden von Kroupa AG der Uni Bonn
Gezeitenarm der Hyaden, Quelle: Kroupa AG, Uni Bonn

Laut der Newtonschen Theorie müssten beide Türen gleich groß sein und gleich viel Sterne durchlassen können. Nach der MOND-Theorie ist die vordere Tür aber deutlich größer und kann dementsprechend viel mehr Sterne durchlassen, als der hintere Ausgang. Und die Verteilung der Sterne in den Gezeitenarmen stimmt ziemlich gut mit dem überein, was die MOND-These behauptet, nämlich, dass im vorderen Gezeitenarm viel mehr Sterne sind. 

Die Forscher entwickeln jetzt erstmal neue und genauere Simulationen, um die ersten Erkenntnisse zu prüfen und zu bestätigen. Wenn diese Erkenntnis wirklich bestätigt werden sollte, dann kann Newton einpacken. Denn die Newtonschen Gravitationsgesetze hätten in der Mond-Theorie keine Gültigkeit mehr. Wir müssten diese Gesetze dann überarbeiten und was das für Konsequenzen für die gesamte Physik hätte, könnt ihr euch sicherlich denken.

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Gibt es auf dem Mond Aliens?

Aliens auf dem Mond

Außerirdisches Leben direkt neben uns, Aliens auf dem Mond – die gibt es, glaubt zumindest ein renommierter Harvard-Professor. Gibt es auf dem Mond tatsächlich Aliens?

Der Harvard-Professor Avi Loeb fällt des Öfteren mit spannenden Theorien über Aliens auf. Er ist beispielsweise der größte Verfechter der Idee, dass der interstellare Asteroid Oumuamua kein gewöhnlicher Stein war, sondern eine Alien-Sonde. Der Durchflug von Oumuamua durch unser Sonnensystem im Jahre 2017 war eine echte Premiere. Es war das erste Objekt in unserem Sonnensystem, das eindeutig als interstellar identifiziert werden konnte, also aus einem anderen Sternsystem stammte. 

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Bei so gut wie allen anderen Asteroiden und Kometen in unserem Sonnensystem ist man sich sicher, dass sie auch hier in unserem System entstanden sind. Ein Objekt aus einem anderen Sonnensystem ist wirklich etwas Besonderes und es stellte sich eben naturgemäß die Frage, ob Oumuamua vielleicht absichtlich von Aliens geschickt wurde. Wirklich handfeste Beweise dafür gibt es bis heute nicht, aber Avi Loeb hält an seiner Theorie fest. Egal, ob man Avi Loeb zustimmt oder nicht, er argumentiert grundsätzlich seriös, ist Harvard-Professor und in der astronomischen Szene höchst anerkannt. Umso spannender ist es, dass er auch noch eine andere spektakuläre Idee auf Lager hat – und die betrifft unseren Mond! 

Darstellung von Oumuamua (ESO_M. Kornmesser)
Darstellung von Oumuamua (ESO_M. Kornmesser)

Aliens auf dem Mond?

Es geht um Aliens. Avi Loeb hält es für wahrscheinlich, dass es auf dem Mond Aliens gibt. Er schreibt dazu: “Die Idee ist, die Mondoberfläche als ein Fischernetz für interstellare Objekte zu betrachten, die sich im Laufe der Zeit angesammelt haben und möglicherweise Bausteine des Lebens aus den bewohnbaren Umgebungen um andere Sterne liefern.”

Auf den ersten Blick würde man unseren Mond nicht mit Leben in Verbindung bringen. Der Mond besitzt keine Atmosphäre, die Temperaturen sind extrem und auf der Oberfläche befindet sich im Prinzip nur Mondstaub, sogenannter Regolith. Aber gerade diese kargen Eigenschaften könnten ihn dafür prädestinieren, Spuren von Alien-Leben zu enthalten. Denn das Fehlen einer Mondatmosphäre garantiert, dass Substanzen, die den Mond aus den Tiefen des Weltraums erreichen, auf der Mondoberfläche landen könnten, ohne zu verglühen. Der Grund, weshalb wir auf der Erde Sternschnuppen sehen, ist ja letztlich nur, dass Steinchen aus dem Weltraum durch Reibung in der Atmosphäre verglühen. Das geht auf dem Mond mangels Atmosphäre nicht. Außerdem ist der Mond – so weit wir wissen – geologisch weitestgehend inaktiv. Keine Vulkane, keine Erdbeben. 

Ablagerungen auf dem Mond könnten Alien-Spuren enthalten

Und das bedeutet, dass die auf seiner Oberfläche abgelagerten Partikel erhalten bleiben und sich nicht mit dem tiefen Mondinneren vermengen, es gibt also keine Sedimentdurchmischung. Der Mond ist also wie eine Art kosmischer Briefkasten, der in den letzten Milliarden Jahren zuverlässig die Post aus dem All aufgefangen hat und sie nach wie vor für uns lagert. Doch wir Menschen haben uns bislang nicht besonders dankbar gezeigt und haben die Post noch nie geleert. Was für geheimnisvolle Zuschriften und Briefe aus den Weiten des Universums mag der Mond für uns bereithalten.

Unser Mond
Unser Mond: Leben dort eventuell Aliens?

Dabei könnten die Ablagerungen auf dem Mond wirklich hoch interessant sein. Denken wir mal zurück an Oumuamua – statistisch gesehen sind in den vergangenen Milliarden Jahren sehr viele solcher interstellaren Objekte in das Sonnensystem eingetreten und wenn wir in unserer Nähe irgendwo Ablagerungen davon finden, dann auf dem Mond. 

Avi Loeb sagt: “Sollten interstellare Impaktoren die Bausteine extraterrestrischen Lebens enthalten, könnte man diese Biomarker durch die Analyse von Mondoberflächenproben gewinnen. Die Identifizierung von Biomarkern aus Material, das aus der bewohnbaren Zone um andere Sterne stammt, würde uns Aufschluss über die Art des außerirdischen Lebens geben.”

Mondgestein analysieren und Aliens finden

Es klingt unglaublich, aber es ist absolut schlüssig: Durch die Analyse von Mondgestein könnten wir Spuren von außerirdischem Leben aus anderen Sternsystemen finden. Da fragen sich jetzt sicherlich einige von euch, ob wir da nicht einfach die Proben untersuchen könnten, die von den Apollo-Astronauten mit zur Erde gebracht wurden. Theoretisch schon, aber das ist natürlich nur eine begrenzte Probengröße und diese Steine sind auch schon lange kontaminiert, dadurch dass sie sich eben nun auf der Erde befinden. 

Buzz Aldrins Fußbabdruck im Regolith
Buzz Aldrins Fußbabdruck im Regolith

Um wirklich die Spuren von Alien-Leben im Regolith zu finden, müssten wir also Experimente direkt auf dem Mond durchführen. Und das könnte in den kommenden Jahren geschehen, denn im Rahmen des Artemis-Programm will die NASA wieder Astronauten auf unseren Trabanten schicken und sogar eine feste Basis auf dem Mond errichten. Stellt sich nur die Frage, wie wir dann feststellen können, ob das analysierte Mondgestein Spuren von extraterrestrischem Leben enthält – schließlich haben wir da keine Erfahrungswerte, wonach wir genau suchen müssen. 

Verhältnis der Isotope gibt Hinweise auf Aliens

Einen interstellaren Ursprung, also eine Herkunft aus einem fremden Sternsystem festzustellen, wäre gar nicht so schwer. Eine Abweichung vom einzigartigen solaren Verhältnis der Isotope von Sauerstoff, Kohlenstoff oder Stickstoff würde da schon ausreichen. Aber das alleine wäre noch kein Nachweis von Aliens. Laut Avi Loeb bestehen aber durchaus gute Chancen, im Mondstaub die Biosignaturen von Alien-Leben zu finden. 

Auf der Erde etwa wurden die ältesten Mikrofossilien mit eindeutigen Beweisen für biologische Zellen, die vor etwa 3,4 Milliarden Jahren lebten, in der Strelley Pool Formation in Westaustralien entdeckt. Wenn man sich die Zeitspanne ansieht, in der der Mond schon existiert, ist es nicht unmöglich, dass wir Überreste von außerirdischen Zellstrukturen auf dem Mond finden, die durch interstellare Objekte in unser Sonnensystem gebracht wurden. 

Mikrofossil aus den Strelley Pools (Julien Alleon, GPL)
Mikrofossil aus den Strelley Pools (Julien Alleon, GPL)

Und das könnte uns dann direkt auch eine der größten Fragen der Astrobiologie beantworten: Ähnlichkeiten zwischen irdischem Leben und den potentiellen Überresten von Alien-Leben im Mondgestein würden darauf hindeuten, dass es überall einen einzigartigen biochemischen Weg für das Leben gibt, also dass das Leben im Prinzip überall ähnlich aufgebaut ist. Dann wüssten wir auch viel eher, nach welchen Signaturen von Leben wir auf weit entfernten Exoplaneten suchen müssten. 

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Panspermie: Leben verbreitet sich zwischen Sternsystemen

Ein solcher Fund würde außerdem beweisen, dass die Panspermie-Hypothese Realität ist, also die Idee, dass Leben sich durch den Weltraum zwischen Sternsystemen verbreiten kann. Das könnte sogar bedeuten, dass auch das Leben auf der Erde ursprünglich von ganz woanders, von einem weit entfernten Ort innerhalb unserer Milchstraße kam. Noch aufregender wäre es, Spuren von technologischen Geräten zu finden, die vor Milliarden Jahren auf der Mondoberfläche abgestürzt sind. Avi Loeb glaubt daran und sagt: “Das käme einem Brief einer außerirdischen Zivilisation gleich, der besagt: „Wir existieren. Ohne einen Blick in unseren Briefkasten würden wir nie erfahren, dass eine solche Botschaft angekommen ist.” 

Es ist definitiv einen Versuch wert, denn die andere Alternative, wirklich zu fremden Sternsystemen hinzufliegen und dort vor Ort Proben zu nehmen, würde bei unserem derzeitigen Stand der Technik viele Jahrtausende in Anspruch nehmen. Allein unser Nachbarstern Proxima Centauri ist 4,2 Lichtjahre entfernt. Würden die Voyager-Sonden, die sehr schnell sind, in Richtung Proxima Centauri fliegen, bräuchten sie immer noch über 70.000 Jahre. Unfassbar. Wenn Loebs Theorie stimmt, ist der Mond also unsere beste Chance um die Spuren von außerirdischen Leben zu entdecken.

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Dyson-Sphären: Durchbruch bei der Alien-Suche?

Dyson-Sphären hinter einem Alien

Das könnte bei der Suche nach Alien-Zivilisationen alles verändern: Laut neuen Erkenntnissen haben wir bisher nicht nach den richtigen Anzeichen Ausschau gehalten. Aliens leben demnach wahrscheinlich in Dyson-Sphären, die Weiße Zwergsterne umgeben. 

Zivilisation ist Energie. Je fortschrittlicher wir darin wurden, Energie freizusetzen und zu kanalisieren, desto weiter hat sich die menschliche Spezies entwickelt. Heutzutage ist der weltweite Wohlstand so hoch wie noch nie, die Armut so niedrig wie nie, Kindersterblichkeit und Todesfälle durch Umwelteinflüsse auf dem absoluten Tiefstand. Dieses Zeitalter des Wohlstands, in dem wir leben, verdanken wir technologischen Fortschritten, die sich letztlich alle auf die Nutzung von Energie zurückführen lassen. 

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Sterne als Energiequelle

Was hat das jetzt mit Aliens zu tun? Es ist sehr wahrscheinlich, dass außerirdische Spezies, die fortschrittlicher als wir sind, besser in der Nutzung von Energie sind. Eine Alien-Spezies, die so hoch entwickelt ist, dass sie sogar die Galaxis bereisen könnte, müsste eine verdammt gute und fast unendliche Energiequelle haben. Praktisch, dass unsere Galaxis voll mit solchen Energiequellen ist: Sterne. Sterne wie unsere Sonne sind gigantische Kernfusionskraftwerke, in denen jede Sekunde gewaltige Mengen an Fusionsenergie freigesetzt werden. Pro Sekunde werden dort 564 Millionen Tonnen Wasserstoff in 560 Millionen Tonnen Helium umgewandelt. Die Sonne verliert also pro Sekunde vier Millionen Tonnen Gewicht. 

Sterne produzieren also derart gewaltige Energiemengen, dass sie grundsätzlich dazu ausreichen, eine Zivilisation für immer zu versorgen und auch fortschrittlichste interstellare Reisetechnologie möglich zu machen. Das Problem ist, dass es sehr schwierig ist, das volle Energiepotential eines Sterns zu nutzen. Solarzellen beispielsweise sind nicht in der Lage, auch nur die auf der Erde ankommende Sonnenenergie vollständig zu nutzen und haben riesige Energieverluste. Wenn die Menschen beispielsweise jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche mit Sonnenkollektoren bedecken würden, würde das mehr als 10 hoch 17 Joule Energie pro Sekunde erzeugen. Dabei ginge aber immer noch der größte Teil der von der Sonne abgestrahlten Energie verloren, nämlich etwa 10 hoch 26 Joule pro Sekunde. Das ist also unfassbar ineffizient. 

Sonnenkollektoren
Sonnenkolletoren: Nicht ausreichend Energie für die Menschen

Dyson-Sphären: Was ist das eigentlich?

Um zu einer interstellaren Zivilisation zu werden, brauchen wir etwas mehr. Ich rede von Mega-Strukturen, so genannten Dyson-Sphären. Wenn es interstellare hochentwickelte Spezies gibt, können wir davon ausgehen, dass sie solche Dyson-Sphären nutzen würden. Da stellt sich natürlich Frage: Was ist eine Dyson-Sphäre. Ganz einfach gesagt, handelt es sich um ein hypothetisches Konstrukt, das man komplett um einen Stern errichten könnte, um dessen Energie optimal aufzufangen und zu nutzen. 

Benannt ist das Ganze nach dem berühmten Physiker Freeman Dyson, der diese Idee 1960 entwickelte. Wenn eine fortgeschrittene Zivilisation die gewaltige Energie ihres Heimatsterns wirklich nutzen will, wird sie nicht per Gesetz Solarzellen auf ihrem Planeten fördern, sondern sie muss Megastrukturen direkt um den Stern bauen, um die gesamte Energie einzufangen. Dysons ursprünglicher Vorschlag einer massiven Sphäre mit hundertprozentiger Abdeckung des Sterns funktioniert nicht, da es unmöglich wäre, den Stern im Zentrum zu halten, und die gesamte Kugel aufgrund der extremen Gezeiten- und Rotationsbelastungen vernichtet werden würde. 

Darstellung einer Dyson-Sphäre
Darstellung einer Dyson-Sphäre (Quelle: Kevin Gill)

Energie mit Dyson-Sphären kanalisieren

Aber in abgewandelter Form würde das Ganze perfekt funktionieren – und zwar könnte eine fortgeschrittene Spezies Ringe oder Schwärme von Sonnenkollektoren bauen, die den Stern umgeben, aber immer noch Teile des Lichts und der Energie durchlassen. Auf diese Art und Weise könnte eine Alien-Spezies gigantische Mengen an Energie kanalisieren, eine super fortschrittliche Gesellschaft errichten und alle sind glücklich. 

Aber ganz so Friede Freude Eierkuchen ist es dann doch nicht. Denn selbst so ein High-Tech-Set-Up funktioniert nicht für immer, denn Sterne haben nur eine gewisse Existenzdauer. Ein durchschnittlicher Stern wie unsere Sonne existiert einige Milliarden Jahre lang, dann bläht er sich zum Roten Riesen auf und implodiert schließlich zu einem Weißen Zwerg, einer super verdichteten Restmasse des ursprünglichen Sterns, quasi ein dichter, sehr heißer Sternenleichnam. Das blüht auch unserer Sonne, aber bis sie komplett gestorben und ein Weißer Zwerg geworden ist, werden zum Glück noch fünf Milliarden Jahre vergehen. 

Suche nach Aliens: Gestorbene Sterne im Fokus

Wenn wir davon ausgehen, dass eine Alien-Spezies, die eine Dyson-Sphäre errichten kann, über den Punkt hinaus ist, an dem sie sich versehentlich selbst vernichten würden durch einen Atomkrieg oder so, wird sie also bis in die Zeit hinein existieren, in der sie einen neuen Stern benötigt, weil der alte Heimatstern zuende fusioniert hat. Und hier setzt eine super spannende Forschungsarbeit des Astronomieprofessors Ben Zuckerman an. Er schlägt vor, dass wir uns bei der Suche nach Aliens auf gestorbene Sterne und verlassene Dyson-Sphären konzentrieren sollten. Denn nach den Überlegungen, die wir gerade angestellt habe, müsste die Milchstraße doch voll sein mit gestorbenen Sternen, die in der Vergangenheit von anderen Zivilisationen mit Dyson-Sphären umhüllt wurden. 

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Denn Ihr müsst bedenken, dass unsere Galaxis schon ganze zehn Milliarden Jahre auf dem Buckel hat. In so einem langen Zeitraum können ganz schön viele Alien-Spezies, Dyson-Sphären und stellare Fusionsprozesse den Bach runterfließen. Diese Überlegung ermöglicht es den Wissenschaftlern, einen direkten Zusammenhang zwischen der Lebensdauer von Sternen und dem Vorkommen von Dyson-Sphären herzustellen. Wenn Astronomen in der Umgebung von Weißen Zwergen nach Dyson-Sphären suchen und keine finden, kann das helfen abzuschätzen, wie viele fortgeschrittene Zivilisationen in der Galaxie existieren könnten. 

Dyson-Sphären und Weiße Zwerge

Die Logik hinter der Berechnung sieht folgendermaßen aus: Die Astronomen können bislang leider nur einen kleinen Bruchteil aller Weißen Zwerge in der Galaxie vermessen, da der Rest schlicht zu weit weg von uns ist. Wenn aber genügend Außerirdische beschlossen haben, Dyson-Sphären um ihre Sterne zu bauen, dann sollten wir in unseren Untersuchungen mindestens eine Dyson-Sphäre finden. Wenn wir überhaupt keine sehen, dann setzt das eine Obergrenze für die Zahl der außerirdischen Zivilisationen, die Dyson-Sphären um Weiße Zwerge bauen. Natürlich könnte es Außerirdische geben, die sich gegen den Bau von Dyson-Sphären entscheiden, vielleicht aus religiösen Gründen oder weil sie eine unfähige Regierung haben, aber in der Forschungsarbeit wird argumentiert, dass es bei dem immensen Alter der Milchstraße am wahrscheinlichsten ist, Dyson-Sphären von Alien-Spezies um bereits gestorbene Sterne, also um Weiße Zwerge zu entdecken. 

Darstellung eines Weißen Zwergs (Quelle: NOIRLab NSF AURA J. da Silva)

Aber diese Strukturen wirklich zu finden, wird schwierig. Professor Ben Zuckerman sagt dazu: “Wenn es Dyson-Sphären gibt, werden sie wahrscheinlich schwer zu finden sein, weil es so viele Sterne gibt, die durchsucht werden müssen. Das Signal der Dyson-Sphäre wird wohl sehr schwach sein im Vergleich zu dem Stern, um den sie kreist.”

Signal von Dyson-Sphären

Aber wie sähe so ein Alien-Dyson-Signal überhaupt aus? Wonach müssen wir Ausschau halten? Das Vorhandensein einer Dyson-Sphäre um einen Weißen Zwerg hätte wohl zwei Auswirkungen. Wenn die Struktur groß oder nahe genug an ihrem Stern ist, blockiert sie teilweise das Licht, das auf der Erde ankommt, genauso wie dies bei Exoplaneten der Fall ist, die vor ihrem Stern entlang wandern. Mit dieser sogenannten Transitmethode hat man bisher den Großteil aller Exoplaneten entdeckt. Aber solche Dyson-Sphären könnten auch ein Infrarotsignal hinterlassen. Denn solche Megastrukturen würden wohl die Strahlung des Weißen Zwerges absorbieren und dessen Energie in andere Dinge umwandeln. Da so eine Umwandlung niemals zu 100 Prozent effizient sein kann, wird bei diesem Prozess etwas Abwärme zurückbleiben, die als Infrarotlicht entweicht. Und jetzt kommt’s: Überraschenderweise haben wir bereits viele Weiße Zwerge mit überschüssiger Infrarotemission gefunden. 

Doch die meisten Forscher gehen davon aus, dass diese Infrarotstrahlung auf kosmischen Staub in diesen Sternsystem zurückzuführen ist. Aber wer weiß, es ist absolut möglich, dass auch der ein oder andere Weiße Zwerg darunter ist, dessen Dyson-Sphäre im Infrarotbereich strahlt. Und folgende Berechnung kann uns auch optimistisch stimmen: Ben Zuckerman hat in seiner Arbeit hochgerechnet, wie viele Zivilisationen es auf Grundlage dieser Annahmen, in der Milchstraße geben könnte, die Dyson-Sphären um ihren Stern gebaut haben und sein unglaubliches Ergebnis: Potentiell kann es bis zu neun Millionen solcher hochentwickelten Alien-Spezies in unserer Galaxis geben. Das wäre wirklich spektakulär, aber es ist natürlich nur eine theoretische Schätzung und Professor Zuckerman selbst gibt sich auch etwas verhalten: “Einige Astronomen, mich eingeschlossen, glauben, dass technologisches Leben sehr selten vorkommt. Es könnte sogar sein, dass wir die fortschrittlichste Technologie in unserer Milchstraße besitzen. Aber niemand weiß es, also lohnt es sich, nach Beweisen zu suchen.”

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Nicht von dieser Welt: 5 Fakten über Oumuamua

Künstlerische Darstellung von Oumumua

Oumuamua – wer kann sich noch an diesen interstellaren Besucher erinnern, der im Jahr 2017 erstmals entdeckt wurde? Und der seitdem die Astronomiewelt ein bisschen durcheinander gewirbelt hat? Hier findet ihr 5 erstaunliche Fakten über Oumuamua.

Als das Pan-STARRS-Teleskop auf Hawaii am 19. Oktober 2017 in den Himmel gerichtet wurde, staunte der Forscher Robert Weryk nicht schlecht: Ein interstellarer Besucher hatte sich der Erde auf bis zu 33 Millionen Kilometer genähert (für astronomische Verhältnisse ein echter Katzensprung). Das entspricht rund einem Fünftel der Distanz von der Erde zur Sonne. Anders gesagt: Dieses seltsame Objekt ist uns extrem nah gekommen. Grund genug, sich den mysteriösen Besucher einmal näher anzuschauen. Hier sind unsere 5 Fakten über Oumuamua:

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Fakt 1: Oumuamua stammt nicht aus dem Sonnensystem

Das fliegende Objekt stammt nicht aus unserer direkten galaktischen Nachbarschaft. Es handelt sich um das erste interstellare Objekt, das Menschen jemals am Himmel haben vorbeifliegen sehen. Der offizielle Name lautet übrigens 1I/Oumuamua – die 1 steht für das erstmalige Auftreten, das I für “interstellar”. Als interstellar bezeichnen die Astronomen alles, das sich jenseits unseres Sonnensystems befindet – das sich also zwischen den Sternen (interstellar) befindet.

Fakt 2: Das objekt stammt vom Stern Wega

Oumuamua flog senkrecht in unser Sonnensystem hinein. Berechnungen haben ergeben, dass das Objekt vermutlich vom Stern Wega stammt, der im Sternbild der Leier zu finden ist. Der Stern Wega ist der dritthellste Stern an unserem Nachthimmel und befindet sich in rund 25 Lichtjahren Entfernung. Stammt das mysteriöse Objekt wirklich von der Wega, hat es einen langen Weg hinter sich. 1 Lichtjahr beträgt 9.460.730.472.580 km, also rund 9,5 Billionen km – und das mit 25 mulitpliziert – puh! Mittlerweile befindet sich Oumuamua auf den Weg in Richtung Sternbild des Pegasus.

Fakt 3: Oumuamua sieht aus wie eine Zigarre

Die echten Fotos dieses geheimnisvollen Objekts geben für Amateure nicht besonders viel her. Aber aufgrund der physikalischen Eigenschaften gehen die Forscher davon aus, dass Oumuamua wie eine Zigarre aussieht. Form und Beschaffenheit des Objekts könnten entstanden sein aufgrund von starken Gezeitenkräften. Oumuamua könnte zu nah an einem sehr viel massereicheren Objekt, etwa einem Stern, vorbeigeflogen sein. Die Schwerkraft des Sterns zerrte so extrem an Oumuamua, das er sich verformt hat. Solche Prozesse wurden bereits bei anderen Objekten beobachtet, etwa bei dem Kometen Shoemaker-Levy, der dem Planeten Jupiter zu nah kam und zerrissen wurde. Oumuamua wurde nicht zerrissen – das liegt vermutlich daran, dass kleinere Bruchstücke des Objekts durch die enorme Gravitation erhitzt wurden und dann zu neuen Formen verschmolzen sind.

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Fakt 4: weder Komet noch Asteroid

Bei der Entdeckung ging man aufgrund der Einflugschneise davon aus, dass es sich bei Oumuamua um einen Kometen handeln musste. Aber: Es fehlte die wichtigste Eigenschaft eines Komets, der sich einem Stern nähert – der Schweif. Auch die Koma, also die Hülle aus Gas und Staub um das Objekt herum, gab es nicht. Die Kometentheorie wurde verworfen und Oumuamua wurde als Asteroid klassifiziert. Aber auch hier sind sich die Astronomen uneinig. Das Objekt bewegt sich nicht auf einer asteroidentypischen Bahn um die Sonne herum.

Fakt 5: Mit einem Jupiter-Flyby könnte man Oumuamua erreichen

Das mysteriöse Objekt entfernt sich derzeit mit einer Geschwindigkeit von rund 26,3 km/s. Für Raumfahrzeuge ist dies nur schwer zu erreichen. Aber dennoch überlegen die Forscher, wie sie Oumuamua in Zukunft hinterherreisen könnten, um mehr über das Geheimnis zu erfahren. Das derzeit schnellste Raumfahrzeug ist die Sonde Voyager 1, die mit 16,6 km/s durch die äußersten Bereiche des Sonnensystems düst. Eine Idee lautet, eine Raumsonde am Planeten Jupiter vorbeizusteuern und dessen hohe Gravitation mit einem Flyby-Manöver auszunutzen. So würde die Sonde in Richtung Sonne geschleudert werden. Die Sonde würde dann im Perihel (im sonnennächsten Punkt) ihren Motor zünden und sich so mittels des sogenannten Oberth-Manövers aus dem Sonnensystem herauskatapultieren. In rund 16 Jahren könnte die Sonde Oumuamua erreichen. Und damit endlich das Rätsel um seine Beschaffenheit und Herkunft lösen.

Wenn ihr jetzt noch nicht genug von mysteriösen Dingen und Alien-Raumschiffen habt, dann schaut euch unbedingt mal dieses Video an:

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Symmetronen: Mysteriöse Wand hinter der Milchstraße entdeckt

Milchstraße und eine blaue Wand

Forscher vermuten, dass zwischen Galaxien riesige unsichtbare Strukturen existieren. Und die bestehen aus etwas, das die Physik völlig auf den Kopf stellt. Was es mit diesen kosmischen Wänden und den sogenannten Symmetronen auf sich hat.

Astronomen haben ein Problem. Und dieses Problem betrifft unsere Heimatgalaxis, die Milchstraße. Die Milchstraße ist eine Ansammlung von mindestens 200 Milliarden Sternen, einer davon ist unsere Sonne. 

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Unsere Galaxis ist nicht allein. Sie wird begleitet von einer Menge Zwerggalaxien. Wobei das Präfix “Zwerg” in dem Fall ein bisschen irreführend ist, denn diese Zwerggalaxien besitzen immer noch mehrere Millionen Sterne. Diese Zwerggalaxien sind durch die Schwerkraft an die Milchstraße gebunden und weichen niemals von unserer Seite.

Lambda-CDM-Modell und Berechnung der Bewegung von Zwerggalaxien

Die meisten Rechenmodelle besagen, dass solche Zwerggalaxien wie ein Schwarm Wespen unkontrolliert um unsere Galaxie fliegen müssten. Das sogenannte Lambda-CDM-Modell ist ein Modell, dass die Entwicklung des Kosmos seit dem Urknall beschreibt. Gemäß dieses Modells müssten sich Zwerggalaxien wie Wespen verhalten und wahllos in verschiedenen Bahnen um ihre Wirtsgalaxie herumkreisen. 

Jetzt kommt das Problem der Astronomen: Die meisten Zwerggalaxien verhalten sich nicht wie vom Modell errechnet. Kleine Galaxien, die von größeren Galaxien eingefangen werden, ordnen sich meist in dünnen, flachen Ebenen an, fast wie die Ringe des Saturns, während sie nach dem Modell eigentlich in chaotischen Bahnen um ihre Wirtsgalaxien herum verteilt sein sollten. Mit anderen Worten: Viele Zwerggalaxien halten sich nicht an das kosmologische Standardmodell und pfeifen komplett auf die Regeln der Physik.

Darstellung von Zwerggalaxien der Milchstraße
Viel los: Die Zwerggalaxien um die Milchstraße

Die Lösung für das Satelliten-Ebenen-Problem

Das wurmt die Astronomen schon lange und hat sogar einen eigenen Namen: Das Satelliten-Ebenen-Problem. Doch nun könnten wir die Antwort für das frustrierende Satelliten-Ebenen-Problem haben und diese Antwort hat es in sich: Sie beinhaltet unsichtbare Wände im Kosmos und ganz neue Elementarteilchen, die kein Teil der Standardphysik sind. 

Entwickelt haben diese Antwort zwei Forscher der Universität Nottingham, die sagen: “Wir wissen, dass wir neue Teilchen brauchen, weil wir dunkle Materie und dunkle Energie haben, und deshalb vermuten wir, dass wir unserem Standardmodell neue Teilchen hinzufügen müssen, um diese Dinge zu erklären.” 

Was haben Dunkle Energie und Dunkle Materie damit zu tun?

Dunkle Energie, Dunkle Materie – diese Begriffe müssen wir klären, bevor wir die mysteriösen galaktischen Strukturen verstehen können. Fangen wir mit der Dunklen Energie an: Man denkt, dass die Expansion des Weltraums nicht für immer weiter gehen kann und irgendwann mal nachlassen muss, oder? Denn je länger der Urknall her ist, desto mehr schwächt sich seine Energie ab und desto langsamer müsste der Weltraum wachsen und irgendwann dann sogar wieder schrumpfen. Wie ein Luftballon, in den einmal heftig reingepustet wird und irgendwann ist im wahrsten Sinne des Wortes die Luft raus.

Tja, Pustekuchen. Der Weltraum wird nicht langsamer. Er wird immer schneller immer größer. Also muss es irgendeine weitere Kraft neben der ursprünglichen Energie des Urknalls geben, die den Kosmos zum wachsen bringt. Und da niemand einen blassen Schimmer hat, was das für eine Kraft sein könnte, nennt man sie Dunkle Energie. In einem Satz könnte man sagen: Die Dunkle Energie ist eine noch nicht näher bestimmbare Kraft, die die Expansion des Kosmos voran treibt. 

Expansion des Kosmos durch Dunkle Energie
Dunkle Energie: Warum expandiert der Kosmos

Und Dunkle Materie? In kleinen Bereichen des Kosmos, zum Beispiel unserem Sonnensystem oder auch unserer Galaxis, spielt die Expansion des Kosmos keine Rolle. Das liegt daran, dass hier die Schwerkraft stärker ist als die Expansion. In unserer Milchstraße überwiegt die Schwerkraft der Sternsysteme oder Schwarzen Löcher untereinander die Expansion des Universums und deswegen hält die Milchstraße sich zusammen. 

Aber jetzt kommt ein kleines Problem: Wissenschaftliche Berechnungen haben ergeben, dass die Schwerkraft der Objekte in unserer Galaxis nicht ausreicht, um die Galaxie zusammenzuhalten. Wenn man nur die sichtbaren Himmelskörper unserer Galaxis einberechnet, wäre die Gravitation so schwach, dass die Milchstraße von der Expansion und der Dunklen Energie zerrissen würde. Wird sie aber nicht. Also gibt es scheinbar eine ominöse Kraft, die ähnlich wie die Schwerkraft Objekte zusammenhält. Da man auch hier keinen Schimmer hat, was diese Kraft genau ist, nennt man sie Dunkle Materie. 

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Also zusammengefasst: Dunkle Materie ist eine ominöse Kraft, die Dinge zusammenhält, Dunkle Energie ist eine ominöse Kraft, die Dinge auseinander treibt. Astronomie kann so einfach sein. Da aber niemand genau weiß, was Dunkle Materie und Dunkle Energie sind, stellt sich die Frage, ob es vielleicht mysteriöse Teilchen geben könnte, die diese Kräfte verursachen, die wir aber schlicht noch nicht entdeckt haben. 

Symmetronen: Spekulative Teilchen rufen Effekte der Dunklen Energie hervor

Mit Teilchen meint man zum Beispiel Elementarteilchen, die auf der allerkleinsten Ebene die Effekte der Dunklen Energie und Dunklen Materie hervorrufen. Über solche ominösen Teilchen wird schon lange spekuliert. Die Idee der Forscher der Uni Nottingham ist, dass diese Teilchen tatsächlich existieren und verantwortlich sind für das exzentrische Verhalten der Zwerggalaxien. Ihrer Theorie zufolge könnten spekulative Teilchen, die als Symmetronen bekannt sind und mit denen Forscher Lücken in unserem Wissen über den Kosmos erklären, all diese geheimnisvollen Effekte bewirken.

Die Theorien besagen, dass Symmetronen im Laufe der 13,8 Milliarden Jahre, die das Universum alt ist, mehrmals einen so genannten Symmetriebrechungsmechanismus durchlaufen haben. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass diese Teilchen bei der Ausdehnung des Universums und der damit einhergehenden Verringerung der Dichte einen Schwellenwert überschreiten, der sie dazu veranlasst, ihren Niedrigstenergiezustand von Null in einen zufälligen positiven oder negativen Wert zu verwandeln. 

So könnten Symmetronen aussehen
Symmetronen: Sehen sie so aus?

Das klingt unfassbar kompliziert. Ist es auch. Deswegen stellen wir uns einfach mal vor, dass Symmetronen überall im Weltraum sind und den Weltraum schlicht in zwei Zustände teilen: Symmetron-Zustand Eins und Symmetron-Zustand Zwei. Oder einfacher: Pizza mit Salami. Pizza mit Schinken. Zwischen den unterschiedlich belegten Pizza-Stücken haben wir eine klare Abgrenzung, genau so zwischen den verschiedenen Symmetron-Zuständen. Im Falle der Symmetronen nennt man diese Abgrenzung Symmetron-Domänenwand, genau der Ort, an dem Symmetron-Zustand Eins zu Symmetron-Zustand Zwei wechselt, oder wie wir Physik-Profis sagen: Dort, wo Pizza Salami zu Pizza Schinken wechselt. Der beteiligte Forscher Aneesh Naik sagt: “Da das Universum nicht gleichmäßig ist, wird es verschiedene Regionen mit niedriger Dichte geben, die kausal nicht miteinander verbunden sind, so dass dieser Symmetriebruch nicht überall im Universum gleichzeitig stattfindet.”

Symmetronen: Domänenwand zwischen Milchstraße und Zwerggalaxie

Und die Idee ist jetzt, dass wir zwischen der Milchstraße und den Zwerggalaxien eine solche Symmetron-Domänenwand haben. Und an diesem unsichtbaren Symmetriebruch, an dieser Grenze zwischen zwei Zuständen, orientieren sich die Zwerggalaxien und nehmen deswegen die mit dem Standardmodell der Physik nicht zu erklärenden Umlaufbahnen an. 

Das ist erst mal nur eine Hypothese, aber die Forscher haben anhand von Simulationen gezeigt, dass Wechselwirkungen entlang dieser exotischen Wände Satellitengalaxien perfekt in die unerwarteten Ebenen lenken könnten. Die Hypothese der unsichtbaren Symmetron-Domänenwände passt also optimal zu dem, was wir in der Realität sehen. Das ist ein starkes Indiz dafür, dass Symmetronen tatsächlich existieren – und so ist es in der Physik ja schließlich oft: Dinge werden erst mal theoretisch postuliert und dann Jahre später erst entdeckt. 

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Die Silur-Hypothese: Waren vor uns Menschen da?

Ein Alien vor der Weltkugel

Eine mächtige Zivilisation fremdartiger Lebewesen beherrschte die Erde – und zwar Millionen Jahre vor unserer Zeit. Das besagt zumindest die Silur-Hypothese.

Bestimmt gibt es unter euch einige Dr. Who-Fans, oder? Falls das der Fall ist, kennt Ihr sicherlich die Silurianer, die bei Dr. Who eine Spezies von Reptiloiden sind, die lange Zeit vor der Menschheit als intelligente Spezies die Erde bewohnten. Nach dieser Dr.-Who-Spezies ist die Silur-Hypothese oder silurianische Hypothese benannt, also die Idee, dass es vielleicht auch in der Realität vor der Menschheit bereits andere Zivilisationen auf der Erde gegeben haben könnte. 

Wird verarbeitet …
Erledigt! Sie sind auf der Liste.

Die ganze Überlegung hat nichts mit der Verschwörungstheorie zu tun. Forscher haben sich rein wissenschaftlich mit der Idee einer vorangegangen Zivilisation beschäftigt. Im Journal of Astrobiology ist eine Arbeit erschienen, in der der Astrophysik-Professor Adam Frank und NASA-Forscher Gavin Schmidt ausgearbeitet haben, ob wir eine vorangegangene Spezies überhaupt entdecken könnten. 

Gab es frühere intelligente Spezies auf unserem Planeten?

Aber wie wahrscheinlich ist es, dass dieses Szenario überhaupt eintrifft? An sich erscheint es nicht unwahrscheinlich, dass sich auf einem Planeten im Laufe der Zeit mehrere intelligente Spezies entwickeln. Unsere Erde ist vier bis fünf Milliarden Jahre alt. So weit wir wissen, existiert das Leben auch schon sehr lange. Man konnte nachweisen, dass schon vor knapp 3,7 Milliarden Jahren die ersten Mikroben entstanden sind. 3,7 Milliarden Jahre existiert das Leben also schon. 

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Die Menschheit gibt es in ihrer modernen Form erst seit ungefähr 200.000 Jahren. Und unsere jetzige Zivilisation noch viel kürzer. Unser modernes Leben ist nur ein Wimpernschlag im Laufe der Erdgeschichte. Da muss man nicht allzu viel Fantasie haben, um es zumindest für möglich zu halten, dass die Menschen nicht die erste Spezies auf dem Planeten Erde waren, die ein Bewusstsein entwickelten und eine Zivilisation errichteten. 

Können wir die Silur-Hypothese beweisen?

Daher es ist sehr interessant, dass sich Forscher genauer damit beschäftigt haben, wie wir die Silur-Hypothese denn beweisen könnten. Gäbe es irgendwelche Rückstände einer solchen Zivilisation, die wir aufspüren können? Je nachdem wie lange eine solche Spezies vor der Menschheit gelebt hat, könnten wir nicht einfach ihre Gebäude ausbuddeln wie etwa Archäologen das tun. Wir können auch nicht einfach Fossilien knapp unter der Erdoberfläche finden, sondern müssten schon nach sehr tiefen geologischen Abdrücken suchen. 

Fossil auf der Erde
Geologische Spurensuche: Fossilien könnten weiterhelfen

In der Forschungsarbeit heißt es: “Wenn es um direkte Beweise für eine industrielle Zivilisation geht, reichen die geologischen Aufzeichnungen nicht weiter zurück als vor 2,6 Millionen Jahren. Wenn man viel weiter zurückgeht, ist alles umgestürzt und zu Staub zermahlen.” Wir werden also wohl nicht versehentlich auf verlassene unterirdische Reptiloidenstädte stoßen. Denn wenn es so etwas gäbe, wäre es eben schon längst zu Staubkörnern zermahlen worden. 

Was hinterlassen wir in Zukunft?

Aber vielleicht gibt es ja andere Rückstände, die noch erhalten wären. Um das herauszufinden, hilft es, sich vorzustellen, welche Rückstände von uns Menschen Alien-Wissenschaftler in der fernen Zukunft, in Millionen von Jahren, noch finden würden. Was würde unsere Zivilisation für Rückstände hinterlassen, die die Zeit überdauern würden? Tatsächlich hinterlassen wir kollektiv sehr viele Spuren, die sogar noch da wären, sobald all unsere Gebäude längst verfallen wären. 

Der Einsatz von Düngemitteln zum Beispiel bedeutet, dass wir die Stickstoffströme des Planeten in die Nahrungsmittelproduktion umleiten. Künftige Forscher könnten dies an den Merkmalen des Stickstoffs in den Sedimenten der Erde aus unserer Zeit ablesen. Das Gleiche gilt für Seltene Erden, die in unseren Smartphones und Autos stecken. Unseretwegen wandern jetzt viel mehr dieser Atome auf der Planetenoberfläche statt in der Erde herum, wie es sonst der Fall gewesen wäre. Auch das lässt sich später in den Sedimenten nachweisen. Das gleiche gilt für Mikroplastik-Ablagerungen – unsere Zivilisation hinterlässt definitiv Spuren in den Sedimenten, die zwar einem ungeschulten Auge niemals auffallen würden, aber futuristische Alien-Geologen würden es definitiv feststellen. 

Plastik am Meer
Plastik: Wir hinterlassen Spuren auf der Erde

Silur-Hypothese: geologische Spurensuche

Das bedeutet, dass wir nach genau solchen geologischen Signaturen suchen müssten um vielleicht eine Zivilisation zu finden, die schon gelebt hat. Wenn es andere alte fortgeschrittene Spezies zu finden gäbe, könnten wir diese durch die Erforschung von Element- und Zusammensetzungsanomalien in den Sedimentaufzeichnungen entdecken. Wie einfach das wäre, hinge natürlich auch davon ab, wie lange eine solche Zivilisation existierte. Eine Spezies, die über hunderttausende oder sogar Millionen Jahre den Planeten dominierte, hätte sich viel deutlicher im Sediment verewigt, als eine Spezies, die nur ganz kurz existierte und sich dann in einem Atomkrieg selbst ausgelöscht hätte. Wobei der Atomkrieg vermutlich auch durch die Messung radioaktiven Verfalls im Sediment auffindbar wäre.

Gibt es solche Hinweise in der Erdgeschichte? In Betracht käme etwa ein heftiger Temperaturanstieg, den man auf einen Zeitpunkt vor circa 56 Millionen Jahren datieren kann. Damals durchlief die Erde das Paläozän-Eozän-Thermalmaximum, ein wirklich gutes Wort für Scrabble. Während dieses Thermalmaximuns kletterte die Durchschnittstemperatur auf der Erde um bis zu 15 Grad über das heutige Niveau. Es war eine Welt komplett ohne Eis, denn die Sommertemperaturen waren so hoch, dass selbst Nord- und Südpol komplett geschmolzen sind. 

ein blauer Planet
Thermalmaximum: ein extremer Temperaturanstieg vor mehr als 50 Millionen Jahren

Es gibt Hinweise darauf, dass dieses Thermalmaximum durch eine massive Freisetzung von vergrabenem fossilem Kohlenstoff in die Luft ausgelöst worden sein könnte, aber der ganze Prozess erstreckte sich über hunderttausende Jahre, das klingt verdächtig nach einem natürlichen Prozess und nicht nach einem Indiz für eine silurische Zivilisation. Man könnte auch sagen: Die Isotopenspitzen, die wir in den geologischen Aufzeichnungen sehen, sind nicht spitz genug, um die silurische Hypothese zu erfüllen. 

Fremde intelligente Zivilisation bleibt unwahrscheinlich

Dass es tatsächlich mal andere intelligente Zivilisationen gab, die den Planeten Erde beherrschten, scheint eher unwahrscheinlich. Aber sich mit der Silur-Hypothese zu beschäftigen, ist trotzdem interessant. Denn es hilft uns auch beim besseren Verständnis der Evolution auf anderen Planeten. Adam Frank sagt dazu: “Indem wir nach Zivilisationen fragen, die in der Tiefe der Zeit verloren gegangen sind, stellen wir auch die Frage nach der Möglichkeit universeller Regeln, die die Entwicklung aller Biosphären in ihrem gesamten kreativen Potenzial steuern, einschließlich der Entstehung von Zivilisationen.”

Dieser Beitrag handelt von: kosmischen Falten. Ja, richtig gelesen. Um zu schauen, was es damit auf sich hat, müssen wir erst mal in die äußeren Bereiche des Sonnensystems reisen, weit hinter den Zwergplaneten Pluto. Der ist sehr weit von uns entfernt, 7,5 Milliarden Kilometer. 

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