Jan 15 2006

Wie man die Galaxis erobert und nebenbei Ausserirdische findet

Bereits in einem früheren Artikel wurde gezeigt, dass die Chancen der Suche nach Ausserirdischer Intelligenz (SETI) auf Erfolg äusserst klein sind. In diesem Artikel soll eine Strategie entworfen werden, die langfristig mehr Aussicht auf Erfolg hat.

Eine Von-Neumann-Sonde schickt einen Asteroidenschlepper aus

Eine Von-Neumann-Sonde schickt einen Asteroidenschlepper aus

Der Erfolg bei der Suche nach Ausserirdischer Intelligenz ist nicht schnell zu haben. Die Chancen, dass wir ihn noch erleben, sind äusserst klein. Das Hauptproblem von SETI ist, dass dabei nach zufällig oder absichtlich ausgesandten Signalen ausserirdischer Zivilisationen gesucht wird, die ihren Weg zu uns gefunden haben: „normale“ Signale wie unsere TV-Sendungen legen aber nur wenige dutzend Lichtjahre zurück, bevor sie so schwach geworden sind, dass sie im normalen Hintergrundrauschen verschwinden. Verstärkte Signale haben den Nachteil, dass sie enorm viel Energie verbrauchen: ein Signal, das stark genug ist, um alle Sterne der Galaxis zu erreichen, würde rund 10000 mal mehr Energie verbrauchen, als die gesamte Menschheit heute verbraucht. Die Frage ist nicht nur, ob eine Zivilisation die Fähigkeit erlangen würde, so viel Energie für ein solches Projekt zur Verfügung zu stellen, sondern auch, ob sie dies denn auch wirklich wollen würde – denn welchen Vorteil hätte sie davon, anderen Zivilisationen, die im Vergleich zu ihr selbst unglaublich unterentwickelt wären, mitzuteilen, dass es da noch andere gibt? Weiter müsste das Projekt des galaktischen Rundumsenders über Jahrzehntausende aufrecht erhalten werden, um überhaupt Aussicht auf Erfolg zu haben.

Kürzlich wurde vorgeschlagen, ausserirdische Zivilisationen könnten ihr Wissen über das Universum nutzen, um nur ganz spezifische, „lebensfreundliche“ Systeme anzufunken und dadurch Enerige zu sparen. Doch damit wird das ganze auch nicht besser: wonach beurteilt man „lebensfreundliche“ Systeme? Nach den eigenen Kriterien? Und das Hauptproblem bleibt bestehen: Es wird eine gewaltige Menge Energie für ein Projekt verschwendet, dessen Aussichten auf Erfolg äusserst begrenzt sind. Denn selbst wenn das Signal von einer Zivilisation aufgefangen wird, ist das noch lange keine Garantie dafür, dass diese auch antwortet, oder dass diese, wenn die Antwort eintrifft, überhaupt noch existiert.

Die Galaxis

Die Galaxis

Einen viel effektiveren Weg zur Kontaktaufnahme mit fremden Zivilisationen dachte sich der ungarisch-deutsch-amerikanische Mathematiker und Physiker John von Neumann aus (obwohl es ihm weniger um die Kontaktaufnahme als viel mehr um die Erforschung der Galaxis ging). Seine später nach ihm benannten „Von-Neumann-Sonden“ sind kleine, unbemannte Raumschiffe, die in der Lage sind, aus typischen Rohstoffen, die man in Sternsystemen findet, Kopien ihrer selbst zu erstellen. Diese Raumsonden könnten natürlich fast beliebig gross sein (zumindest so gross, wie nötig ist, um ihre Replikationsfähigkeit sicherzustellen), sie sind idealerweise aber sehr klein. Eine erste solche Sonde würde zu einem nahe gelegenen Stern geschickt, wo sie mindestens zwei (idealerweise mehr) Kopien ihrer selbst erstellt und diese wiederum zu den nächsten Sternen schickt. Danach erforscht sie das Sternsystem und schickt alle Daten zur Erde zurück. Später wäre es auch möglich, mit Hilfe dieser Sonden ein interstellares Datennetzwerk aufzubauen. Diese Raumsonden würden natürlich relativ langsam unterwegs sein – aber mit zunehmender Zeit würde ihre Anzahl stetig zunehmen. Aus zwei Sonden würden vier, dann acht, dann sechzehn… Nach Jahrtausenden könnte die Menschheit mit den Signalen von Tausenden von Raumsonden in Tausenden von Sternsystemen rechnen. Der Aufwand, eine erste Sonde zu bauen, mag gross sein, von den Erträge daraus würden unsere Nachfahren aber noch Jahrtausende oder Jahrmillionen lang ernten können.

Welches sind nun die Vorteile eines solchen Netzwerkes? Erst einmal würden wir über die einströmenden Informationen ein gewaltiges Wissen über das Universum anhäufen, ohne jemals ein bemanntes Raumschiff aussenden zu müssen (was ohnehin vermutlich nie geschehen wird). Weiter wäre es natürlich denkbar, eines Tages künstliche Intelligenzen oder „Uploads“ (selbstlaufende Simulationen von menschlichen Gehirnen) in solche Systeme zu schicken. Diese könnten dann vor Ort in neue Körper eingelesen werden und dann das System besiedeln – ohne jemals den Fuss in ein interstellares Raumschiff setzen zu müssen.

Eine neue Welt entsteht - beobachtet durch eine ausserirdische Von-Neumann-Sonde

Eine neue Welt entsteht - beobachtet durch eine ausserirdische Von-Neumann-Sonde

Doch das Netzwerk aus Von-Neumann-Sonden würde sich auch zur Suche nach ausserirdischer Intelligenz eigenen. Erst einmal, ganz trivial, weil jeder lebensfreundliche Planet von Anfang an auffallen würde und beobachtet werden könnte – lange bevor sich Intelligenzen oder Zivilisationen entwickeln. Weiter könnte jede Von-Neumann-Sonde ein kleines SETI-Radioteleskop bauen, das die Sterne im Umkreis von einigen Dutzend Lichtjahren (der Reichweite von „normalen“ Kommunikationssignalen ausseriridischer Zivilisationen) absuchen – eine Entdeckung könnte dann auf jeden Fall mit Lichtgeschwindigkeit nach Hause gemeldet werden. Wird tatsächlich einmal eine ausserirdische Zivilisation entdeckt, so kann mit ihr Kontakt aufgenommen werden – ohne dabei den Heimatplaneten zu „verraten“ (Ich glaube zwar nicht, dass fremde Zivilisationen sich den Aufwand machen würden, einen weit entfernten Planeten zu erobern (wozu auch?), aber diese Vorsichtsmassnahme kann später immer noch aufgehoben werden – ein Luxus, der bei der herkömmlichen Funkerei a la SETI nicht gegeben ist). Die Existenz einer ausserirdischen Zivilisation würde nach einer Zeit bekannt, die dem Abstand der Zivilisation zur der Erde in Lichtjahren entspricht – im Gegensatz zur doppelten Zeit, die die Zweiwegkommunikation bei SETI brauchen würde.

Tatsächlich könnte es natürlich umgekehrt auch sein, dass unser eigenes Sonnensystem tausende von ausserirdischen Raumsonden enthält, die ihren Weg von anderen, möglicherweise längst vergangenen ausseriridischen Zivilisationen hierher gefunden haben. Nehmen wir an, dass alle ausserirdischen Zivilisationen, die seit dem Anfang des Universums in unserer Galaxis existiert haben, die Effizienz von Von-Neumann-Sonden erkannt haben (und solche Sonden auch tatsächlich möglich sind, wovon ich ausgehe), dann dürften wir in unserem Sonnensystem ebensoviele Von-Neumann-Sonden finden wie Zivilisationen existiert haben. Im schlechtesten Fall sind das keine oder einzelne, im besten Fall Tausende oder Millionen. Die Suche nach ihnen (mit welchen Mitteln?) könnte uns die Frage nach der Existenz früher beantworten als das Jahrtausendelange horchen in den galaktischen Radiohimmel.

8 Comments

  • By blueflash, 15. Januar 2006 @ 18:09

    Das ist allerdings typisch egozentrisch, davon auszugehen, dass ausserirdische Zivilisationen automatisch ebenfalls von-Neumann Sonden bauen würden.
    Abgesehen davon würde ich es nicht für möglich halten, derartige Sonden so zu konstruieren, dass sie ihre exponentielle Reproduktion tatsächlich auch „Arteerhaltend“ durchführen können. Dies würde ersteinmal unglaubliche Fortschritte in der KI erfordern. Dazu noch eine Art „Universalmaterie verarbeiter“ und eine sehr zuverlässige Energieversorgung, Navigationsquelle und nicht zu vergessen ein nahezu unverwüstlicher Antrieb.

  • By Bynaus, 15. Januar 2006 @ 18:29

    Naja, warum egozentrisch? Ich würde sagen, es gibt Prinzipien, die funktionieren überall im Universum, und die exponentielle Verbreitung von selbstreplizierenden Objekten bei genügender Energieversorgung ist eines davon. Und ich denke nicht, dass man die erste Sonde aussenden wird, bevor man sich nicht sicher ist, dass sie sich „arterhaltend“ replizieren können.

  • By blueflash, 16. Januar 2006 @ 00:39

    Aber diese Methode setzt doch einige „Menschenspezifische“ Eigenschaften der aussendenden Spezies voraus: zB muss man davon ausgehen, dass sie ein ähnliches Verhältnis zu automatisierten Maschinen haben. Desweiteren müssten sie ähnliche Mängel, wie zB geringe Lebenserwartung und anfälligkeit gegenüber langfristigen All-Aufenthalten haben, damit eine derartige Methode überhaupt erwogen werden muss. Denn eins ist klar: die beste derartige Maschine wäre ein Kolonieschiff.

  • By Bynaus, 16. Januar 2006 @ 19:13

    Ein Kolonieschiff mit Vertretern dieser Spezies? Nicht unbedingt: da diese Spezies sich auf einem Planeten in einem speziellen Ökosystem entwickelt haben wird, wird sie wohl ähnlichen Beschränkungen unterliegen wie wir: sie wird an das Leben im Weltraum nicht angepasst sein. In diesem Fall muss sie ihre gewohnte Umgebung „simulieren“, das heisst, ein „Lebenserhaltungssystem“ bauen, um mitzufliegen. Da sich Schaltkreise und Computer allgemein fast beliebig verkleinern und verbessern lassen, wird es immer effizienter sein, Sonden zu bauen, die nicht auch noch zustätzlich ein Lebenserhaltungssystem aufweisen müssen. Das macht die unbemannte Erforschung ja gerade so attraktiv.

  • By Rarehero, 5. Januar 2009 @ 22:19

    Ok, der letzte Beitrag liegt drei Jahre zurück, aber eine Gedanke liegt mir doch auf der Zunge. Und zwar zweifel ich an dem tatsächlichen wissenschaftlichen Nutzen dieser Sonden. Natürlich wären diese Sonden sehr effizient bei der Erschließung einer Galaxie, allerdings nur in einem Zeitrahmen, der weit über das Erfassbare der Zivilisation hinaus geht. Ob man nun ein Raumschiff oder eine Zivilisation von Sonden zur anderen Seite der Heimatgalaxie schickt, einen Nutzen für die Heimatwelt wird es wohl nicht geben.

    Ich könnte mir eine solche Sonden-Population lediglich als eine Art Denkmal einer Zivilisation vorstellen, auf die Reise geschickt, um dem gesamten Universum mitzuteilen, dass man da gewesen sein. Diese Möglichkeit halte wiederum sehr wahrscheinlich, da wohl zumindest einige Zivilisationen den Wunsch verspüren dürften, sich dem Universum mitzuteilen, und eine solche Sonde vergleichsweise einfach zu realisieren wäre.

  • By Zweifler, 5. November 2009 @ 01:18

    Also bitte die von neuman Sonden sind doch keine zwingende Notwendigkeit. Eine Replikation würde irgendwann auch mal zu einer Degeneration führen da Fehler mi kopiert würden eine perfekte Technik ist undenkbar. Ich denke wir sollten uns erstmal auf unser Sonnensystem konzentrieren. Wenn wir die Fähigkeit haben ausserhalb unserer Erde zu überleben dann werden wir auch in anderen Sonnensystemen überleben.

    Ich denke man kann einige Sonden losschicken um die nächsten Sonnensysteme zu erforschen. Aber die ganze Milchstrasse ? Mit 100000 Lichtjahren durchmesser ? So gut wird unsere Technik nie werden das das fehlerfrei und über Millionen von Jahren funtioniert. Diese von Neumann Sonden müssten eine mindestens gleichwertige Intelligenz eines Menschen haben wie sonst sollen die selbstständig materialen orten und sich selbst bauen dann noch \“betanken\“ sie müssten sehr sehr schlau sein. Und die Replikation müsste unter zuhilfe nahme von Nanobots gemacht werden. Ich kann mir einfach nicht vorstellen das die Sonde sich erstmal ne Schmiede baut eine Eisenhütte. Und dann mal loslegt.

    UPLOADS SIND UNMÖGLICH denkt doch mal nach wie wird wohl die Datenrate zu proxima Centauri sein mit heutiger Technik ? Selbst mit zukünftiger Technik wäre sie relativ lahm ich kann mir keine 50Mbit Verbindung zum nächsten Stern vorstellen.

    Wieviele PETABYTE würde den so ein menschlicher Geist haben wie lange würde eine Übertragung dauern der Geist würde GAAANZ Langsam innerhalb von Jahrhunderten ankommen was für ein schmarrn.

    Da ist die Koloniesierung DURCH den Menschen viel realistischer. Was ist den das Problem ? Man nehme einen Asterioden mit 20km Durchmesser höhle in ein wenig aus baue eine Gigantische Zentrifuge rein materialen sind genug vorhanden. Dann kann man auch ein kern oder Fusionsreaktor bauen bzw mehrere Und ein paar Solarpanelle oben drauf wenn wir mal in der nähe eines Sterns sind. In der Zentrifuge mit einem Durchmesser von 5 Km und einer breite von 20 bewegt werden mehrere Millionen menschen Unterkommen. Mit Seen künstlichen Stränden einer Stadt Wäldern etc und eigenem Wetter die Energie würde von einem oder mehreren Fusionskraftwerken kommen und Wasser ist auch schon da das immer wieder recycelt wird. So einen Kometen auf ein hundertstel der lichtgeschwindigkeit mittles Sonnensegel Magnetsegel und Fusionsantrieb zu kriegen und später abzubremsen ist kein Problem.

    Strahlungsgeschütz geschützt durch kleinst Meteoriten Grössere Könnten vorher mit Radar entdeckt werden. Und in 400 Jahren wären wir bei Alpha centauri bzw Proxima Centauri. Die sind ja nicht weit entfernt und bei Alpha Centauri sind es sogar zwei Sterne. Und so könnten wir uns komplett über die Milchstrasse ausbreiten jedes generationsschiff baut ein neues und so weiter. Wir würden genauso schnell vorankommen wie eine von neumann sonde der unterschied ist nur das unsere Technik nicht ganz so perfekt sein muss. Und wir wären einem baldigen Tot (4 MRD jahre) im Sonnensystem entronen so könnte sich die gesame Biosphäre im Universum ausbreiten einen Meteor auszuhölen und dort in einer Zentrifuge die auf 1g beschleunigt zu leben ist die beste Lösung für Generationsschiffe und jedes dieser Schiffe
    das mit 1/100 der Lichtgeschwindigkeit fliegt (3000km pro Sekunde) Wäre lediglich 25-1000 jahre von einem zum nächsten Stern unterwegs und es würde keine degeneration stattfinden weil genug Menschen mit an bord wären. Man kann da auch genügen Helium3 mitnehmen. Mehre Mega Tonnen und Material noch und nöcher mehr als die Menschheit auf der Erde so abbaut.

    Von Neuman Sonden müssten SAU Intelligent sein sie müssten perfekt sein und sie müssten sich dem Willen der Menschheit beugen wollen freiwillig. Solche Von neumann sonden könnten ausser kontrolle geraten und innerhalb von einigen Millionen Jahren die gesamte materie der Milchstrasse vergeuden.

    Nene da sind die Generationsschiffe die bessere Lösung aber erst müssen wir in unserem Sonnensystem lernen. Wie man Planeten beeinflusst um habitabel zu werden —>Mars evtl sogar Venus oder einige Jupiter Monde umbauen.

    Doch zuallererst muss unsere Gesellschaft aufhören sich selbst zu bekriegen das wäre im Weltall fatal. Da brauchen wir alle um das zu schaffen. Ich denke in 100-500 TAUSEND jahren ist die Menschheit bereit dann haben wir genug erfahrung ins nächste Sonnensystem zu reisen und den nächsten Planeten habitabel zu machen.

    Sollte es tatsächlich kaum lZivilisationen geben oder nur eine pro Galaxis dann haben wir die Verantwortung das intelligente Leben in unsere Milchstrasse zu tragen. Zur kartographierung des Sonnensystems können wir unsere Sonne als Gravitationslinse benutzen damit lassen sich extrasolare Planeten mit mehreren 100km pro Pixel auflösung kartographieren. Eine von Neumann sonde ist zu riskant und bringt uns GARNIX. Wir haben noch einige Milliarden Jahre zeit bis dahin schaffen wir es LOCKER auch mit extrem lahmen geschwinidgkeiten unsere Milchstrasse zu füllen den auch die Menschheit würde dann sher schnell wachsen. Der einzige nachteil der dadurch entstehen würde ist das am ende keiner mehr wüsste das die Erde der Ausgangspunkt war da die Kommunuikation sehr langsam ablaufen würde. Und nach einigen Jahrtausenden im All pro Stern würden die Leute wohl nichtmehr viel über die Erde wissen zudem würde sich das Leben von Sonnensystem zu Sonnensystem dermassen Verändern das wir wohl alle Inkompatibel würden und uns möglicherweise bei einem treffen selbst töten würden durch krankheiten etc.

    Ich denke das ist die Aufgabe der Menschheit evtl ist der Mensch ein Trick der Evolution um das Leben weiter zu verbreiten wer weiss ?

  • By Bynaus, 5. November 2009 @ 11:55

    Danke für diesen langen Beitrag! Das ich nicht ganz deiner Meinung bin, wirst du verstehen… 😉

    Die degenerierten Sonden pflanzen sich – wie ihre natürlichen Gegenstücke – halt einfach nicht mehr fort, und die nicht degenerierten nehmen ihren Platz ein. Wenn Mutationen möglich sind, dann wird es auch positive Mutationen geben, und eine langsame Evolution der Sonden wird beginnen.

    Der Vorteil der VNS gegenüber menschlichen Generationsschiffen ist eben, dass sie sehr viel weniger komplex ist. All ihre Komponenten sind weltraumtauglich und können sehr viel extremere Bedingungen aushalten als eine Kolonie / ein Raumschiff. Ihre Replikation ist also auf jeden Fall weniger fehleranfällig. Sie braucht zudem deutlich weniger Material. Sie müsste nicht einmal besonders intelligent sein. Das Orten von Rohstoffen, deren Abbau, die Replikation selbst, die permanente Wartung der eigenen Systeme – das sind allesamt keine besonders fordernden Aufgaben. Und last but not least ist der Bau einer einzigen VNS (mehr ist nicht nötig, danach pflanzen sie sich ja selbstständig fort) sehr viel billiger als der Bau einer kompletten menschlichen Kolonie im Innern eines Asteroiden (oder so), und die ethische Problematik des Generationenschiffs kommt auch nicht auf.

    Ob Terraforming wirklich so möglich ist, wie wir uns das heute gemeinhin vorstellen, ist überhaupt nicht gesagt. Da dürften künstliche Habitate (wie jene innerhalb von Asteroiden, die du gerade vorgeschlagen hast, oder andere Konzepte) bessere Chancen haben und früher nützliche Resultate bringen.

    Die Chancen, dass die Menschheit für Milliarden Jahre weiterexistiert, sind angesichts ihrer kurzen Geschichte ohnehin winzig klein (-> siehe Doomsday-Argument). Wir sind sicher kein \“Trick\“ der Evolution, um das Leben zu verbreiten: die Evolution ist keine intelligent zielgerichtet handelnde Überintelligenz (oder so), sondern ein geistloser Prozess, der durch zufällige Mutation und Selektion zustande kommt.

  • By Apfe, 6. Mai 2010 @ 21:40

    Also meines erachtens ist doch die Version mit den Gernarations Asteroiden am besten. Meiner Meinung nach wird der Expansionsdrang unserer Zivilisation noch sehr vile weiter ansteigen. Da wird uns nichts anderes übrig beleiben, oder? Und als erstes Ziel könnte man erstmal den Mond richtig bewohnbar machen. Dan wäre es vieleicht an der Zeit weiter zu denken. Um vielleicht den Gedanken mit den Von-Neumann-Sonden nochmal aufzugreifen. Erstens müsste man Sichergehen das die Sonden nicht schlauer werden als wir, sonst könnte (mal etwas komisch ausgedrückt) soetwas passieren wie in den Terminator-Filmen und zwar das die Menschheit von einem Computersystem, was eigentlich zum schutz derer Gebaut worden ist, sich gegen uns wenden und uns Versklaven. Zweitens müsst man dan woetwas wie Materiemutation hervorrufen damit die Sonden überall im All das selbe Element vorfinden. Und als dritten Schwirigkeit sehe ich ei exponentielle Vermehrung an. Wenn sich die Sonden wirklich einmal über die ganze Miclhstraße (oder auch ander Galaxien) verteilt Haben, was amchen wir dan wenn Wir den Vorgang nichtmehr stoppen können? Damit würden dann diese Sonden weitermachen bis entweder alles zugemüllt ist, oder keien Materie mehr vorhanden ist mir der sie sich Reproduzieren können. Deswegen denke ich der Weg mit den Generationschschiffen ist der bessere.TEchnisch währe es irgendwann wahrscheinlich möglich. Vielleich braucht man dan auch Keine Zentrifugen mehr sodnern kann mit Energie sog.(ich nenne sie jetz mal so) Gravitationsfelder oder Antigravitationsfelder erzeugen. Damit könnte man dan auch Überriesige Planeten mit mehreren \“g\“ = Gravos, besiedeln.

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