Hat Nobelpreisträger Michel Mayor recht?

Eine künstlerische Darstellung einer hypothetischen Oberfläche des Exoplaneten Trappist-1f. Quelle: NASA/JPL-Caltech.

Der Nobelpreis in der Physik ging dieses Jahr (unter anderem) an zwei Pioniere der Exoplaneten-Forschung, die beiden Schweizer Astronomen Michel Mayor und Didier Queloz, die 1995 als erste einen Exoplaneten, also einen Planeten um einen anderen Stern, gefunden hatten. Damit haben die zwei Wissenschaftler – zusammen mit dem konkurrierenden amerikanischen Team von Paul Butler und Geoffrey Marcy, das seine ersten Exoplaneten nur wenige Wochen später veröffentlichte – ein Forschungsfeld begründet, das heute zu den populärsten der Astronomie gehört. Ganz besonders, seit die Technik in den letzten Jahren soweit fortgeschritten ist, dass nun einigermassen regelmässig erdgrosse Exoplaneten gefunden werden.

Im Rahmen der Bekanntmachung der Nobelpreis-Gewinner wurde der 77-jährige Michel Mayor von verschiedenen Medien interviewt. Dabei wurde er unter anderem gefragt, ob die Menschheit dereinst auf eine „Erde 2.0“ (also ein Exoplanet mit mutmasslich oder nachweislich erdähnlichen Bedingungen) auswandern wird. Darauf antwortete er: „Wenn wir hier von Exoplaneten reden, sollte eines klar sein: wir werden nicht dorthin auswandern.“ Als Hauptgrund nannte er die lange Reisedauer von „hunderten von Millionen Tagen“ (also Millionen Jahren), die eine solche Reise mit heutiger Technologie dauern würde, selbst im optimistischen Fall, dass ein solcher Planet nur ein paar Dutzend Lichtjahre weit entfernt wäre.

Von Arthur C. Clarke, dem Grossmeister der epischen Science Fiction, ist ein Bonmot für genau diese Situation überliefert: „Wenn ein älterer, respektierter Wissenschaftler sagt, dass etwas möglich ist, liegt er fast sicher richtig. Doch wenn er sagt, dass etwas unmöglich sei, liegt er ziemlich sicher falsch.“ Das kann man jetzt respektlos finden oder ganz einfach falsch. Hat Clarke hier recht – und liegt Mayor (der definitiv ein älterer, respektierter Wissenschaftler ist) falsch wenn er sagt, dass wir niemals Exoplaneten besiedeln bzw. dorthin „auswandern“ werden?

Mayors Begründung ist korrekt: die Menschheit hat bisher fünf Raumsonden losgeschickt, die schnell genug sind, um für immer aus dem Sonnensystem zu entweichen: Pionier 10 und 11, Voyager 1 und 2, sowie die Pluto-Vorbeiflugsonde New Horizons (man vergisst oft, dass neben diesen Sonden auch die Oberstufen der Raketen, die die Sonden beschleunigt haben, auf demselben Kurs unterwegs sind). Die Geschwindigkeiten dieser Sonden relativ zur Sonne liegen (heute) im Bereich zwischen 11 und 17 km/s. Sie würden also mindestens 80’000 und 120’000 Jahre brauchen, um den nächsten Nachbarstern, Alpha Centauri, zu erreichen – doch sie fliegen nicht mal in diese Richtung. Für ein paar Dutzend Lichtjahre werden daraus schnell Millionen Jahre.

Nun muss man fairerweise sagen, dass keine dieser Sonden losgeschickt wurde, um einen anderen Stern zu besuchen. Ihre Ziele waren jeweils Objekte im Sonnensystem, ihre hohe Geschwindigkeit nur ein Nebenprodukt der Bahn, die gewählt wurde, um sie so schnell wie möglich zu ihrem jeweiligen Ziel zu schicken. Wenn wir es darauf anlegen, eine Raumsonde mit heutiger Technologie (d.h., nur chemischer Antrieb, möglichst grosse Raketen) möglichst schnell in den Interstellaren Raum zu schicken (wie bei der Konzeptstudie „Interstellar Probe“), kommen bis zu ca. sechs mal höhere Geschwindigkeiten heraus. Dann dauert es eben „nur“ noch 13’000 bis 20’000 Jahre nach Alpha Centauri…

Noch höhere Geschwindigkeiten sind grundsätzlich mit bisher ungetesteten Kombinationen bereits existierender Technologie möglich: so z.B. die Kombination eines elektrischen Antriebs („Ionenantrieb“) mit einer Radioisotopen-Quelle oder gar einem kleinen Atomreaktor, die Endgeschwindigkeiten im Bereich von hunderten von km/s (Promille der Lichtgeschwindigkeit) ermöglichen würde. Diese Systeme sind jedoch sehr schwer und der Schub sehr gering, so dass es Jahrhunderte dauern würde, diese hohen Geschwindigkeiten zu erreichen. Aber selbst danach dauert die Reise nach Alpha Centauri Jahrtausende, und nochmals deutlich mehr für die hypothetische, erdähnliche Welt.

Der letzte Strohhalm auf der Suche nach einer Technologie, die die interstellar Reise möglich macht, ist der „nukleare Pulsantrieb“, bei dem das Raumschiff auf einer Serie von nuklearen Explosionen (die von einer mit Stossdämpfern vom restlichen Raumschiff abgesetzten Platte absorbiert werden) reitet. Dieses „Orion“ genannte System wurde in den 60er Jahren von der US Air Force ernsthaft studiert, aber weil die Zündung von tausenden Atombomben in kurzer Folge politisch heikel war, verschwand es nach dem Teststop-Vertrag 1963 in der Schublade. Mit einem nuklearen Pulsantrieb, der auf Fusionsbomben setzt, sind Endgeschwindigkeiten im Bereich von ein paar Prozenten der Lichtgeschwindigkeit möglich.

So rückt eine interstellare Reise nach Alpha Centauri mit etwas über 100 Jahren Reisezeit in den Bereich des zumindest irgendwie denkbaren. Sie wäre vielleicht mit einem „Schläferschiff“ (die Besatzung reist in Kryostasis, eine Technologie, die heute – zumindest für Menschen – noch nicht existiert) oder einem drei-Generationen-Schiff (die zweite an Bord geborene Generation erreicht das Ziel) möglich, sofern technische „Kleinigkeiten“ wie ein geschlossenes Lebenserhaltungssystem, eine stabile Energieversorgung etc. gelöst werden. Bei einigen Dutzend Lichtjahren werden aber auch hier schnell 1000 Jahre Reisezeit daraus – für ein paar hundert Menschen. Von Auswandern kann also nicht die Rede sein!

Michel Mayor hat also recht: heute und morgen wird niemand auf eine „Erde 2.0“ auswandern, weil wir schlicht nicht die Technologie haben, um dorthin zu kommen. Er sagt auch: es ist komplett verrückt, zu sagen, „wenn wir auf der Erde nicht mehr leben können, wandern wir eben auf einen anderen Planeten aus“. Auch da hat er natürlich recht, das gilt nicht nur für Exoplaneten, sondern auch für den Mars). Der menschgemachte Klimawandel ist ein Problem, das heute angepackt und in den nächsten zwanzig Jahren gelöst werden muss. Wenn wir scheitern, können wir interstellare Reisen ohnehin vergessen. Wie Mayor auch noch sagt: „Wir müssen auf unseren Planeten aufpassen. Er ist wunderschön und immer noch absolut lebenswert.“

Es gibt nur einen Nebenpunkt, wo ich ihm nicht zustimmen kann: Seine indirekte Aussage, dass wir mit Sicherheit niemals Exoplaneten besiedeln werden. Wenn wir den Klimawandel und die anderen Umweltprobleme in den Griff bekommen haben, wenn die Menschheit eine stabile, auf viele Welten (im Sonnensystem) verteilte Zivilisation geworden ist, dann haben wir allen Grund, anzunehmen, dass das, was physikalisch möglich ist, irgendwann auch geschieht. Ich bin sicher: wenn wir „die Kurve kriegen“ in Bezug auf die Umweltkrise und uns auch sonst nicht selbst zerstören, werden eines Tages Menschen ihre Fussabdrücke auf erdähnlichen Exoplaneten hinterlassen. Und die meisten werden dort bleiben, für immer. Aber noch ist das Zukunftsmusik.

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8 Kommentare

  1. Hallo, nach langer Zeit.
    Zunächst mal, es ist erfreulich dass es hier wieder Beiträge gibt, die Lust machen Kommentare zu schreiben.
    Doch zurück zu den Sternen 😊 Was bei den Betrachtungen zu den benötigten Größen von Raketen mit bestimmten Antriebstechniken, um Projektile eines bestimmten Gewichts auf erkleckliche Geschwindigkeiten zu bringen um damit die Sterne zu erreichen, so gut wie immer vergessen wird ist, dass man am Ziel ja auch wieder bremsen muss. Also das selbe Delta-V wie beim Start, oder zumindest ein sehr ähnliches, muss bei der Ankunft noch einmal hingelegt werden. Das bedeutet das die monsterhaften Raketen, die bei diesen Betrachtungen herauskommen, nicht jene sind die man braucht um das Sonnensystem mit vernünftiger Geschwindigkeit zu verlassen, sondern jene die erforderlich sind um am Ziel nicht vorbeizuschießen. Die Rakete für den Start muss also nicht nur das Reiseprojektil, sondern auch diese Monsterhafte Bremsrakete mit einem Affenzahn in den interstellaren Raum befördern. Sie wird daher noch um viele Größenordnungen monsterhafter ausfallen, und eine wahrlich surreale Schubkraft bereitstellen müssen.
    Mit der Treibstoffeffizienz chemischer Antriebe kann man also vermutlich wenig bis Garnichts in vernünftiger Zeit zu den Sternen befördern, das dort dann auch bremsen kann. Und mit elektrischen Antrieben vielleicht etwas in Satellitengröße. Für ein Raumschiff, oder eine größere Sonde, wird man um futuristische atomare Antriebe a la Orion wohl nicht herumkommen. Und auch damit wird man wohl nicht in den Bereich von einigen Prozent der Lichtgeschwindigkeit vordringen, da man diese Geschwindigkeit ja auch wieder loswerden muss.
    Da auch mit Orion-artigen Antrieben, die Größe der Bremsrakete exponentiell mit dem Gewicht des Projektils wächst, und das der Startrakete nochmal exponentiell mit dem Gewicht der Bremsrakete, wird was auch immer man zu den Sternen schickt, so klein und leicht wie irgend möglich sein. Es wird also keine Generationenschiffe von der Größe eines Kreuzfahrtschiffes geben.
    Man darf aber annehmen, dass nicht nur die Raumfahrttechnik Fortschritte macht, sondern die Technik ganz generell, vor allem auch die Biotechnik, also das was uns selbst ausmacht. Man kann also annehmen, dass ein Mensch der ferneren Zukunft, vermutlich biologisch unsterblich ist, und vermutlich auch auf Knopfdruck beliebig lange in Stase verharren kann. Prinzipiell denkmöglich ist das ja heute schon. Aber auch Menschen in Stase zu befördern dürfte recht aufwendig sein. Und den Lebensraum für die Ankunft muss man auch mitnehmen. Zumindest einen der solange nutzbar ist bis vor Ort etwas geschaffen werden kann. Also auch Stase-Astronauten brauchen wohl ein recht wuchtiges Schiff. Bleibt noch eine Vorhut intelligenter Maschinen vorauszuschicken, die es am Ziel inzwischen wohnlich einrichten. Und dann erst die Stase-Astronauten nachzuschicken. Das wäre wohl zwei deutlich kleinere Schiffe. Oder die Maschinen-Vorhut nimmt die Menschen gleich nur als genetisches Material mit, und macht vor Ort daraus einfach neue Menschen. Das wäre wohl die effizienteste Art wie Menschen solche Distanzen überbrücken könnten. Naja, nicht gerade dass was man sich mit von aktueller SciFi geprägter Weltraumromantik so vorstellt.

    Bleibt nurmehr die Hoffnung, dass der Umstand, dass wir vom eigentlichen Innersten der Welt, immer noch so gut wie gar nichts wissen, noch irgend ein großes Geheimnis birgt. Schließlich wissen wir nicht wie sich aus ein wenig Energie ein Elementarteilchen konstituiert, und warum seine Anwesenheit dann die umgebende Raumzeit krümmt. Oder was das All immer schneller auseinander treibt. Vielleicht lässt sich tieferen Erkenntnissen in diesem Bereich ja ein Trick entlocken mit dem man der Raumzeit direkt Energie oder einen Impuls einreißen kann. Dann könnten wir wirklich fliegende Städte bauen, und Kreuzfahrtschiffe die zu den Sternen fliegen, ohne auch nur ein Körnchen Versorgungsmaterialien zu brauchen. Aber nur die wenigsten Träume werden wahr.

    • Willkommen zurück! 🙂 Soviel ich weiss sind diese Reisegeschwindigkeiten (für Orion) so bemessen, dass man am Ziel auch wieder abbremsen kann. Trotz dem sehr hohen spezifischen Impuls besteht auch eine interstellare Orion-Rakete vorwiegend aus „Treibstoff“, in diesem Fall, Bomben. Für den zweiten Teil der Reise (d.h., fürs Abbremsen) braucht man weniger davon, weil man ja nur noch einen Bruchteil der Bombenmasse beschleunigen muss.

      Ich persönlich denke, dass wir wohl kaum solche „Kreuzfahrtschiffe“ zwischen den Sternen hin und her schicken werden, sondern dass wir eines Tages robotische Sonden schicken werden, die vor Ort Empfänger bauen, die mit Lichtgeschwindigkeit nachgeschickte Uploads wieder in robotische Körper herunterladen… Auch komplette SciFi, aber so bald es technisch möglich ist, ist es schneller, effizienter – und vor allem, unsichtbar (siehe Fermi Paradox etc.).

      • Naja, das mit den Uploads ist so eine Sache. Ich glaube ja nicht recht daran, dass wir unser Bewusstsein in eine Maschine übertragen können. Auch wenn ich keinesfalls daran zweifle, dass wir eines Tages bewusste Maschinen bauen werden, so halte ich das mit der Übertragung von Mensch auf Maschine doch für unmöglich. Aus einer ganzen Reihe von Gründen, die ich hier nicht anführen möchte, da sie nicht zum Eigentlichen Thema gehören.

        Sie führen aber zu folgendem Fazit: Wenn es denn möglich wäre, was ich nicht glaube, das Bewusstsein eines Menschen auf eine Maschine zu übertragen, so wäre das Ergebnis kein Mensch. Es wäre ein Maschine, die sich daran erinnern kann, einmal ein Mensch gewesen zu sein, und die fort an eine ganz andere Art von Bewusstsein erlebt.
        Da bleib ich lieber in meinem unsterblichen biologischen Körper 😊

        Unterm Strich lass ich Uploads nicht als Menschen bei den Sternen durchgehen, sondern nur als maschinelle Kolonisierung. Quasi die Ausbreitung der post-menschlichen Existenz zu den Sternen.

        • Ja, wir können Uploads gerne ein anderes Mal auf dieser Seite diskutieren, dann im „passenden Rahmen“. Spasseshalber kannst du dir ja schon mal überlegen, ob du ein Upload, das am Zielort wieder in einen künstlich hergestellten, aber ansonsten „normalen“ menschlichen Körper heruntergeladen wird (also eine auf der funktionalen Ebene exakte Kopie), als zu den Sternen gereisten Menschen durchgehen lassen würdest…

  2. Ich hatte mich sehr über Mayors Kommentar genervt. So sehr, dass ich immer noch der Meinung bin man sollte ihm für so etwas den Nobelpreis gleich wieder absprechen. Als Wissenschaftler – in gerade diesem speziellen Rampenlicht des Nobelpreises – grosszügige Aussagen zu machen über das was «niemals» funktionieren wird geht einfach nicht. Das ist erstens höchst unwissenschaftlich und zweitens auch gesellschaftlich extrem schlecht: Solche Leute haben eine Vorbildfunktion deren sie sich vielleicht verdammt nochmal bewusst machen sollten. Der «naive Wissenschaftler» zieht einfach nicht, Mayor ist immerhin 77. Man sollte meinen so jemand hätte Lebenserfahrung oder einen gewissen Respekt vor der Möglichkeit der eigenen Ignoranz. Er reiht sich mit seiner No-Future-Einstellung aber bei den Klima-Panik-Kids ein, deren Meinung nach alles nur schlecht ist und nicht besser werden kann ausser wir gehen zum Dasein als Höhlenbewohner zurück. Die Kids haben immerhin ihr Herz am richtigen Fleck aber wissen es einfach noch nicht besser. Mayor kann sich so einer Ausrede nicht bedienen und macht dadurch auf mich den Eindruck eines Anti-Oscar Wilde. Ich denke dabei an Wildes «I’m not young enough to know everything». Mayor hingegen weiss offenbar alles.

    Oder ich verstehe ihn einfach falsch und er wünscht sich es in dieselbe Ahnenhalle zu schaffen wie (vielleicht sein Vorbild) Lord Kelvin. Dieser war immerhin der Präsident der Royal Society und hat sich als solcher zu Statements hinreissen lassen wie «No balloon and no aeroplane will ever be practically successful» (Das wahr 1902, ein Jahr vor dem ersten Flug).

    Das es auch anders geht beweist David Deutsch in seinem brillanten «The Beginning of Infinity». Wer keine Lust hat dieses Buch zu lesen kann sich gerne folgendes Video anschauen: https://youtu.be/lX-K63pVPTM

    Von selber lösen sich unsere Probleme sicher nicht – aber mit Vorbildern wie Mayor an der Spitze der Gesellschaft erst recht nicht.

    • Das finde ich jetzt auch grad wieder etwas extrem. Ich denke, es geht ihm einfach darum, klar zu machen, dass „Auswandern auf einen anderen Planeten“ bei der Umweltkrise (Klima & alles andere) keine realistische Option ist. Und da hat er recht. Wenn ich z.B. online Zeitungsartikel zu neu entdeckten Exoplaneten – insbesondere, wenn sie potentiell erdähnlich sind – anschaue, sehe ich immer wieder Kommentare von Leuten, die denken, dass „die Elite“ (wer auch immer das sein soll…) diese Planeten suchen lässt, damit sie dann eines Tages dorthin abhauen können, wenn hier alles zusammenbricht. Das ist natürlich Quatsch, und es ist gut, dass sich jemand mit der Reputation eines Nobelpreisträgers dagegen stellt. Natürlich hätte er noch anfügen können, dass wir es vielleicht in paar Jahrhunderten schaffen könnten, wenn die gegenwärtige Umweltkrise längst gelöst ist.

      • Danke für Deine Antwort Matthias! Nun, ich verstehe Dein Bedürfnis zur Beschwichtigung aber bedenke folgendes: Du redest ja selber von Leuten, die uninformierte Kommentare betreffend den von ihnen als Elite wahrgenommenen hinterlassen. Das geht ja schon stark in Richtung Verschwörungstheorie. Solche Leute wird es aber immer geben. Wo ich nicht mit Dir einverstanden bin ist Dein (so nehme ich es zumindest wahr) Gleichnis zwischen denen und Mayor. Ich sehe das bei «Natürlich hätte er noch anfügen können, dass wir es vielleicht in paar Jahrhunderten schaffen könnten…» passieren. Dies anzufügen hätte er, meiner Meinung nach, eben zwingend gemusst. Er ist eben genau *nicht* irgendein Troll in der Kommentarspalte, sondern jemand, der nach dem Gewinn des Nobelpreises von der internationalen Presse zu seinen professionellen Meinungen befragt wird. Genau *er* müsste es eben besser wissen als sich zu solchen absoluten Statements hinreissen zu lassen.

        Ich hatte das Ganze zuerst auf phys.org mitbekommen (https://phys.org/news/2019-10-humans-migrate-planets-nobel-winner.html). Aus dem Artikel dort: «The 77-year-old said he felt the need to „kill all the statements that say ‚OK, we will go to a liveable planet if one day life is not possible on earth‘.“»

        Ich persönlich hoffe, dass dies im Kontext der Leute gemeint war, die glauben, Umweltproblemen in diesem Jahrhundert mit Auswandern zum Mars entkommen zu können – im Artikel wird dies angedeutet. Andererseits ist faktisch aber die Rede von Planeten ausserhalb unseres Sonnensystems und der Zeitskala «one day». Jetzt müsste er argumentieren warum er das denkt. Das logische Argument warum dies nicht «one day» möglich sein sollte kommt aber nicht vor.

        Es gibt mir im Artikel viel zu viele der schon erwähnten absoluten Statements. Für Normalbürger wäre diese Art sich auszudrücken bestenfalls dünnes Eis. Für einen Wissenschaftler (für jegliche art von Wissenschaftler) geht das meiner Meinung nach aber gar nicht. Da fehlt mir, wie ich schon in meinem ersten Kommentar gesagt habe, der Respekt vor der Möglichkeit der eigenen Ignoranz bzw. eine intellektuelle Bescheidenheit wie bei Sokrates.

        Bleibt nur zu hoffen, dass seine Aussagen extrem aus dem Kontext gerissen wurden. Ich halte dies aber in Anbetracht der vielen Zitate bei AFP / phys.org für (leider) eher unwahrscheinlich.

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