Seit mehr als einem Jahrhundert sprechen uns Science-Fiction-Autoren und Wissenschaftler gleichermaßen über die Zukunft der Menschheit im Weltraum. Früher konzentrierten sich unsere Ambitionen darauf, zum Mond, Mars und zur Venus zu reisen, um nach möglichem Leben und Bauen zu suchenAußenposten unserer Zivilisation. Aber mit dem wachsenden Bewusstsein für das Universum sind auch unsere Träume und Bestrebungen gewachsen.
Seit Generationen wird uns spekuliert, dass die Menschheit eines Tages den Traum verwirklichen könnte, die Milchstraße ganz oder teilweise zu besetzen. Alternativ haben viele vorgeschlagen, dass es möglicherweise bereits außerirdische Zivilisationen gibt, die sich angesiedelt habenWohnsitz in unserer Galaxie und warten nur darauf, uns zu treffen.
Die Frage ist, ist so etwas überhaupt möglich? Unter vielen Wissenschaftlern ist die Idee, dass sich intelligentes Leben ausdehnen könnte, um eine Galaxie zu füllen wenn genügend Zeit zur Verfügung steht, eine wahrscheinliche, wenn auch entfernte Möglichkeit. Andererseits ist die Natur der Raumfahrtund die durch die Gesetze der Physik auferlegten Grenzen machen die Aussicht etwas zweifelhaft.
Und dennoch ist das Konzept eines interstellaren Reiches immer noch beliebt und sogar ein wichtiges Merkmal in bestimmten wissenschaftlichen Debatten. Zum Beispiel, wenn es im Universum intelligentes Leben jenseits der Erde gibt und einige davon einen Vorsprung gegenüber der Menschheit hatten von ein paar Äonen oder sogar Milliarden von Jahren, dann ist es fair anzunehmen, dass sie sich über ihren Heimatstar hinaus verbreitet haben könnten, oder?
Wie praktisch ist die Vorstellung eines "Going Interstellar"? Welche Auswirkungen könnte dies auf die Zukunft der Menschheit haben und auf die Aussichten, andere interstellare Entdecker da draußen zu finden?
Beispiele aus SF und SO
Die Idee eines Imperiums, das eine ganze Galaxie oder sogar einen bedeutenden Teil davon überspannt, ist weit verbreitet. Science Fiction SF und Weltraumoper SO. Seit über einem Jahrhundert nutzen Autoren und Wissenschaftler sie als Ausgangspunkt, um Ideen zu erforschen, die sich auf die Geschichte der Menschheit, die Kultur, die Dynamik des Wandels, die Macht und die Identität beziehen.
Bei diesen Franchise-Unternehmen können Sie sich darauf verlassen, dass es irgendeine Form von gibt Schneller als Licht FTL -Reise. Dies ist als Plot-Framing-Gerät erforderlich, da eine schnelle Reise durch den Kosmos die einzige Möglichkeit ist, Dinge in angemessener Zeit zu erledigen.
Vielleicht eines der frühesten bekannten Beispiele ist Isaac Asimovs Stiftung Serie, die in ferner Zukunft stattfindet, wenn sich die Menschheit auf Millionen von Planeten ausgedehnt hat. Wie Asimov erklärte und in seinem berührte I, Roboter Serie, die Menschheit konnte dieses Reich dank der Erfindung des "hyperspatialen Antriebs" schaffen.
Ein weiteres klassisches Beispiel ist Frank Herberts Düne Serie, veröffentlicht zwischen 1965 und 1985. In dem Titelroman, der die Serie startete, stellte Herbert seine altehrwürdige Geschichte über ein galaxienübergreifendes Imperium vor, das von einer einzigen Ressource abhängig ist: Gewürz.
Gewürz ist nicht nur ein "Bewusstseinsnarkotikum", sondern auch der Schlüssel zur Raumfahrt in diesem Universum. Mithilfe von Gewürzen können die "Navigatoren" der Spacing Guild Raumschiffe steuern, die mithilfe der "Fold Space" -Technologie reisenein Punkt in der Raumzeit zum anderen, ohne sich tatsächlich zu bewegen.
Das wohl bekannteste Beispiel für ein galaktisches Reich stammt aus dem Star Wars Franchise. Die Antagonisten in der Geschichte - das "Galaktische Reich" - sind eine brutale Diktatur, die nach dem Sturz der Alten Republik einer anderen galaxienübergreifenden Politik geschaffen wurde. In diesem Universum ist FTL dank "Hyperantrieben" möglichRaumschiffen erlauben, durch "Hyperraum" zu reisen.
In der Star Trek Universum, der Warp-Antrieb ist der Schlüssel zur Fortbewegung. Das Konzept wurde im Laufe der Jahre detailliert und basiert anscheinend auf einer Kombination aus Materie-Antimaterie-Vernichtung, Bussard-Ramscoops und Dilithiumkristallen, um verschiedene Faktoren der "Warp-Geschwindigkeit" zu erreichen 1bis 9.
Ein weiteres erwähnenswertes Franchise ist Battlestar Galactica speziell das Remake der populären Version der 1970er Jahre. In diesem Universum entstand die Menschheit und ihre Todfeinde, die Zylonen in einem entfernten Teil der Galaxie, wo interstellare Reisen durch FTL- "Sprungantriebe" ermöglicht werdenTransportieren Sie Raumfahrzeuge sofort von einer Region des Weltraums in eine andere.
Wie bereits erwähnt, akzeptieren alle diese Franchise-Unternehmen FTL als gegeben und vermeiden mit der möglichen Ausnahme des Warp-Laufwerks Erklärungen zur Funktionsweise der Technologie. Der Grund dafür ist einfach genug, es sind keine Mittel bekannt, um die Geschwindigkeit zu überschreitendes Lichts oder sogar erreichen.
Diese verdammte Relativitätstheorie!
1915 legte der theoretische Physiker Albert Einstein den letzten Schliff für eine Theorie, die er seit 1905 entwickelt hatte. Diese Theorie würde die Art und Weise, wie Wissenschaftler Zeit und Raum, Materie und Energie wahrnahmen, und die Gesetze, die die großräumigen Strukturen regeln, für immer veränderndes Universums.
Dies war nichts anderes als die Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie, die in Schritten geboren wurde. Einstein startete die Sache 1905 mit einem Artikel, der seine vorstellte. Theorie von Spezielle Relativitätstheorie SR, die versöhnt Newtons Bewegungsgesetze mit Maxwellsche Gleichungen des Elektromagnetismus, um das zu erklären Lichtverhalten .
Im Wesentlichen beschrieb Einsteins Theorie, wie Raum und Zeit sind für Objekte verknüpft, wenn sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern. Diese Beziehung wird mit der berühmten Gleichung zusammengefasst. E = mc 2 , wo E repräsentiert die Energie des Systems m bezeichnet Masse und c ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum - 299.792.458 m / s 1,08 Milliarden km / h.
Eine der Konsequenzen dieser Gleichung ist, dass Masse und Energie im Wesentlichen unterschiedliche Ausdrücke derselben Sache sind auch bekannt als. Masse-Energie-Äquivalenz . Eine weitere Konsequenz ist, dass die Lichtgeschwindigkeit eine absolute Grenze darstellt. Aufgrund der Art und Weise, wie Masse und Energie miteinander zusammenhängen, nimmt die Trägheitsmasse eines Objekts zu, wenn es sich der Lichtgeschwindigkeit nähert.
Aus diesem Grund wird immer mehr Energie benötigt, um weiter zu beschleunigen, je näher ein Objekt der Lichtgeschwindigkeit kommt. Um die Lichtgeschwindigkeit tatsächlich zu erreichen, wäre eine unendliche Energiemenge erforderlich, die die Trägheitsmasse des Objekts verursachen würdeum auch unendlich zu werden. Kurz gesagt, es kann nicht getan werden, es sei denn, es gibt eine exotische Physik jenseits der Standardmodell der Teilchenphysik wir wissen nichts darüber.
Eine weitere Einschränkung, die dies impliziert, betrifft die Kommunikation. Da die Lichtgeschwindigkeit eine absolute Grenze darstellt und Funk und andere Formen der elektromagnetischen Signalübertragung wie Laser daran gebunden sind, bedeutet dies, dass die Kommunikation auch Jahre dauern wird, um selbst den nächsten Stern zu erreichen.
Es gibt eine Reihe von Untersuchungen, die zeigen, wie es Wege geben könnte um diese physische Einschränkung zu umgehen z. B. Wurmlöcher , Sprungantriebe, die Alcubierre Warp Drive usw..Tatsächlich haben neuere Forschungen gezeigt, dass Warpfelder möglich sein könnten. ohne negative Masse Diese Konzepte befinden sich jedoch zu diesem Zeitpunkt noch im theoretischen Stadium und es gibt keine Garantie dafür, dass sie funktionieren.
Es ist nicht einfach, ein Imperium zu führen!
Seien wir ehrlich, an diesem Punkt kostet das Reisen durch den Weltraum immens viel Zeit und Energie, und Reisen zu den nächstgelegenen Sternen würden länger dauern als die durchschnittliche menschliche Lebensdauer. Wie erforschen Sie schließlich seltsame neue Welten, wenn dies der Fall ist?dauert es Jahrzehnte, Jahrhunderte oder länger, um von Stern zu Stern zu reisen?
Nehmen wir aus Gründen der Argumentation an, dass das Beste, auf das wir hoffen können, darin besteht, Antriebskonzepte zu entwickeln, die dies zulassen. Lichtgeschwindigkeit NLS -Reise. Es gibt mehrere Möglichkeiten, die im Bereich der bekannten Physik liegen. Nehmen wir für diese Übung an, dass wir mindestens die Hälfte der Lichtgeschwindigkeit 0,5 zurücklegen können. c oder 350 Millionen Meilen pro Stunde oder 500 Millionen km / h.
Nehmen wir auch an, dass die Menschheit jedes sonnenähnliche Sternensystem Sterne vom Typ G innerhalb eines Radius von 100 Lichtjahren kolonisiert hat. Tau Ceti ein sonnenähnlicher Stern, der sich 11,9 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet und a Planetensystem von denen einer bewohnbar sein könnte Tau Ceti e. Nehmen wir an, dass es hier eine Kolonie gibt und es ernsthafte Unruhen gibt.
Wenn Menschen ein "Reich" über dieses Raumvolumen aufgebaut haben, das 100 Lichtjahre in alle Richtungen misst, bedeutet dies, dass die Kontrolle zentralisiert ist. Dies bedeutet, dass die Erde Probleme hat, wenn ein System 11,9 Lichtjahre von der Erde entfernt Probleme hatwürde es erst 12 Jahre später wissen.
Wenn die Erde eine Militär- oder Hilfsmission entsenden müsste, würde es weitere 24 Jahre dauern, bis sie eintrifft. Kurz gesagt, es würde volle 36 Jahre dauern, um auf eine Krise in den nächstgelegenen Sternensystemen zu reagieren. Selbst wenn Schiffe dies könntenvom nächsten Sternensystem gesendet, würde sich die Situation nicht wesentlich verbessern.
In diesem Fall nehmen wir an, dass sich im nahe gelegenen System von eine Siedlung oder Einrichtung befindet. Luyten 726-8 8.7 Lichtjahre von der Erde, die schneller Hilfe senden können.Es würde noch ungefähr 12 Jahre dauern, bis die Erde die Nachricht erhalten würde, dass es eine Krise gibt, und weitere 8,7, um Luyten 726-8 eine Nachricht zukommen zu lassen, um Hilfe zu schicken.
Basierend auf geschätzten 5 Lichtjahren zwischen den beiden Systemen würde diese Hilfe weitere 10 Jahre benötigen, um dorthin zu gelangen. Das sind noch drei Jahrzehnte, bis eine interstellare Zivilisation auf ein Problem in einem ihrer nächsten Systeme reagiert. Und dies basiertauf einem Imperium mit einem Durchmesser von 200 Lichtjahren, während unsere Galaxie einen Durchmesser zwischen 170.000 und 200.000 Lichtjahren hat.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es keine Möglichkeit gibt, ein galaktisches Reich zu verwalten, wenn wir keinen Weg finden, die Gesetze der Physik zu umgehen wie wir sie kennen. Wenn ein System rebelliert, eine Katastrophe erleidet und / oder eingedrungen istDurch eine externe Kraft Außerirdische? würde es viel zu lange dauern, bis eine zentralisierte Regierung reagiert.
Abgesehen davon, dass ein Dämpfer angelegt wird Foundation / Dune / Star Wars / Star Trek Zukunftsvisionen, diese unglückliche Wahrheit hat auch Auswirkungen auf die Suche nach außerirdischer Intelligenz SETI.
Fermi und galaktische Reiche
Erinnern Sie sich an Enrico Fermi, den Physiker, der berühmt einmal gefragt hat " Wo sind alle? "Nun, wir arbeiten immer noch daran, darauf zu antworten, aber in der Zwischenzeit haben wir keine konkreten Beweise gefunden. noch für die Existenz von ETI wird von einigen als Hinweis angesehen.
Ein gutes Beispiel hierfür ist die Hart-Tipler-Vermutung, benannt nach den Astrophysikern Michael Hart und Frank Tipler. 1975 veröffentlichte Hart einen Artikel mit dem Titel „ Eine Erklärung für die Abwesenheit von Außerirdischen auf der Erde ”wo er das argumentierte wenn ETI war irgendwann in der Vergangenheit in der Milchstraße entstanden und hätte inzwischen die Erde besucht.
Im Wesentlichen behauptete Hart, dass angesichts der Tatsache, dass die Milchstraße seit über 13 Milliarden Jahren existiert während das Sonnensystem erst seit etwa 4,5 Milliarden Jahren existiert, das Leben bereits an anderer Stelle in unserer Galaxie entstanden sein mussSelbst mit einem bescheidenen Vorsprung von ein paar Äonen hätten sie viel Zeit gehabt, um interstellare Reisen zu entwickeln und über ihr Sternensystem hinaus zu kolonisieren.
Im Laufe der Zeit hätten diese Kolonien ihre eigenen Kolonisationsschiffe gestartet und sie schließlich dazu gebracht, ihre Zivilisation über einen Großteil unserer Galaxie auszudehnen. Tatsächlich rechnete Hart damit, dass es mit einer Geschwindigkeit von einem Zehntel der Lichtgeschwindigkeit a dauern würdeeinzelne Arten zwischen 650.000 und 2 Millionen Jahren, die sich über die gesamte Galaxie erstrecken.
Leider gibt es heute keine Hinweise auf solche Zivilisationen was allgemein als Harts „Fakt A“ bezeichnet wird. Daher kam Hart zu dem Schluss, dass die Menschheit die einzige fortgeschrittene Spezies in der Milchstraße sein muss.
Dieses Argument wurde 1980 vom Physiker und Kosmologen Frank Tipler mit einem Artikel mit dem Titel „ erweitert. Außerirdische intelligente Wesen existieren nicht . ”Hier verwendete Tipler verschiedene Argumente, die von SETI-Forschern verwendet wurden. Das wichtigste war, dass ETIs ähnliche Technologien entwickeln würden, da die Prinzipien der Physik überall im Universum gleich sind usw. Wie er sagte :
"Zusätzlich zu einer Raketentechnologie, die mit unserer vergleichbar ist, scheint es wahrscheinlich, dass eine Spezies, die sich mit interstellarer Kommunikation befasst, über eine ausgefeilte hochentwickelte Computertechnologie verfügt. Ich gehe daher davon aus, dass eine solche Spezies irgendwann einen sich selbst replizierenden universellen Konstruktor entwickeln wirdIntelligenz vergleichbar mit der menschlichen Ebene… und eine solche Maschine in Kombination mit der heutigen Raketentechnologie würde es ermöglichen, die Galaxie in weniger als zu erforschen und / oder zu kolonisieren. 300 Millionen Jahre . "
Glücklicherweise hatten einige der schwersten Spieler der wissenschaftlichen Gemeinschaft Probleme mit der Hart-Tipler-Vermutung. In einem Gegenaufsatz von 1983 " Der solipsistische Ansatz zur außerirdischen Intelligenz "Spitzname" Sagans Antwort " Carl Sagan und William I. Newman kritisierten bekanntermaßen nicht nur die inhärenten Annahmen von Hart und Tipler, sondern auch die von ihnen verwendete Mathematik.
Ihnen folgten andere Astrophysiker, die ebenfalls die Vorstellung in Frage stellten, dass von jedem - ob Außerirdischen oder Menschen - erwartet werden könnte, dass er die gesamte Galaxie kolonisiert.
Versickerung & Optimierung
1981, bevor Carl Sagan und William I. Newman ihre "Antwort" veröffentlichten, produzierten sie ein Papier mit dem Titel " Galaktische Zivilisationen: Bevölkerungsdynamik und interstellare Diffusion . "Basierend auf der Zeit und Energie, die für die Reise zwischen Sternen benötigt wird, argumentierten sie, dass außerirdische Signale und Sonden die Erde möglicherweise noch nicht erreicht haben.
Ein weiteres wichtiges Papier wurde 1993 vom NASA-Wissenschaftler Geoffrey A. Landis mit dem Titel " veröffentlicht. Das Fermi-Paradoxon: ein Ansatz, der auf der Perkolationstheorie basiert . "Hier argumentierte Landis, dass die interstellare Kolonisierung aufgrund der durch die Relativitätstheorie auferlegten Grenzen nicht einheitlich oder konsistent erfolgen würde. Stattdessen würde eine Zivilisation nach außen" versickern ", bis die Zeitverzögerung bei der Kommunikation und die Kosten der Expansion eintreten würdenzu schön.
Ein ähnliches Argument wurde 2008 vom serbischen Astronomen und Astrophysiker Milan M. Cirkovic vorgebracht. In einem Artikel mit dem Titel " Gegen das Imperium , "Cirkovic verglich zwei Modelle, die das Verhalten von Zivilisationen regeln, um festzustellen, ob eine fortgeschrittene Zivilisation expansionsgetrieben " Empire-State " oder optimierungsgetrieben " City State " ist.
Am Ende kam er zu dem Schluss, dass eine fortgeschrittenere postbiologische Art auf Expansion verzichten würde, um in einer räumlich kompakten Umgebung zu leben, die für alle ihre Bedürfnisse optimiert wurde. Dies stimmte mit dem überein, was Physiker, Mathematiker und KosmologeJohn D. Barrow argumentierte in seinem 1998 erschienenen Buch mit dem Titel Unmöglichkeit: die Grenzen der Wissenschaft und die Wissenschaft von Grenzwerte .
Am Beispiel des menschlichen technologischen Fortschritts argumentierte Barrow, dass fortgeschrittene Zivilisationen dies weiterhin tun würden. erweitern Sie ihre Kontrolle über die natürliche Umgebung auf immer kleinere Maßstäbe anstatt auf größere. Anstatt mehr Weltraum zu besetzen, könnten fortgeschrittene ETIs schließlich damit zufrieden sein, den Innenraum den Quantenbereich und das, was darunter liegt zu nutzen.
Diese Ergebnisse erwarteten, was John A. Smart mit seinem " Transkensionshypothese , "das er 2011 vorschlug und eine erweiterte Version von 2018 vorstellte. Anstatt sich zu erweitern, um galaktische Reiche zu schaffen, legt diese Theorie nahe, dass fortgeschrittene Arten" transzendieren "würden, indem sie mit ihrer Technologie verschmelzen, um zu energiereichen Exoten zu migrierenUmgebungen wie die Nähe von Schwarzen Löchern.
Jahrzehnte später frustriert und ärgert Harts "Fakt A" weiterhin Wissenschaftler, die lieber glauben, dass die Menschheit im Universum nicht allein ist. Aber vielleicht schauen wir es rückwärts. Vielleicht das Fehlen der Aktivität in unserer Galaxie, die wir habenDie Verbindung mit Imperien Handel, Migration, Krieg usw. widerlegt normalerweise nichts die Existenz fremder Zivilisationen, sondern beweist, dass das ganze "galaktische Imperium" reine Fantasie ist.
Es macht jedoch Sinn, nicht wahr? Im Laufe der Menschheitsgeschichte sind Reiche von innen heraus gefallen, weil sie sich selbst überfordert haben. Je weiter man sich vom politischen, wirtschaftlichen und administrativen Zentrum der Zivilisation entfernt, desto schwieriger ist es, sie zu verwalten und zu kontrollierenes alles.
Dies wird sicherlich deutlich, wenn man sich die größten Reiche der Menschheitsgeschichte ansieht. Im 4. Jahrhundert v. Chr. Eroberte Alexander der Große ein Reich, das sich von Mazedonien bis Indien erstreckte und über 5,2 Millionen km² groß warbrach nur zweiundzwanzig Jahre nach seinem Tod 323 v. Chr. auseinander und wurde von Nachfolgestaaten überholt.
Das Römische Reich erlitt ein ähnliches Schicksal. Auf seinem Höhepunkt 117 n. Chr. Erstreckte es sich von den britischen Inseln bis nach Kleinasien und umfasste eine Landmasse von 5 Millionen km². Weniger als drei Jahrhunderte später begann essich trennen und ablehnen ca. 395 n. Chr. und danach.
Das mongolische Reich war noch größer, erstreckte sich von Ostasien nach Osteuropa und war auf seiner Höhe 24 km² groß. Aber es hielt weniger als ein Jahrhundert 1206-1294 n. Chr. An, bevor es ebenfalls in eine Zahl zerfielvon Nachfolgestaaten.
Das britische Empire, das größte in der Geschichte - mit einer Fläche von 35,5 Millionen km² - hielt vom frühen 18. bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts an. Während die Sonne bis zur Rückführung offiziell nicht "auf das britische Empire unterging"1997 in Hongkong herrscht unter Historikern allgemeiner Konsens darüber, dass die kaiserliche Herrschaft kurz nach dem Zweiten Weltkrieg endete.
Vergleichen Sie dies mit den frühen menschlichen Migrationen, die zur menschlichen Besetzung des gesamten Planeten führten. Nach verschiedenen Erkenntnissen wird vermutet, dass der Homo Sapiens vor etwa 200.000 Jahren aus Afrika eingewandert ist. Vor 40.000 Jahren hatten sie dies getaneffektiv von Westeuropa und Afrika nach Ostasien, Australien und Polynesien angesiedelt.
Nach den neuesten genetischen Erkenntnissen schätzen Anthropologen, dass sich Menschen während der Zeit nach Amerika ausbreiteten. Spätpleistozän vor ca. 16.500 Jahren. Bis vor ca. 14.000 Jahren hatten sie in Südamerika die Spitze Chiles erreicht und damit die Grundlage für Zivilisationen und Nationen geschaffen, die bis heute Bestand haben würden.
Wenn wir nicht weiter als über die Erde und die Geschichte der Menschheit hinausblicken, können wir sehen, wie Imperien und zentralisierte Herrschaft zum Scheitern verurteilt sind. Dieselbe Geschichte zeigt auch, wie "versickernde" Migrationswellen letztendlich zu einer langfristigen und dauerhaften Besiedlung führen können.Vielleicht gilt das Gleiche für die interstellare Migration, falls wir es jemals wagen sollten, es zu versuchen.
Wenn wir das tun, ist es wahrscheinlich das Beste, auf das wir hoffen können, ein kleines "Imperium" zu schaffen, das nur eine Handvoll der nächsten Sternensysteme umfasst. Oder wir müssen einfach auf die ganze Idee verzichten, die Dinge vom Zentrum aus zu steuernund Siedlerschiffen erlauben, in alle Richtungen nach außen zu reisen, wodurch neue Zivilisationen unter den Sternen entstehen, über die die Erde keinen Einfluss haben wird.
Die einzige Alternative besteht darin, ganz auf die interstellare Expansion zu verzichten und sich mit dem zufrieden zu geben, was wir hier im Sonnensystem haben. Und wenn es irgendwo fortgeschrittenes Leben gibt, können wir nur vermuten, dass sie irgendwann mit denselben Fragen zu kämpfen hattenIch kann nur hoffen, dass sie eine zufriedenstellende Antwort gefunden haben, von der wir eines Tages lernen konnten.