Dyson-Sphären und Superzivilisationen im Fadenkreuz

30.07.2012

SETA - Spurensuche nach dem extrasolaren Monolithen - Teil 4

Als das Akronym SETA (Search for ExtraTerrestrial Artifacts) 1983 erstmals auftauchte, ahnte seinerzeit noch keiner, dass eines Tages hierzu auch so genannte Dyson-Sphären zählen würden. Doch neben der Suche nach dem klassischen Monolithen, der Fahndung nach passiven und aktiven Artefakten innerhalb und außerhalb des Sonnensystem, haben seriöse Forscherteams ihre Fühler noch tiefer ins All gestreckt und schon mehrfach nach Superzivilisationen vom Typ II der Kardaschow-Skala gesucht. Diese wären nach dem Kalkül der SETA-Forscher durchaus in der Lage, ihren Mutterstern mit einem künstlichen Ring oder einer Schale zu ummanteln, um die heimische stellare Energie zu (fast) 100 Prozent zu nutzen. Da ein Artefakt dieser Machart starke Infrarotstrahlung emittiert, könnten andere Zivilisationen solche Zeugnisse der hohen Astroingenieurskunst indirekt nachweisen. Sogar der Homo sapiens kann dies mit der gegenwärtig ihm zur Verfügung stehenden bescheidenen Technik.

Teil 3: Aktive Artefakte in extrasolaren Gefilden

Drei Jahre nach dem ersten Lauschangriff auf potentielle außerirdische Zivilisationen, den der damalige 26-jährige US-Radioastronom Frank Drake mit einer wenig leistungsstarken Antenne durchführte, gab der sowjetische Astrophysiker Nikolai Semjonowitsch Kardashev den Startschuss für den zweiten und gleichzeitig ersten asiatisch-europäischen Suchlauf nach kosmischen Intelligenzen.

Sowjetischer SETI-Vorstoß

Dass von 1960 bis 1975 die meisten nationalen SETI-Observationen auf das Konto der Sowjetunion gingen, war zum Teil auch Kardashevs Verdienst. Zum einen organisierte und leitete er 1964 die erste große sowjetische SETI-Konferenz in Byurakan (heutiges Armenien), zum anderen nahm er danach noch an drei weiteren SETI-Projekten und etlichen anderen Konferenzen aktiv teil - auch an der ersten internationalen SETI-Konferenz, die 1971 am selben Ort stattfand.

Bild: NASA/JPL-Caltech

Inspiriert von Drakes Pionierleistung, dennoch wenig erbaut über dessen Faible für die 21-Zentimeter-Wellenlänge, schlug Kardashev einen völlig anderen Kurs ein und widmete sein Augenmerk fortan der Infrarotstrahlung. Eine Suche im Infrarotbereich erachtete er deshalb als beste Option, weil hochstehende Technologien bei der Energiegewinnung oder beim Verbrauch enorm viel Abfallhitze erzeugen und folglich auch abstrahlen müssten. Wer ihren Spuren folgt, die sich im Infrarotbereich am nachhaltigsten offenbaren, hat bessere Karten, auf extraterrestrische Intelligenz zu stoßen, so Kardashev.

Dysons Konstrukt

Von einem ähnlichen Ansatz ging einige Jahre zuvor der inzwischen emeritierte US-Physiker Freeman Dyson aus, der 1960 in der Juni-Ausgabe des Wissenschaftsmagazin Nature in einem abstrakten Gedankenmodell die heute nach ihm benannte Sphäre vorstellte.

Freeman Dyson, inzwischen im 89. Lebensjahr angelangt. Bild: NASA

Die Quelle seiner Inspiration war Olaf Stapledon, der bereits 1937 in seinem genialen Opus "Starmaker" von "Kunstwelten" erzählte, die Dysons späteren Sphären erstaunlich ähnelten:

Mit der Zeit entstanden […] Hunderttausende von Kunstwelten, die an Größe und Kompliziertheit ständig zunahmen. Manch ein Stern, der ursprünglich keine Planeten besessen hatte, war schließlich von zahlreichen künstlichen Welten umgeben. Zuweilen enthielten die inneren Kreisbahnen Dutzende und die äußeren Tausende von Globen, die für das Leben in einer bestimmten Sonnenentfernung eingerichtet waren.

Olaf Stapledon

22 Jahre später spann Freeman Dyson den Faden Stapledons weiter und konfrontierte die Fachwelt mit seiner wagemutigen These. Ihr zufolge könnte eine technisch hochstehende außerirdische Zivilisation irgendwann im Verlaufe ihrer Geschichte infolge des planetaren zunehmenden Energieverbrauchs nach neuen Quellen suchen und dabei die größte zur Verfügung stehende konsequent nutzen: die heimische Muttersonne.

Olaf Stapledon (1886-1950)

Um deren kugelförmig in alle Richtungen abgestrahlte Energie effizient zu speichern und den Großteil der Energie zu sammeln und weiterzuleiten, müsste eine fortgeschrittene außerirdische Technologie ihren Heimatstern mit einer schalen- oder ringförmigen Struktur ummanteln - entweder komplett oder nur partiell.

Planetarer Umbau

Dysons Ansicht nach müssten extraterrestrische Intelligenzen hierfür einen Steinplaneten von der Größe des Jupiter zertrümmern und aus dem anfallenden Schutt eine ring- oder kugelförmige Struktur aufbauen, die innerhalb der Ökosphäre des Sterns liegt und entlang der Planetenumlaufbahn verläuft - idealerweise im Abstand der Erde zur Sonne.

Jupiter - der größte und massereichste Planet im Sonnensystem. Bild: NASA, ESA and H. Hammel (Space Science Institute, Boulder, Colorado) and the Jupiter Comet Impact Team

Ein derartiges Gebilde, bestückt mit der nötigen Technik, könnte das gesamte sichtbare Licht des hiesigen Sterns absorbieren und die überschüssige Entropie als Restwärme auf seiner Außenseite wieder als Infrarotstrahlung abgeben. Hochintelligente ETI könnten auf diese Weise einen Teil oder (fast) die gesamte Energie ihrer Sonne direkt nutzen und einerseits ihre Welten mit Energie versorgen, andererseits die Sphäre nebenher als neuen Siedlungsraum erschließen.

Alles, was die Schale an Sonnenenergie einfängt, würde nach ihrer vollständigen Nutzung "auf der dunklen, kalten (äußeren) Seite der Raumwelten", so Dyson, nur noch in Form von starker Infrarotstrahlung wieder abgegeben. Ein komplett in einer Schale eingebetteter Stern wäre für einen Beobachter im optischen Licht völlig unsichtbar.

Die 12 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie Centaurus A (NGC 5128) ist die nächstgelegene Radiogalaxie. Möglich, dass hier zahlreiche Superzivilisationen beheimatet sind. Bild: ESO

Obwohl Dyson über die Form, das Aussehen und den technisch möglichen Varianten seiner fiktiven gigantischen Konstruktion keine weiteren Worte verlor, schlug er gleichwohl nachdrücklich vor, verstärkt nach anomalen Sternen zu suchen, die lediglich im Infrarotlicht emittieren. Vor allem dunkle Objekte mit der Mindestgröße des Erdorbits und einer Oberflächentemperatur von 200 bis 300 Kelvin sowie Doppelsternsysteme mit einem unsichtbaren Begleiter sollten genauer unter die Lupe genommen werden, so Dyson.

Ich schlage vor, dass eine Suche nach Punktquellen, die Infrarotstrahlung abgeben, unternommen werden sollte - entweder unabhängig von oder in Verbindung mit der Suche nach künstlichen Radioemissionen.

Bevorzugter Typ II und III

Dass die Schalen-Theorie Dysons so ganz nach dem Gusto Kardashevs war und die Fantasie des Russen offensichtlich noch weiter beflügelte, spiegelt sich am deutlichsten in der nach ihm benannten Skala wider, die heute untrennbar mit der Dyson-Sphäre verknüpft ist. Für Kardashev war sie Philosophie und Programm zugleich, bezog sich doch seine Skala auf zwei extraterrestrische Zielgruppen, die ihm besonders am Herzen lagen: Typ II und III.

Kardashev-Skala (1964)

Nikolai Kardashev kategorisierte die verschiedenen Entwicklungniveaus außerirdischer Intelligenzen und Zivilisationen allein nach deren Energieverbrauch. Seiner Einschätzung nach gelangt jede Kultur, die ihren Ressourcenverbrauch jährlich sukzessive erhöht, nach wenigen oder vielen Jahrtausenden unweigerlich auf die nächsthöhere Stufe. Nach Ansicht des weltbekannten US-Physikers Michio Kaku von der New York City University befindet sich unsere Gesellschaft soeben in der Übergangsphase von Zivilisationstyp 0 zu 1.

  • Typ I Zivilisationen, die in etwa unseren Technologiestandard haben und so weit gediehen sind, dass sie die Energieressourcen ihres Heimatplaneten voll auszuschöpfen vermögen. Sie sind in der Lage, Energien von 4×109 Kilowatt zu kontrollieren.
  • Typ II Hochstehende Zivilisationen, die den gesamten Energieoutput ihres Muttergestirns (z. B.) in Gestalt einer Dyson-Sphäre nutzen. Sie vermögen Energien von 4×1023 Kilowatt zu kontrollieren.
  • Typ III Superzivilisationen, die ihre gesamte Galaxie als Energielieferanten nutzen. Sie können Energien von 4×1034 Kilowatt kontrollieren.

Begnügte sich Frank Drake 1960 bei seinem ersten SETI-Suchlauf noch mit drei kleinen erdnahen Zielsternen, wo er ebenbürtige Lebewesen erhoffte, ging Kardashev gleich in die Vollen und richtete seinen Fokus auf Superzivilisationen, die uns in ihrer Technologieentwicklung um Millionen bis Milliarden von Jahren voraus sind.

Nachdem Kardashev im Caltech-Katalog der damals registrierten Radioquellen zwei vielversprechende Kandidaten (CTA-21 und CTA-102) aufgespürt hatte, initiierte er von August 1964 bis Februar 1965 einen insgesamt 80-stündigen Suchlauf auf einer Frequenz von 920 Megahertz.

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