Fermi-Paradoxon

Eine grafische Darstellung der Arecibo-Botschaft, des ersten Versuchs der Menschheit, ihre Existenz außerirdischen Zivilisationen durch Radiowellen aktiv mitzuteilen ⓘ

Das Fermi-Paradoxon ist der Konflikt zwischen dem Fehlen eindeutiger, offensichtlicher Beweise für außerirdisches Leben und verschiedenen hohen Schätzungen für dessen Existenz. In einem Artikel aus dem Jahr 2015 heißt es: "Wenn das Leben so einfach ist, muss schon jemand von irgendwoher gekommen sein." ⓘ

Der Name des italienisch-amerikanischen Physikers Enrico Fermi wird mit dem Paradoxon in Verbindung gebracht, weil er sich im Sommer 1950 mit den Physikerkollegen Edward Teller, Herbert York und Emil Konopinski unterhielt. Auf dem Weg zum Mittagessen unterhielten sich die Männer über die jüngsten UFO-Berichte und die Möglichkeit von Reisen, die schneller als das Licht sind. Die Unterhaltung ging zu anderen Themen über, bis Fermi während des Mittagessens unvermittelt sagte: "Aber wo sind denn alle?" (das genaue Zitat ist allerdings ungewiss). ⓘ

Es gibt viele Erklärungsversuche für das Fermi-Paradoxon, vor allem die, dass intelligente außerirdische Wesen extrem selten sind, dass die Lebensdauer solcher Zivilisationen kurz ist oder dass sie existieren, die Menschen aber (aus verschiedenen Gründen) keine Beweise sehen. Dies deutet darauf hin, dass es in den zeitlichen und räumlichen Dimensionen des Universums unwahrscheinlich ist, dass sich zwei intelligente Zivilisationen jemals begegnen, selbst wenn sich im Laufe des Lebens des Universums viele davon entwickeln. ⓘ

Das Fermi-Paradoxon ist eine Bezeichnung für einen Gedankengang des Physikers Enrico Fermi aus dem Jahr 1950. Fermi ging davon aus, dass es extraterrestrische Intelligenz gibt, die technisch hochentwickelte Zivilisationen über Millionen von Jahren aufrechterhalten kann. In dieser Zeitspanne sollte es mittels interstellarer Raumfahrt möglich sein, die gesamte Galaxie zu kolonisieren – und der Wahrscheinlichkeit nach sollte dies bereits geschehen sein. Dass dennoch die Suche nach den Spuren von außerirdischem Leben bisher erfolglos blieb, erschien ihm paradox und als Hinweis darauf, entweder die Annahmen oder die Beobachtungen zu hinterfragen. ⓘ

Kette von Argumenten

Im Folgenden werden einige der Fakten und Hypothesen aufgeführt, die zusammen den scheinbaren Widerspruch verdeutlichen:

• In der Milchstraße gibt es Milliarden von sonnenähnlichen Sternen.
• Mit hoher Wahrscheinlichkeit haben einige dieser Sterne erdähnliche Planeten in einer zirkumstellaren bewohnbaren Zone.
• Viele dieser Sterne, und damit auch ihre Planeten, sind viel älter als die Sonne. Wenn die Erde ein typischer Planet ist, könnten einige von ihnen schon vor langer Zeit intelligentes Leben entwickelt haben.
• Einige dieser Zivilisationen könnten interstellare Reisen entwickelt haben - ein Schritt, den die Menschheit derzeit erforscht.
• Selbst bei dem langsamen Tempo, das derzeit für interstellare Reisen vorgesehen ist, könnte die Milchstraßengalaxie in einigen Millionen Jahren vollständig durchquert werden.
• Und da viele der sonnenähnlichen Sterne Milliarden von Jahren alt sind, müsste die Erde bereits von außerirdischen Zivilisationen oder zumindest von deren Sonden besucht worden sein.
• Es gibt jedoch keine überzeugenden Beweise dafür, dass dies geschehen ist. ⓘ

Geschichte

Fermi war nicht der erste, der diese Frage stellte. Eine frühere implizite Erwähnung stammt von Konstantin Ziolkowski in einem unveröffentlichten Manuskript von 1933. Er stellte fest, dass "die Menschen die Anwesenheit intelligenter Wesen auf den Planeten des Universums leugnen", weil "i) wenn solche Wesen existieren, hätten sie die Erde besucht, und ii) wenn solche Zivilisationen existierten, hätten sie uns irgendein Zeichen ihrer Existenz gegeben." Für andere war dies kein Paradoxon, denn sie gingen davon aus, dass es keine ETs gibt. Aber für ihn war es eines, da er an außerirdisches Leben und die Möglichkeit der Raumfahrt glaubte. Daher schlug er das vor, was heute als Zoo-Hypothese bekannt ist, und spekulierte, dass die Menschheit noch nicht bereit ist für höhere Wesen, die mit uns in Kontakt treten. Dass Ziolkowski selbst nicht der erste war, der das Paradoxon entdeckte, wird durch seinen oben erwähnten Verweis auf die Gründe anderer Menschen für die Leugnung der Existenz außerirdischer Zivilisationen deutlich. ⓘ

1975 veröffentlichte Michael H. Hart eine detaillierte Untersuchung des Paradoxons, eine der ersten, die dies tat. Er argumentierte, dass, wenn intelligente Außerirdische existieren und zur Raumfahrt fähig sind, die Galaxie in einer Zeit kolonisiert worden sein könnte, die viel kürzer als das Alter der Erde ist. Es gibt jedoch keinen beobachtbaren Beweis dafür, dass sie hier gewesen sind, was Hart als "Fakt A" bezeichnet. ⓘ

Andere Namen, die in engem Zusammenhang mit Fermis Frage ("Wo sind sie?") stehen, sind das Große Schweigen und silentium universi (lateinisch für "Schweigen des Universums"), obwohl diese sich nur auf einen Teil des Fermi-Paradoxons beziehen, nämlich dass die Menschen keine Beweise für andere Zivilisationen sehen. ⓘ

Fermi selbst ging nicht von der Möglichkeit interstellarer Reisen aus, weshalb der Begriff Fermi-Paradoxon in Frage gestellt wurde. Robert H. Gray schlug zu Ehren von Michael H. Hart und Frank J. Tipler stattdessen als Bezeichnung „Hart-Tipler-Argument“ vor. Von Hart stammt die zugespitzte, fälschlich Fermi zugeschriebene Aussage „They are not here; therefore they do not exist“. Tipler erweiterte das Problem um selbstreplizierende Maschinen. ⓘ

Original-Gespräche

Los Alamos Nationales Laboratorium
Los Alamos, New Mexico, Vereinigte Staaten ⓘ

Im Sommer 1950 führten Enrico Fermi und seine Mitarbeiter Emil Konopinski, Edward Teller und Herbert York im Los Alamos National Laboratory in New Mexico ein oder mehrere Gespräche während des Mittagessens. ⓘ

Als drei der Männer zum Mittagessen gingen, schreibt Teller, er habe eine "vage Erinnerung" daran, dass "wir über fliegende Untertassen und die offensichtliche Aussage sprachen, dass die fliegenden Untertassen nicht real sind". Konopinski gesellte sich zu den anderen, während das Gespräch im Gange war. Er erinnerte sich an einen Cartoon in einer Zeitschrift, in dem Außerirdische die Mülleimer von New York City stahlen, und fügte dem Gespräch diesen humorvollen Aspekt hinzu. Er schreibt: "Noch amüsanter war Fermis Kommentar, dass es sich um eine sehr vernünftige Theorie handelte, da sie zwei verschiedene Phänomene erklärte: die Berichte über fliegende Untertassen und das Verschwinden der Mülltonnen." Doch als Eric Jones Jahrzehnte später an die überlebenden Männer schrieb, erinnerte sich nur Konopinski daran, dass die Karikatur Teil des Gesprächs gewesen war. ⓘ

Teller schreibt, dass er glaubt, Fermi habe die Frage an ihn gerichtet: "Wie wahrscheinlich ist es, dass wir innerhalb der nächsten zehn Jahre einen eindeutigen Beweis für ein materielles Objekt haben werden, das sich schneller als das Licht bewegt?" Teller antwortete: "Eins zu einer Million". Fermi sagte: "Das ist viel zu niedrig. Die Wahrscheinlichkeit liegt eher bei zehn Prozent." Teller schreibt auch, dass zehn Prozent "die bekannte Zahl für ein Fermi-Wunder" sei. ⓘ

Herb York erinnert sich nicht an ein früheres Gespräch, obwohl er sagt, dass es Sinn macht, wenn man bedenkt, wie alle drei später auf Fermis Ausbruch reagierten. ⓘ

Nachdem sie sich zum Mittagessen hingesetzt hatten und das Gespräch bereits zu anderen Themen übergegangen war, platzte Fermi plötzlich heraus: "Wo sind denn alle?" (Teller's letter), oder "Fragst du dich nie, wo alle sind?" (Yorks Brief), oder "Aber wo sind denn alle?" (Konopinskis Brief). ⓘ

Teller schrieb: "Das Ergebnis seiner Frage war allgemeines Gelächter wegen der seltsamen Tatsache, dass trotz Fermis Frage, die aus heiterem Himmel kam, jeder am Tisch sofort zu verstehen schien, dass er über außerirdisches Leben sprach." ⓘ

Herbert York schrieb: "Irgendwie (und vielleicht hing es mit dem vorangegangenen Gespräch in der von Ihnen beschriebenen Weise zusammen, auch wenn ich mich daran nicht erinnere) wussten wir alle, dass er Außerirdische meinte." ⓘ

Emil Konopinski schrieb lediglich: "Es war seine Art, es auszudrücken, die uns zum Lachen brachte." ⓘ

Über die Fortsetzung des Gesprächs schrieb York 1984, dass Fermi "eine Reihe von Berechnungen über die Wahrscheinlichkeit erdähnlicher Planeten, die Wahrscheinlichkeit von Leben auf der Erde, die Wahrscheinlichkeit von Menschen auf der Erde, die wahrscheinliche Entstehung und Dauer von Hochtechnologie und so weiter anstellte. Auf der Grundlage dieser Berechnungen kam er zu dem Schluss, dass wir schon vor langer Zeit und viele Male besucht worden sein müssten." ⓘ

Teller erinnert sich, dass aus diesem Gespräch nicht viel hervorging, "außer vielleicht der Feststellung, dass die Entfernungen zum nächsten Aufenthaltsort von Lebewesen sehr groß sein können und dass wir, was unsere Galaxie betrifft, in der Tat irgendwo in der Provinz leben, weit entfernt vom Ballungsraum des galaktischen Zentrums." ⓘ

Teller schrieb, dass "vielleicht etwa acht von uns zum Mittagessen zusammensaßen". Sowohl York als auch Konopinski erinnern sich, dass sie nur zu viert waren. ⓘ

Fermi starb 1954 an Krebs. In Briefen an die drei überlebenden Männer Jahrzehnte später, 1984, konnte Dr. Eric Jones aus Los Alamos das ursprüngliche Gespräch jedoch teilweise wieder zusammensetzen. Er teilte jedem der Männer mit, dass er eine einigermaßen genaue Version oder Zusammenstellung in die schriftlichen Unterlagen aufnehmen wolle, die er für eine zuvor abgehaltene Konferenz mit dem Titel "Interstellar Migration and the Human Experience" zusammenstellen wollte. ⓘ

Jones schickte zunächst einen Brief an Edward Teller, der einen Bericht aus zweiter Hand von Hans Mark enthielt. Teller antwortete, und dann schickte Jones den Brief von Teller an Herbert York. York antwortete, und schließlich schickte Jones sowohl Tellers als auch Yorks Briefe an Emil Konopinski, der ebenfalls antwortete. Außerdem konnte Konopinski später eine Karikatur, die Jones gefunden hatte, als diejenige identifizieren, die in das Gespräch verwickelt war, und so dazu beitragen, dass der Zeitraum auf den Sommer 1950 festgelegt werden konnte. ⓘ

Eine detaillierte wissenschaftliche Betrachtung des Problems begann in den frühen 1970er Jahren mit Studien von Michael H. Hart, weswegen auch der Ausdruck Fermi-Hart-Paradoxon verwendet wird. ⓘ

Grundlage

Enrico Fermi (1901-1954) ⓘ

Das Fermi-Paradoxon ist ein Konflikt zwischen dem Argument, dass Größenordnung und Wahrscheinlichkeit dafür sprechen, dass intelligentes Leben im Universum weit verbreitet ist, und dem völligen Fehlen von Beweisen dafür, dass intelligentes Leben jemals irgendwo anders als auf der Erde entstanden ist. ⓘ

Der erste Aspekt des Fermi-Paradoxons hängt mit der Größenordnung oder den großen Zahlen zusammen: Es gibt schätzungsweise 200-400 Milliarden Sterne in der Milchstraße (2-4 × 10¹¹) und 70 Sextillionen (7×10²²) im beobachtbaren Universum. Selbst wenn intelligentes Leben nur auf einem verschwindend geringen Prozentsatz der Planeten um diese Sterne vorkommt, könnte es immer noch eine große Anzahl existierender Zivilisationen geben, und wenn der Prozentsatz hoch genug wäre, würde dies zu einer erheblichen Anzahl existierender Zivilisationen in der Milchstraße führen. Dies setzt das Prinzip der Mittelmäßigkeit voraus, nach dem die Erde ein typischer Planet ist. ⓘ

Der zweite Aspekt des Fermi-Paradoxons ist das Argument der Wahrscheinlichkeit: Angesichts der Fähigkeit intelligenten Lebens, Knappheit zu überwinden, und seiner Tendenz, neue Lebensräume zu besiedeln, scheint es möglich, dass zumindest einige Zivilisationen technologisch fortgeschritten sind, nach neuen Ressourcen im Weltraum suchen und ihr eigenes Sternensystem und in der Folge auch die umliegenden Sternensysteme besiedeln. Da es weder auf der Erde noch anderswo im bekannten Universum nennenswerte Hinweise auf anderes intelligentes Leben nach 13,8 Milliarden Jahren der Geschichte des Universums gibt, besteht ein Konflikt, der einer Lösung bedarf. Einige Beispiele für mögliche Lösungen sind, dass intelligentes Leben seltener ist als angenommen, dass Annahmen über die allgemeine Entwicklung oder das Verhalten intelligenter Spezies fehlerhaft sind, oder, noch radikaler, dass das derzeitige wissenschaftliche Verständnis der Natur des Universums selbst ziemlich unvollständig ist. ⓘ

Das Fermi-Paradoxon kann auf zwei Arten gestellt werden. Die erste lautet: "Warum werden keine Außerirdischen oder ihre Artefakte hier auf der Erde oder im Sonnensystem gefunden?". Wenn interstellare Reisen möglich sind, sogar die "langsame" Art, die fast in der Reichweite der Erdtechnologie liegt, dann würde es nur 5 bis 50 Millionen Jahre dauern, die Galaxie zu kolonisieren. Das ist im geologischen Maßstab relativ kurz, ganz zu schweigen vom kosmologischen Maßstab. Da es viele Sterne gibt, die älter als die Sonne sind, und da sich intelligentes Leben anderswo früher entwickelt haben könnte, stellt sich die Frage, warum die Galaxie nicht bereits kolonisiert wurde. Selbst wenn eine Kolonisierung für alle außerirdischen Zivilisationen unpraktisch oder unerwünscht ist, könnte eine groß angelegte Erkundung der Galaxie durch Sonden möglich sein. Diese könnten nachweisbare Artefakte im Sonnensystem hinterlassen, z. B. alte Sonden oder Beweise für Bergbauaktivitäten, aber nichts davon wurde bisher beobachtet. ⓘ

Die zweite Form der Frage lautet: "Warum sehen wir keine Anzeichen von Intelligenz anderswo im Universum?". Diese Version geht nicht von interstellaren Reisen aus, sondern bezieht auch andere Galaxien mit ein. Bei weit entfernten Galaxien könnten die Reisezeiten das Ausbleiben außerirdischer Besuche auf der Erde erklären, aber eine hinreichend fortgeschrittene Zivilisation könnte möglicherweise über einen beträchtlichen Teil der Größe des beobachtbaren Universums hinweg zu beobachten sein. Selbst wenn solche Zivilisationen selten sind, sollte es sie irgendwann in der Geschichte des Universums geben, und da sie über einen beträchtlichen Zeitraum hinweg aus großer Entfernung entdeckt werden könnten, liegen viele weitere potenzielle Orte für ihre Entstehung in Reichweite der menschlichen Beobachtung. Es ist nicht bekannt, ob das Paradoxon für die Milchstraßengalaxie oder für das Universum als Ganzes stärker ist. ⓘ

Gammastrahlenausbrüche (GRBs) gelten als die energiereichsten Phänomene im Universum. Sie können die über die gesamte Lebensdauer eines Sternes freiwerdende Energiemenge in Sekunden in Form fokussierter Jets abstrahlen. Auch über Lichtjahre entfernt können diese auf den in ihren Strahlenkegeln befindlichen Planeten Massensterben und die Vernichtung höherer Lebensformen auslösen. Dieser Effekt könnte bei entsprechender Häufigkeit für eine weitgehende Sterilisierung der kosmischen Lebensbedingungen verantwortlich sein. Die Wahrscheinlichkeit für einen die Lebensbedingungen der Erde zerstörenden GRB lag für die vergangenen 500 Millionen Jahre bei 50 %. Nach einer auf den Swift-Daten basierenden Abschätzung (Tsvi Piran et al.) soll in Galaxien, die sich in den ersten fünf Milliarden Jahren des Universums bildeten (z > 0,5), aufgrund intensiver GRB-Aktivität eine Entwicklung zu komplexeren Lebensformen generell unmöglich gewesen sein. Von den heute existierenden Galaxien soll nur in einer von zehn Leben – wie wir es kennen – ausreichend lange Zeit gehabt haben, sich ungestört entwickeln zu können – insbesondere jedoch in größeren Galaxien als unserer Milchstraße. ⓘ

Drake-Gleichung

Die Theorien und Prinzipien der Drake-Gleichung sind eng mit dem Fermi-Paradoxon verbunden. Die Gleichung wurde 1961 von Frank Drake in dem Versuch formuliert, ein systematisches Mittel zur Bewertung der zahlreichen Wahrscheinlichkeiten für die Existenz außerirdischen Lebens zu finden. Die Gleichung wird wie folgt dargestellt: $N=R_{*}f_{p}n_{e}f_{l}f_{i}f_{c}L$ ⓘ

Wobei die Variablen darstellen: $N$ ist die Anzahl der technologisch fortgeschrittenen Zivilisationen in der Milchstraßengalaxie; $R_{*}$ ist die Rate der Sternentstehung in der Galaxie; $f_{p}$ ist der Anteil dieser Sterne mit Planetensystemen; $n_{e}$ ist die Anzahl der Planeten pro Sonnensystem mit einer für organisches Leben geeigneten Umgebung; $f_{l}$ ist der Anteil dieser geeigneten Planeten, auf denen tatsächlich organisches Leben auftritt; $f_{i}$ ist der Anteil der bewohnbaren Planeten, auf denen tatsächlich intelligentes Leben auftritt; $f_{c}$ist der Anteil der Zivilisationen, die ein technologisches Niveau erreichen, mit dem nachweisbare Signale ausgesendet werden können; und $L$ ist die Zeitspanne, in der diese Zivilisationen ihre Signale aussenden. Das grundlegende Problem besteht darin, dass die letzten vier Begriffe ($f_{l}f_{i}f_{c}L$) völlig unbekannt sind, so dass statistische Schätzungen unmöglich sind. ⓘ

Die Drake-Gleichung wurde sowohl von Optimisten als auch von Pessimisten verwendet, wobei die Ergebnisse stark voneinander abweichen. Auf der ersten wissenschaftlichen Tagung über die Suche nach außerirdischer Intelligenz (SETI), an der 10 Personen teilnahmen, darunter Frank Drake und Carl Sagan, wurde spekuliert, dass die Zahl der Zivilisationen in der Milchstraßengalaxie zwischen 1.000 und 100.000.000 Zivilisationen liegt. Frank Tipler und John D. Barrow hingegen gingen von pessimistischen Zahlen aus und spekulierten, dass die durchschnittliche Anzahl der Zivilisationen in einer Galaxie viel geringer ist als eine. Fast alle Argumente, die sich auf die Drake-Gleichung beziehen, leiden unter dem Overconfidence-Effekt, einem häufigen Fehler bei probabilistischen Überlegungen zu Ereignissen mit geringer Wahrscheinlichkeit, indem bestimmte Zahlen für die Wahrscheinlichkeit von Ereignissen geschätzt werden, deren Mechanismus noch nicht verstanden ist, wie z. B. die Wahrscheinlichkeit der Abiogenese auf einem erdähnlichen Planeten, wobei die aktuellen Wahrscheinlichkeitsschätzungen über viele hundert Größenordnungen variieren. Anders Sandberg, Eric Drexler und Toby Ord haben eine Analyse durchgeführt, die einen Teil der Ungewissheit berücksichtigt, die mit diesem Mangel an Verständnis verbunden ist, und kommen zu dem Schluss, dass es "eine beträchtliche Ex-ante-Wahrscheinlichkeit dafür gibt, dass es kein anderes intelligentes Leben in unserem beobachtbaren Universum gibt". ⓘ

Großer Filter

Der Große Filter ist im Zusammenhang mit dem Fermi-Paradoxon das, was die "tote Materie" daran hindert, mit der Zeit expandierendes, dauerhaftes Leben gemäß der Kardashev-Skala hervorzubringen. Das am häufigsten angenommene Ereignis mit geringer Wahrscheinlichkeit ist die Abiogenese: ein allmählicher Prozess zunehmender Komplexität der ersten sich selbst reproduzierenden Moleküle durch einen zufällig auftretenden chemischen Prozess. Andere vorgeschlagene große Filter sind die Entstehung eukaryontischer Zellen oder der Meiose oder einige der Schritte, die bei der Entwicklung eines zu komplexen logischen Schlussfolgerungen fähigen Gehirns erforderlich sind. ⓘ

Die Astrobiologen Dirk Schulze-Makuch und William Bains untersuchten die Geschichte des Lebens auf der Erde, einschließlich der konvergenten Evolution, und kamen zu dem Schluss, dass Übergänge wie die sauerstoffhaltige Photosynthese, die eukaryotische Zelle, die Vielzelligkeit und die Intelligenz, die Werkzeuge benutzt, auf jedem erdähnlichen Planeten wahrscheinlich sind, wenn genügend Zeit zur Verfügung steht. Sie argumentieren, dass der große Filter die Abiogenese, die Entwicklung einer technologischen Intelligenz auf menschlichem Niveau oder die Unfähigkeit zur Besiedlung anderer Welten aufgrund von Selbstzerstörung oder Ressourcenmangel sein könnte. ⓘ

Empirische Beweise

Zwei Teile des Fermi-Paradoxons stützen sich auf empirische Beweise - dass es viele potenziell bewohnbare Planeten gibt und dass die Menschen keine Anzeichen für Leben sehen. Der erste Punkt, dass es viele geeignete Planeten gibt, war zu Fermis Zeiten eine Annahme, wird aber heute durch die Entdeckung, dass es viele Exoplaneten gibt, bestätigt. Aktuelle Modelle sagen Milliarden von bewohnbaren Welten in der Milchstraße voraus. ⓘ

Der zweite Teil des Paradoxons, dass die Menschen keine Hinweise auf außerirdisches Leben sehen, ist ebenfalls ein aktives Forschungsgebiet. Dazu gehören sowohl die Suche nach Hinweisen auf Leben als auch die Suche nach intelligentem Leben. Diese Suche wird seit 1960 durchgeführt, und mehrere sind noch nicht abgeschlossen. ⓘ

Obwohl Astronomen in der Regel nicht nach Außerirdischen suchen, haben sie Phänomene beobachtet, die sie nicht sofort erklären konnten, ohne eine intelligente Zivilisation als Ursache zu vermuten. So wurden beispielsweise Pulsare, als sie 1967 erstmals entdeckt wurden, wegen der präzisen Wiederholung ihrer Impulse als kleine grüne Männchen (LGM) bezeichnet. In allen Fällen wurden für solche Beobachtungen Erklärungen gefunden, die kein intelligentes Leben voraussetzen, aber die Möglichkeit einer Entdeckung bleibt bestehen. Vorgeschlagene Beispiele sind der Asteroidenabbau, der das Erscheinungsbild von Trümmerscheiben um Sterne verändern würde, oder Spektrallinien, die von der Entsorgung von Atommüll in Sternen herrühren. ⓘ

Elektromagnetische Emissionen

Radioteleskope werden häufig bei SETI-Projekten eingesetzt. ⓘ

Es wird angenommen, dass die Radiotechnologie und die Fähigkeit, ein Radioteleskop zu bauen, ein natürlicher Fortschritt für technologische Spezies ist, der theoretisch Effekte erzeugt, die über interstellare Entfernungen hinweg entdeckt werden können. Die sorgfältige Suche nach nicht-natürlichen Radioemissionen aus dem Weltraum könnte zur Entdeckung außerirdischer Zivilisationen führen. Sensible außerirdische Beobachter des Sonnensystems würden zum Beispiel ungewöhnlich intensive Radiowellen für einen G2-Stern bemerken, die auf die Fernseh- und Telekommunikationsübertragungen der Erde zurückzuführen sind. Da es keine offensichtliche natürliche Ursache gibt, könnten außerirdische Beobachter auf die Existenz einer irdischen Zivilisation schließen. Solche Signale könnten entweder "zufällige" Nebenprodukte einer Zivilisation sein oder bewusste Kommunikationsversuche, wie die Arecibo-Botschaft. Es ist unklar, ob ein "Durchsickern", im Gegensatz zu einem absichtlichen Signal, von einer außerirdischen Zivilisation entdeckt werden könnte. Die empfindlichsten Radioteleskope auf der Erde (Stand 2019) wären nicht in der Lage, ungerichtete Radiosignale selbst in einem Bruchteil eines Lichtjahres Entfernung zu erkennen, aber andere Zivilisationen könnten hypothetisch über eine viel bessere Ausrüstung verfügen. ⓘ

Eine Reihe von Astronomen und Observatorien haben versucht, solche Anzeichen zu entdecken, und versuchen dies auch weiterhin, vor allem über die SETI-Organisation. Mehrere Jahrzehnte SETI-Analysen haben keine ungewöhnlich hellen oder sich signifikant wiederholenden Radioemissionen ergeben. ⓘ

Direkte Planetenbeobachtung

Ein zusammengesetztes Bild der Erde bei Nacht, erstellt mit Daten des Operational Linescan System (OLS) des Defense Meteorological Satellite Program (DMSP). Die von der menschlichen Zivilisation erzeugte großflächige künstliche Beleuchtung ist vom Weltraum aus zu erkennen. ⓘ

Die Entdeckung und Klassifizierung von Exoplaneten ist eine sehr aktive Teildisziplin in der Astronomie, und 2007 wurde der erste möglicherweise irdische Planet in der bewohnbaren Zone eines Sterns entdeckt. Neue Verfeinerungen der Methoden zur Entdeckung von Exoplaneten und der Einsatz bestehender Methoden aus dem Weltraum (z. B. die Kepler- und TESS-Missionen) ermöglichen die Entdeckung und Charakterisierung erdgroßer Planeten und die Feststellung, ob sie sich in den bewohnbaren Zonen ihrer Sterne befinden. Durch solche verfeinerten Beobachtungen lässt sich möglicherweise besser abschätzen, wie verbreitet potenziell bewohnbare Welten sind. ⓘ

Mutmaßungen über interstellare Sonden

Selbstreplizierende Sonden könnten eine Galaxie von der Größe der Milchstraße in nur einer Million Jahren vollständig erkunden. Wenn auch nur eine einzige Zivilisation in der Milchstraße dies versuchen würde, könnten sich solche Sonden über die gesamte Galaxie ausbreiten. Eine weitere Spekulation für den Kontakt mit einer außerirdischen Sonde - die versuchen würde, Menschen zu finden - ist eine außerirdische Bracewell-Sonde. Ein solches hypothetisches Gerät wäre eine autonome Raumsonde, deren Zweck es ist, außerirdische Zivilisationen aufzuspüren und mit ihnen zu kommunizieren (im Gegensatz zu den von-Neumann-Sonden, die in der Regel als reine Erkundungssonden beschrieben werden). Sie wurden als Alternative zu einem langsamen Lichtgeschwindigkeitsdialog zwischen weit entfernten Nachbarn vorgeschlagen. Anstatt die langen Verzögerungen eines Funkdialogs in Kauf zu nehmen, würde eine Sonde, die eine künstliche Intelligenz beherbergt, eine fremde Zivilisation aufsuchen, um eine Kommunikation im Nahbereich mit der entdeckten Zivilisation zu führen. Die Ergebnisse einer solchen Sonde müssten immer noch mit Lichtgeschwindigkeit an die Heimatzivilisation übermittelt werden, aber ein Dialog zur Informationsgewinnung könnte in Echtzeit geführt werden. ⓘ

Die direkte Erkundung des Sonnensystems hat keine Hinweise auf einen Besuch von Außerirdischen oder deren Sonden ergeben. Eine detaillierte Erkundung von Gebieten des Sonnensystems, in denen es reichlich Ressourcen gibt, könnte dennoch Hinweise auf außerirdische Besuche liefern, obwohl das gesamte Sonnensystem riesig und schwer zu erforschen ist. Versuche, hypothetische Bracewell-Sonden in Erdnähe zu signalisieren, anzulocken oder zu aktivieren, waren nicht erfolgreich. ⓘ

Suche nach Artefakten im stellaren Maßstab

Eine Variante der spekulativen Dyson-Sphäre. Solche großräumigen Artefakte würden das Spektrum eines Sterns drastisch verändern. ⓘ

1959 stellte Freeman Dyson fest, dass jede sich entwickelnde menschliche Zivilisation ihren Energieverbrauch ständig steigert, und er vermutete, dass eine Zivilisation versuchen könnte, einen großen Teil der von einem Stern erzeugten Energie zu nutzen. Er schlug vor, dass eine Dyson-Sphäre ein mögliches Mittel sein könnte: eine Schale oder Wolke von Objekten, die einen Stern umschließt, um so viel Strahlungsenergie wie möglich zu absorbieren und zu nutzen. Ein solches Kunststück der Astrotechnik würde das beobachtete Spektrum des betreffenden Sterns drastisch verändern, indem es zumindest teilweise von den normalen Emissionslinien einer natürlichen Sternatmosphäre zu denen der Schwarzkörperstrahlung übergeht, wahrscheinlich mit einem Höhepunkt im Infraroten. Dyson spekulierte, dass fortgeschrittene außerirdische Zivilisationen aufgespürt werden könnten, indem man die Spektren von Sternen untersucht und nach einem solchen veränderten Spektrum sucht. ⓘ

Es hat einige Versuche gegeben, Beweise für die Existenz von Dyson-Sphären zu finden, die die Spektren ihrer Kernsterne verändern würden. Die direkte Beobachtung von Tausenden von Galaxien hat keine eindeutigen Hinweise auf künstliche Konstruktionen oder Veränderungen ergeben. Im Oktober 2015 gab es Spekulationen, dass die Abschwächung des Lichts des Sterns KIC 8462852, der vom Kepler-Weltraumteleskop beobachtet wurde, auf die Konstruktion von Dyson-Sphären zurückzuführen sein könnte. Im Jahr 2018 wurde jedoch festgestellt, dass die Stärke der Verdunkelung mit der Frequenz des Lichts variierte, was darauf hindeutet, dass Staub und nicht ein undurchsichtiges Objekt wie eine Dyson-Sphäre die Ursache für die Verdunkelung ist. ⓘ

Hypothetische Erklärungen für das Paradoxon

Seltenheit von intelligentem Leben

Extraterrestrisches Leben ist selten oder nicht vorhanden

Diejenigen, die intelligentes außerirdisches Leben für (fast) unmöglich halten, argumentieren, dass die für die Entwicklung von Leben - oder zumindest für die Entwicklung biologischer Komplexität - erforderlichen Bedingungen selten oder sogar nur auf der Erde gegeben sind. Unter dieser Annahme, der so genannten Seltene-Erde-Hypothese, einer Ablehnung des Prinzips der Mittelmäßigkeit, wird komplexes mehrzelliges Leben als äußerst ungewöhnlich angesehen. ⓘ

Die Seltene-Erde-Hypothese besagt, dass die Evolution biologischer Komplexität eine Vielzahl zufälliger Umstände erfordert, wie eine galaktische bewohnbare Zone, einen Stern und einen oder mehrere Planeten mit den erforderlichen Bedingungen, wie z. B. eine ausreichend große, zusammenhängende bewohnbare Zone, den Vorteil eines riesigen Wächters wie Jupiter und eines großen Mondes, die Bedingungen, die erforderlich sind, um sicherzustellen, dass der Planet eine Magnetosphäre und Plattentektonik besitzt, die Chemie der Lithosphäre, der Atmosphäre und der Ozeane, die Rolle von "Evolutionspumpen" wie massiver Vergletscherung und seltenen Bolideneinschlägen. Und vielleicht am wichtigsten: Fortgeschrittenes Leben braucht, was auch immer zum Übergang von (einigen) prokaryotischen Zellen zu eukaryotischen Zellen, zur sexuellen Fortpflanzung und zur kambrischen Explosion geführt hat. ⓘ

In seinem Buch Wonderful Life (1989) schlug Stephen Jay Gould vor, dass, wenn das "Band des Lebens" bis zur Zeit der kambrischen Explosion zurückgespult und ein oder zwei Änderungen vorgenommen worden wären, sich der Mensch höchstwahrscheinlich nie entwickelt hätte. Andere Denker wie Fontana, Buss und Kauffman haben über die selbstorganisierenden Eigenschaften des Lebens geschrieben. ⓘ

Extraterrestrische Intelligenz ist selten oder nicht vorhanden

Selbst wenn komplexes Leben häufig vorkommt, ist es möglich, dass Intelligenz (und folglich Zivilisationen) nicht vorhanden ist. Es gibt zwar Fernerkundungstechniken, mit denen man vielleicht lebensfreundliche Planeten aufspüren könnte, ohne sich auf die Zeichen der Technik zu verlassen, aber keine von ihnen ist in der Lage festzustellen, ob das entdeckte Leben intelligent ist. Dies wird manchmal als das "Algen vs. Alumnae"-Problem bezeichnet. ⓘ

Charles Lineweaver stellt fest, dass bei der Betrachtung eines extremen Merkmals bei einem Tier Zwischenstufen nicht unbedingt zu "unvermeidlichen" Ergebnissen führen. Beispielsweise sind große Gehirne ebenso wenig "unvermeidlich" oder konvergent wie die langen Nasen von Tieren wie Erdferkeln und Elefanten. Menschen, Affen, Wale, Delphine, Tintenfische und Tintenfische gehören zu der kleinen Gruppe von Tieren, bei denen Intelligenz auf der Erde definitiv oder wahrscheinlich ist. Und er weist darauf hin, dass "Delfine ~20 Millionen Jahre Zeit hatten, ein Radioteleskop zu bauen, und es nicht getan haben". ⓘ

Darüber hinaus weist Rebecca Boyle darauf hin, dass von allen Arten, die sich in der Geschichte des Lebens auf dem Planeten Erde jemals entwickelt haben, nur eine - wir Menschen, und das auch nur im Anfangsstadium - jemals weltraumtauglich geworden ist. ⓘ

Periodisches Aussterben durch natürliche Ereignisse

Neues Leben stirbt häufig durch eine übermäßige Erwärmung oder Abkühlung auf den jungen Planeten aus. Auf der Erde gab es zahlreiche große Aussterbeereignisse, die die Mehrheit der damals lebenden komplexen Arten vernichteten; das Aussterben der nicht-avischen Dinosaurier ist das bekannteste Beispiel. Man geht davon aus, dass sie durch Ereignisse wie den Einschlag eines großen Meteoriten, massive Vulkanausbrüche oder astronomische Ereignisse wie Gammastrahlenausbrüche verursacht wurden. Möglicherweise sind solche Aussterbeereignisse im gesamten Universum üblich und vernichten regelmäßig intelligentes Leben oder zumindest dessen Zivilisationen, bevor die Spezies in der Lage ist, die Technologie zur Kommunikation mit anderen intelligenten Arten zu entwickeln. ⓘ

Evolutionäre Erklärungen

Intelligente außerirdische Spezies haben keine fortgeschrittenen Technologien entwickelt

Le Moustier Neandertaler (Charles R. Knight, 1920) ⓘ

Es könnte sein, dass es zwar intelligente außerirdische Spezies gibt, diese aber primitiv sind oder noch nicht den für die Kommunikation erforderlichen technologischen Fortschritt erreicht haben. Zusammen mit nicht-intelligentem Leben wären solche Zivilisationen auch sehr schwer zu entdecken. Eine Reise mit herkömmlichen Raketen würde Hunderttausende von Jahren dauern, um die nächstgelegenen Sterne zu erreichen. ⓘ

Skeptiker sehen in der Tatsache, dass in der Geschichte des Lebens auf der Erde nur eine Spezies eine Zivilisation entwickelt hat, die zur Raumfahrt und zur Funktechnologie fähig ist, ein weiteres Indiz dafür, dass technologisch fortgeschrittene Zivilisationen im Universum selten sind. ⓘ

Eine weitere Hypothese in dieser Kategorie ist die "Wasserwelt-Hypothese". Der Autor und Wissenschaftler David Brin erklärt: "Es stellt sich heraus, dass unsere Erde am inneren Rand der bewohnbaren Zone unserer Sonne, der Goldlöckchen-Zone, liegt. Und die Erde könnte eine Anomalie sein. Es könnte sein, dass wir, weil wir unserer Sonne so nahe sind, eine anomal sauerstoffreiche Atmosphäre haben und für eine Wasserwelt anomal wenig Ozean haben. Mit anderen Worten: 32 Prozent der kontinentalen Masse könnten unter den Wasserwelten hoch sein..." Brin fährt fort: "In diesem Fall könnte die Evolution von Lebewesen wie uns, mit Händen und Feuer und all diesen Dingen, in der Galaxie selten sein. In diesem Fall werden wir, wenn wir Raumschiffe bauen und uns auf den Weg machen, vielleicht viele, viele Lebenswelten finden, aber sie sind alle wie Polynesien. Wir werden dort draußen jede Menge intelligenter Lebensformen finden, aber es sind alles Delphine, Wale und Tintenfische, die niemals ihre eigenen Raumschiffe bauen könnten. Was für ein perfektes Universum für uns, denn niemand könnte uns herumkommandieren, und wir wären die Reisenden, die Star Trek-Leute, die Raumschiffbauer, die Polizisten und so weiter." ⓘ

Es liegt in der Natur des intelligenten Lebens, sich selbst zu zerstören

Ein 23-Kilotonnen-Turmgeschoss namens BADGER, abgefeuert als Teil der Atomtestreihe Operation Upshot-Knothole ⓘ

Dies ist das Argument, dass sich technologische Zivilisationen in der Regel oder ausnahmslos selbst zerstören, bevor oder kurz nachdem sie Funk- oder Raumfahrttechnologie entwickelt haben. Der Astrophysiker Sebastian von Hoerner stellte fest, dass der Fortschritt von Wissenschaft und Technik auf der Erde von zwei Faktoren angetrieben wurde - dem Kampf um die Vorherrschaft und dem Wunsch nach einem einfachen Leben. Ersteres führt potenziell zur völligen Zerstörung, während Letzteres zu biologischer oder geistiger Degeneration führen kann. Es gibt viele Möglichkeiten der Vernichtung durch große globale Probleme, bei denen die globale Vernetzung die Menschheit eher verwundbar als widerstandsfähig macht, wie z. B. Krieg, zufällige Umweltverschmutzung oder -schäden, die Entwicklung von Biotechnologie, synthetisches Leben wie Spiegelleben, die Erschöpfung von Ressourcen, Klimawandel oder schlecht konzipierte künstliche Intelligenz. Dieses allgemeine Thema wird sowohl in der Belletristik als auch in wissenschaftlichen Hypothesen erforscht. ⓘ

Sagan und Shklovskii spekulierten 1966, dass technologische Zivilisationen entweder dazu neigen werden, sich innerhalb eines Jahrhunderts nach der Entwicklung interstellarer Kommunikationsfähigkeiten selbst zu zerstören, oder ihre selbstzerstörerischen Tendenzen beherrschen und über Milliarden von Jahren überleben werden. Die Selbstvernichtung kann auch im Sinne der Thermodynamik betrachtet werden: Insofern das Leben ein geordnetes System ist, das sich gegen die Tendenz zur Unordnung behaupten kann, könnte Stephen Hawkings "externe Übertragung" oder interstellare kommunikative Phase, in der die Wissensproduktion und das Wissensmanagement wichtiger sind als die Übertragung von Informationen durch die Evolution, der Punkt sein, an dem das System instabil wird und sich selbst vernichtet. In diesem Zusammenhang betont Hawking die Selbstgestaltung des menschlichen Genoms (Transhumanismus) oder die Verbesserung durch Maschinen (z. B. Brain-Computer-Interface), um die menschliche Intelligenz zu steigern und Aggressionen abzubauen, da er andeutet, dass die menschliche Zivilisation ohne diese Maßnahmen kollektiv zu dumm sein könnte, um ein zunehmend instabiles System zu überleben. Die Entwicklung von Technologien in der Phase der "externen Übertragung", wie z. B. die Bewaffnung mit künstlicher allgemeiner Intelligenz oder Antimaterie, geht möglicherweise nicht mit einer gleichzeitigen Steigerung der menschlichen Fähigkeit einher, ihre eigenen Erfindungen zu verwalten. Infolgedessen nimmt die Unordnung im System zu: Die globale Regierungsführung kann zunehmend destabilisiert werden, was die Fähigkeit der Menschheit, die oben genannten möglichen Vernichtungsmethoden zu beherrschen, verschlechtert und zu einem globalen gesellschaftlichen Zusammenbruch führt. ⓘ

Mögliche Trajektorien des anthropogenen Klimawandels in einem Modell von Frank et al., 2018. ⓘ

In einer 2018 von Adam Frank et al. durchgeführten Studie, die ausgestorbene Zivilisationen wie die Osterinsel (Rapa Nui) als Modell verwendet, wird die These aufgestellt, dass der durch "energieintensive" Zivilisationen verursachte Klimawandel die Nachhaltigkeit innerhalb solcher Zivilisationen verhindern könnte, was das paradoxe Fehlen von Beweisen für intelligentes außerirdisches Leben erklären würde. Seinem Modell zufolge sind mögliche Folgen des Klimawandels ein allmählicher Bevölkerungsrückgang bis zum Erreichen eines Gleichgewichts, ein Szenario, in dem Nachhaltigkeit erreicht wird und sich sowohl die Bevölkerung als auch die Oberflächentemperatur abflachen, und ein gesellschaftlicher Zusammenbruch, einschließlich Szenarien, in denen ein Kipppunkt überschritten wird. ⓘ

Ein weniger theoretisches Beispiel ist das Problem der Ressourcenverknappung auf den polynesischen Inseln, von denen die Osterinsel nur die bekannteste ist. David Brin weist darauf hin, dass es während der Expansionsphase von 1500 v. Chr. bis 800 n. Chr. Zyklen der Überbevölkerung gab, gefolgt von sozusagen periodischen Ausmerzungen erwachsener Männer durch Krieg oder Rituale. Er schreibt: "Es gibt viele Geschichten von Inseln, deren Männer fast ausgerottet wurden - manchmal durch interne Streitigkeiten und manchmal durch eindringende Männchen von anderen Inseln." ⓘ

Es liegt in der Natur von intelligentem Leben, andere zu zerstören

Eine andere Hypothese besagt, dass eine intelligente Spezies ab einem bestimmten Punkt ihrer technologischen Fähigkeiten andere intelligente Spezies zerstören wird, sobald sie auftauchen, vielleicht durch den Einsatz selbstreplizierender Sonden. Der Science-Fiction-Autor Fred Saberhagen hat sich in seiner Berserker-Reihe mit dieser Idee beschäftigt, ebenso wie der Physiker Gregory Benford und der Science-Fiction-Autor Liu Cixin in seiner Reihe Das Dreikörperproblem. ⓘ

Eine Spezies könnte eine solche Ausrottung aus Expansionsmotiven, Gier, Paranoia oder Aggression vornehmen. Der Kosmologe Edward Harrison argumentierte 1981, dass ein solches Verhalten ein Akt der Vorsicht wäre: Eine intelligente Spezies, die ihre eigenen selbstzerstörerischen Tendenzen überwunden hat, könnte jede andere Spezies, die auf galaktische Expansion aus ist, als Bedrohung ansehen. Es wurde auch die Vermutung geäußert, dass eine erfolgreiche außerirdische Spezies ein Superpredator wäre, wie es die Menschen sind. Eine andere Möglichkeit beruft sich auf die "Tragödie der Allmende" und das anthropische Prinzip: Die erste Lebensform, die interstellare Reisen unternimmt, verhindert zwangsläufig (wenn auch unabsichtlich) die Entstehung von Konkurrenten, und die Menschen sind einfach die ersten. ⓘ

Zivilisationen senden nur für einen kurzen Zeitraum nachweisbare Signale aus

Es könnte sein, dass außerirdische Zivilisationen nur für eine kurze Zeit durch ihre Radiosignale nachweisbar sind, was die Wahrscheinlichkeit, sie zu entdecken, verringert. Die übliche Annahme ist, dass Zivilisationen durch technologischen Fortschritt dem Radio entwachsen. Es könnte jedoch auch andere Leckagen geben, wie z. B. die von Mikrowellen, die zur Übertragung von Energie von Sonnensatelliten zu Empfängern am Boden verwendet werden. ⓘ

Zum ersten Punkt schrieb Seth Shostak in einem Artikel in Sky & Telescope aus dem Jahr 2006: "Darüber hinaus werden die Radiolecks von einem Planeten wahrscheinlich nur schwächer, wenn eine Zivilisation Fortschritte macht und ihre Kommunikationstechnologie besser wird. Die Erde selbst wechselt zunehmend von Rundfunksendungen zu leckfreien Kabeln und Glasfasern und von primitiven, aber offensichtlichen Trägerwellenübertragungen zu subtileren, schwer zu erkennenden Spreizspektrumsübertragungen." ⓘ

Hypothetisch gesehen könnten sich fortgeschrittene außerirdische Zivilisationen weiterentwickeln, ohne überhaupt im elektromagnetischen Spektrum zu senden, und mit Technologien kommunizieren, die von der Menschheit weder entwickelt noch genutzt werden. Einige Wissenschaftler haben die Hypothese aufgestellt, dass fortgeschrittene Zivilisationen Neutrinosignale aussenden könnten. Wenn es solche Signale gibt, könnten sie von Neutrinodetektoren aufgespürt werden, die derzeit für andere Zwecke gebaut werden. ⓘ

Außerirdisches Leben ist vielleicht zu fremd

Mikrowellenfenster, gesehen von einem bodengestützten System. Aus dem NASA-Bericht SP-419: SETI - die Suche nach extraterrestrischer Intelligenz ⓘ

Eine andere Möglichkeit ist, dass menschliche Theoretiker unterschätzt haben, wie sehr sich außerirdisches Leben von dem auf der Erde unterscheiden könnte. Möglicherweise sind Außerirdische psychologisch nicht bereit, mit Menschen zu kommunizieren. Vielleicht ist die menschliche Mathematik auf die Erde beschränkt und wird von anderen Lebewesen nicht geteilt, obwohl andere argumentieren, dass dies nur für die abstrakte Mathematik gelten kann, da die mit der Physik verbundene Mathematik ähnlich sein muss (in den Ergebnissen, wenn auch nicht in den Methoden). ⓘ

Auch die Physiologie könnte eine Kommunikationsbarriere darstellen. Carl Sagan spekulierte, dass eine außerirdische Spezies einen um Größenordnungen langsameren (oder schnelleren) Denkprozess als die Menschen haben könnte. Eine von dieser Spezies gesendete Botschaft könnte den Menschen wie ein zufälliges Hintergrundrauschen erscheinen und daher unentdeckt bleiben. ⓘ

Ein anderer Gedanke ist, dass technologische Zivilisationen immer eine technologische Singularität erleben und einen post-biologischen Charakter annehmen. Hypothetische Zivilisationen dieser Art könnten so weit fortgeschritten sein, dass eine Kommunikation nicht mehr möglich ist. ⓘ

In seinem Buch aus dem Jahr 2009 schrieb der SETI-Wissenschaftler Seth Shostak: "Unsere Experimente [z. B. der geplante Einsatz von Bohrtürmen auf dem Mars] suchen immer noch nach der Art von Außerirdischen, die Percival Lowell [Astronom, der glaubte, Kanäle auf dem Mars beobachtet zu haben] gefallen hätte." ⓘ

Paul Davies stellt fest, dass vor 500 Jahren die Vorstellung, dass ein Computer nur durch die Manipulation interner Daten Arbeit verrichtet, möglicherweise überhaupt nicht als Technologie angesehen wurde. Er schreibt: "Könnte es eine noch höhere Ebene geben ... Wenn ja, würde sich diese 'dritte Ebene' niemals durch Beobachtungen auf der Informationsebene und noch weniger auf der Ebene der Materie manifestieren. Es gibt kein Vokabular, um die dritte Ebene zu beschreiben, aber das bedeutet nicht, dass sie nicht existiert, und wir müssen für die Möglichkeit offen sein, dass außerirdische Technologie auf der dritten Ebene oder vielleicht auf der vierten, fünften ... Ebene operiert." ⓘ

Soziologische Erklärungen

Kolonisierung ist nicht die kosmische Norm

Als Antwort auf Tiplers Idee von sich selbst reproduzierenden Sonden schrieb Stephen Jay Gould: "Ich muss gestehen, dass ich einfach nicht weiß, wie ich auf solche Argumente reagieren soll. Ich habe schon genug Schwierigkeiten, die Pläne und Reaktionen der Menschen, die mir am nächsten stehen, vorherzusehen. Ich bin normalerweise verblüfft von den Gedanken und Leistungen der Menschen in verschiedenen Kulturen. Ich will verdammt sein, wenn ich mit Gewissheit sagen kann, was eine außerirdische Intelligenz tun könnte. ⓘ

Außerirdische Spezies haben möglicherweise nur einen Teil der Galaxie besiedelt

In einem Artikel in Popular Science vom Februar 2019 heißt es: "Eine monolithische Superzivilisation könnte über die Milchstraße hinwegfegen und ein einheitliches galaktisches Imperium errichten, aber die meisten Kulturen sind weder monolithisch noch super - zumindest, wenn unsere Erfahrung ein Hinweis ist." Der Astrophysiker Adam Frank und seine Mitautoren, darunter der Astronom Jason Wright, führten eine Reihe von Simulationen durch, bei denen sie Faktoren wie die Lebensdauer von Siedlungen, den Anteil geeigneter Planeten und die Wiederaufladezeiten zwischen den Starts variierten. Sie fanden heraus, dass viele ihrer Simulationen scheinbar zu einer "dritten Kategorie" führten, in der die Milchstraße teilweise und auf unbestimmte Zeit besiedelt bleibt. In der Zusammenfassung ihres Papiers von 2019 heißt es: "Diese Ergebnisse brechen die Verbindung zwischen Harts berühmtem 'Fakt A' (keine interstellaren Besucher auf der Erde) und der Schlussfolgerung, dass die Menschen daher die einzige technologische Zivilisation in der Galaxie sein müssen. Unsere Lösungen lassen explizit Situationen zu, in denen unsere gegenwärtigen Umstände mit einer ansonsten besiedelten Galaxie in einem stabilen Zustand vereinbar sind." ⓘ

Außerirdische Spezies leben möglicherweise nicht auf Planeten

Einige Kolonisierungsszenarien sagen eine kugelförmige Ausdehnung über Sternensysteme hinweg voraus, wobei die weitere Ausdehnung von den gerade zuvor besiedelten Systemen ausgeht. Es wird vermutet, dass dies zu einem starken Selektionsprozess an der Kolonisationsfront führen würde, der kulturelle oder biologische Anpassungen an das Leben in Raumschiffen oder Weltraumhabitaten begünstigt. Infolgedessen könnten sie auf das Leben auf Planeten verzichten. ⓘ

Dies kann dazu führen, dass terrestrische Planeten in diesen Systemen zerstört werden, um sie als Baumaterial zu nutzen, und so die Entwicklung von Leben auf diesen Welten verhindert wird. Oder sie haben eine Ethik des Schutzes von "Kinderwelten" und schützen sie ähnlich wie bei der Zoo-Hypothese. ⓘ

Außerirdische Spezies könnten sich von der Außenwelt isolieren

Es ist angedeutet worden, dass einige fortgeschrittene Wesen sich ihrer physischen Form entledigen, riesige künstliche virtuelle Umgebungen schaffen, sich selbst durch Gedankenübertragung in diese Umgebungen transferieren und vollständig in virtuellen Welten existieren, wobei sie das externe physische Universum ignorieren. ⓘ

Es könnte auch sein, dass intelligentes außerirdisches Leben ein "zunehmendes Desinteresse" an seiner Außenwelt entwickelt. Möglicherweise wird jede hinreichend fortgeschrittene Gesellschaft hochinteressante Medien und Unterhaltungsangebote entwickeln, lange bevor sie die Fähigkeit zur fortgeschrittenen Raumfahrt erlangt, wobei die Anziehungskraft dieser sozialen Erfindungen aufgrund ihrer inhärenten geringeren Komplexität dazu bestimmt ist, den Wunsch nach komplexen, teuren Unternehmungen wie Weltraumforschung und Kommunikation zu überholen. Sobald eine hinreichend fortgeschrittene Zivilisation in der Lage ist, ihre Umwelt zu beherrschen und die meisten ihrer physischen Bedürfnisse durch Technologie zu befriedigen, werden verschiedene "Sozial- und Unterhaltungstechnologien", einschließlich der virtuellen Realität, zu den primären Antriebskräften und Motivationen dieser Zivilisation. ⓘ

Wirtschaftliche Erklärungen

Mangel an Ressourcen, die für eine physische Ausbreitung in der Galaxie benötigt werden

Die Fähigkeit einer außerirdischen Kultur, andere Sternensysteme zu kolonisieren, basiert auf der Vorstellung, dass interstellare Reisen technologisch machbar sind. Während das derzeitige Verständnis der Physik die Möglichkeit von Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit ausschließt, scheint es keine größeren theoretischen Hindernisse für den Bau "langsamer" interstellarer Schiffe zu geben, auch wenn die dafür erforderliche Technik die derzeitigen Möglichkeiten erheblich übersteigt. Diese Idee liegt dem Konzept der Von-Neumann-Sonde und der Bracewell-Sonde als potenzieller Beweis für außerirdische Intelligenz zugrunde. ⓘ

Es ist jedoch möglich, dass der gegenwärtige wissenschaftliche Kenntnisstand die Durchführbarkeit und die Kosten einer solchen interstellaren Kolonisierung nicht richtig einschätzen kann. Möglicherweise sind die theoretischen Hindernisse noch nicht bekannt, und die benötigten Ressourcen könnten so groß sein, dass es unwahrscheinlich ist, dass sich eine Zivilisation einen solchen Versuch leisten könnte. Selbst wenn interstellare Reisen und Kolonisierung möglich sind, könnten sie schwierig sein, was zu einem Kolonisierungsmodell auf der Grundlage der Perkolationstheorie führt. ⓘ

Die Kolonisierungsbemühungen werden möglicherweise nicht in einem unaufhaltsamen Ansturm erfolgen, sondern eher in einer ungleichmäßigen Tendenz zur "Versickerung" nach außen, wobei die Bemühungen angesichts der enormen Kosten und der Erwartung, dass die Kolonien unweigerlich eine eigene Kultur und Zivilisation entwickeln werden, schließlich verlangsamt und eingestellt werden. Die Kolonisierung kann daher in "Clustern" erfolgen, wobei große Gebiete zu jeder Zeit unbesiedelt bleiben. ⓘ

Es ist billiger, Informationen zu übertragen als physisch zu erforschen

Wenn es möglich ist, ein menschenfähiges Maschinenkonstrukt zu erschaffen, z. B. durch das Hochladen von Gedanken, und wenn es möglich ist, solche Konstrukte über weite Entfernungen zu übertragen und sie auf einer entfernten Maschine wieder aufzubauen, dann ist es möglicherweise wirtschaftlich nicht sehr sinnvoll, die Galaxie per Raumfahrt zu bereisen. Nachdem die erste Zivilisation die Galaxie physisch erkundet oder kolonisiert und solche Maschinen zur einfachen Erkundung ausgesandt hat, könnten nachfolgende Zivilisationen, nachdem sie mit der ersten in Kontakt getreten sind, feststellen, dass es billiger, schneller und einfacher ist, die Galaxie durch intelligente Gedankenübertragung auf die von der ersten Zivilisation gebauten Maschinen zu erkunden, was um den Faktor 10⁸-10¹⁷ billiger ist als die Raumfahrt. Da ein Sternensystem jedoch nur eine solche ferngesteuerte Maschine benötigt und die Kommunikation höchstwahrscheinlich sehr zielgerichtet ist, auf hohen Frequenzen und mit minimaler Leistung übertragen wird, um wirtschaftlich zu sein, wären solche Signale von der Erde aus schwer zu entdecken. ⓘ

Die Entdeckung von außerirdischem Leben ist zu schwierig

Die Menschen haben nicht richtig zugehört

Den SETI-Programmen liegen einige Annahmen zugrunde, die dazu führen können, dass die Forscher vorhandene Signale übersehen. Außerirdische könnten zum Beispiel Signale mit einer sehr hohen oder niedrigen Datenrate aussenden oder unkonventionelle (aus menschlicher Sicht) Frequenzen verwenden, die es schwer machen, sie von Hintergrundgeräuschen zu unterscheiden. Signale könnten von Sternensystemen gesendet werden, die nicht in der Hauptreihenfolge liegen und die von Menschen mit geringerer Priorität gesucht werden; die derzeitigen Programme gehen davon aus, dass das meiste außerirdische Leben um sonnenähnliche Sterne kreist. ⓘ

Die größte Herausforderung besteht in der schieren Größe der Radiosuche, die erforderlich ist, um nach Signalen zu suchen (die praktisch das gesamte beobachtbare Universum umspannen), in den begrenzten Ressourcen, die für SETI bereitgestellt werden, und in der Empfindlichkeit der modernen Instrumente. SETI schätzt zum Beispiel, dass mit einem so empfindlichen Radioteleskop wie dem Arecibo-Observatorium die Fernseh- und Radiosendungen der Erde nur in Entfernungen von bis zu 0,3 Lichtjahren aufgespürt werden könnten, was weniger als 1/10 der Entfernung zum nächsten Stern entspricht. Ein Signal ist viel leichter zu erkennen, wenn es sich um eine absichtliche, starke, auf die Erde gerichtete Übertragung handelt. Solche Signale könnten in einer Entfernung von Hunderten bis Zehntausenden von Lichtjahren entdeckt werden. Das bedeutet jedoch, dass die Detektoren einen geeigneten Frequenzbereich abhören und sich in der Region des Weltraums befinden müssen, in die der Strahl gesendet wird. Bei vielen SETI-Suchen wird davon ausgegangen, dass außerirdische Zivilisationen ein bewusstes Signal wie die Arecibo-Botschaft aussenden, um gefunden zu werden. ⓘ

Um außerirdische Zivilisationen anhand ihrer Radioemissionen aufzuspüren, benötigen Beobachter auf der Erde also entweder empfindlichere Instrumente oder müssen auf glückliche Umstände hoffen: dass die Breitband-Radioemissionen der außerirdischen Funktechnologie viel stärker sind als die der Menschheit; dass eines der SETI-Programme die richtigen Frequenzen aus den richtigen Regionen des Weltraums abhört; oder dass Außerirdische absichtlich gezielte Übertragungen in die allgemeine Richtung der Erde senden. ⓘ

Die Menschen haben nicht lange genug zugehört

Die Fähigkeit der Menschheit, intelligentes außerirdisches Leben aufzuspüren, besteht erst seit sehr kurzer Zeit - seit 1937, wenn man die Erfindung des Radioteleskops als Trennlinie nimmt, und der Homo sapiens ist eine geologisch junge Spezies. Die gesamte bisherige Existenz des modernen Menschen ist im kosmologischen Maßstab eine sehr kurze Zeitspanne, und Radioübertragungen werden erst seit 1895 verbreitet. Es bleibt also möglich, dass der Mensch weder lange genug existiert noch sich ausreichend bemerkbar gemacht hat, um von einer außerirdischen Intelligenz gefunden zu werden. ⓘ

Intelligentes Leben ist vielleicht zu weit weg

Das Konzept der NASA für den Terrestrial Planet Finder ⓘ

Es könnte sein, dass nicht kolonisierende, technologisch fähige außerirdische Zivilisationen existieren, dass sie aber einfach zu weit voneinander entfernt sind, um eine sinnvolle Zwei-Wege-Kommunikation zu ermöglichen. Sebastian von Hoerner schätzt die durchschnittliche Dauer einer Zivilisation auf 6.500 Jahre und die durchschnittliche Entfernung zwischen Zivilisationen in der Milchstraße auf 1.000 Lichtjahre. Wenn zwei Zivilisationen mehrere tausend Lichtjahre voneinander entfernt sind, ist es möglich, dass eine oder beide Kulturen aussterben, bevor ein sinnvoller Dialog zustande kommt. Die menschliche Suche könnte ihre Existenz aufspüren, aber eine Kommunikation wird aufgrund der Entfernung unmöglich bleiben. Es wurde vorgeschlagen, dass dieses Problem etwas gemildert werden könnte, wenn der Kontakt und die Kommunikation durch eine Bracewell-Sonde hergestellt wird. In diesem Fall könnte zumindest ein Partner im Austausch sinnvolle Informationen erhalten. Alternativ kann eine Zivilisation ihr Wissen auch einfach ausstrahlen und es dem Empfänger überlassen, was er daraus macht. Dies ist vergleichbar mit der Übermittlung von Informationen von alten Zivilisationen an die Gegenwart, und die Menschheit hat ähnliche Aktivitäten wie die Arecibo-Botschaft unternommen, die Informationen über intelligente Spezies auf der Erde übermitteln könnte, selbst wenn sie nie eine Antwort liefert oder nicht rechtzeitig, damit die Menschheit sie empfangen kann. Es ist möglich, dass Beobachtungssignaturen von selbstzerstörten Zivilisationen entdeckt werden könnten, je nach Zerstörungsszenario und dem Zeitpunkt der menschlichen Beobachtung im Verhältnis dazu. ⓘ

Eine damit zusammenhängende Spekulation von Sagan und Newman legt nahe, dass, wenn andere Zivilisationen existieren und senden und erforschen, ihre Signale und Sonden einfach noch nicht angekommen sind. Kritiker haben jedoch angemerkt, dass dies unwahrscheinlich ist, da es voraussetzt, dass der Fortschritt der Menschheit zu einem ganz besonderen Zeitpunkt stattgefunden hat, während sich die Milchstraße im Übergang von leer zu voll befindet. Dies ist ein winziger Bruchteil der Lebensspanne einer Galaxie unter gewöhnlichen Annahmen, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Menschheit inmitten dieses Übergangs befindet, im Paradoxon als gering angesehen wird. ⓘ

Einige SETI-Skeptiker glauben auch, dass sich die Menschheit zu einem ganz besonderen Zeitpunkt befindet. Genauer gesagt, in einer Übergangsphase vom Fehlen raumfahrender Gesellschaften zu einer raumfahrenden Gesellschaft, nämlich der der Menschen. ⓘ

Intelligentes Leben könnte im Verborgenen existieren

Der Planetenforscher Alan Stern hat die Idee geäußert, dass es eine Reihe von Welten mit unterirdischen Ozeanen geben könnte (wie die Europa des Jupiters oder der Enceladus des Saturns). Die Oberfläche würde ein hohes Maß an Schutz vor Kometeneinschlägen und nahen Supernovae bieten und eine Situation schaffen, in der ein viel breiteres Spektrum von Umlaufbahnen akzeptabel ist. Leben und möglicherweise auch Intelligenz und Zivilisation könnten sich entwickeln. Stern erklärt: "Wenn sie eine Technologie haben, und sagen wir, sie senden, oder sie haben Stadtlichter oder was auch immer - wir können es in keinem Teil des Spektrums sehen, außer vielleicht im sehr niederfrequenten [Radio]." ⓘ

Bereitschaft zur Kommunikation

Alle hören zu, aber niemand sendet

Außerirdische Zivilisationen könnten technisch in der Lage sein, die Erde zu kontaktieren, aber sie könnten nur zuhören, anstatt zu senden. Wenn sich alle oder die meisten Zivilisationen auf die gleiche Weise verhalten, könnte die Galaxie voll von Zivilisationen sein, die sich nach einem Kontakt sehnen, aber alle hören zu und niemand sendet. Dies ist das so genannte SETI-Paradoxon. ⓘ

Die einzige bekannte Zivilisation, die Menschheit, sendet nicht explizit, abgesehen von ein paar kleinen Bemühungen. Selbst diese Bemühungen, und natürlich jeder Versuch, sie auszuweiten, sind umstritten. Es ist nicht einmal klar, ob die Menschheit auf ein entdecktes Signal reagieren würde - die offizielle Politik innerhalb der SETI-Gemeinschaft lautet, dass "[keine] Antwort auf ein Signal oder andere Hinweise auf außerirdische Intelligenz gesendet werden sollte, bis entsprechende internationale Konsultationen stattgefunden haben". Angesichts der möglichen Auswirkungen einer Antwort dürfte es jedoch sehr schwierig sein, einen Konsens darüber zu erzielen, wer sprechen und was er sagen würde. ⓘ

Kommunikation ist gefährlich

Eine außerirdische Zivilisation könnte es für zu gefährlich halten, zu kommunizieren, entweder für die Menschheit oder für sie. Es wird argumentiert, dass das Zusammentreffen sehr unterschiedlicher Zivilisationen auf der Erde oft katastrophale Folgen für die eine oder andere Seite hatte, und dasselbe könnte auch für einen interstellaren Kontakt gelten. Selbst ein Kontakt in sicherer Entfernung könnte zu einer Infektion durch Computercode oder sogar durch Ideen selbst führen. Vielleicht verstecken sich vorsichtige Zivilisationen aus Angst vor anderen Zivilisationen nicht nur vor der Erde, sondern vor allen Menschen. ⓘ

Vielleicht ist das Fermi-Paradoxon selbst - oder die außerirdische Entsprechung davon - der Grund dafür, dass jede Zivilisation den Kontakt mit anderen Zivilisationen vermeidet, selbst wenn es keine anderen Hindernisse gäbe. Aus der Sicht einer Zivilisation wäre es unwahrscheinlich, dass sie die ersten sind, die den ersten Kontakt herstellen. Daher ist es nach dieser Argumentation wahrscheinlich, dass frühere Zivilisationen bei einem Erstkontakt mit fatalen Problemen konfrontiert waren und ein solcher vermieden werden sollte. Vielleicht hält sich also jede Zivilisation zurück, weil es für die anderen einen echten Grund gibt, dies zu tun. ⓘ

In The Dark Forest, einem Roman aus dem Jahr 2008, den das Discover Magazine als "düstere Antwort auf das Fermi-Paradoxon" bezeichnet, stellt sich die chinesische Schriftstellerin Liu Cixin vor, dass Außerirdische paranoid sind und Leben töten wollen, weil es eine zukünftige Konkurrenz darstellen könnte. Andere Außerirdische trauen sich nicht, sich zu zeigen, weil sie als Bedrohung angesehen werden könnten, und verhalten sich ruhig wie in einem dunklen Wald. ⓘ

Die Erde wird absichtlich gemieden

Die Zoo-Hypothese besagt, dass intelligentes außerirdisches Leben existiert und nicht mit dem Leben auf der Erde in Kontakt tritt, um dessen natürliche Evolution und Entwicklung zu ermöglichen. Eine Abwandlung der Zoo-Hypothese ist die Labor-Hypothese, nach der die Menschheit Experimenten unterzogen wurde oder wird, wobei die Erde oder das Sonnensystem als Labor dient. Die Zoo-Hypothese kann an der Uniformität der Motive scheitern: Es genügt eine einzige Kultur oder Zivilisation, die beschließt, innerhalb des Erfassungsbereichs der Menschheit gegen das Gebot zu verstoßen, um es außer Kraft zu setzen, und die Wahrscheinlichkeit eines solchen Verstoßes gegen die Hegemonie steigt mit der Anzahl der Zivilisationen, so dass es nicht zu einem "Galaktischen Club" mit einer einheitlichen Außenpolitik gegenüber dem Leben auf der Erde kommt, sondern zu mehreren "Galaktischen Cliquen". ⓘ

Eine Analyse der Ankunftszeiten zwischen den Zivilisationen in der Galaxis auf der Grundlage gängiger astrobiologischer Annahmen legt nahe, dass die erste Zivilisation einen großen Vorsprung vor den später eintreffenden Zivilisationen hat. Als solche könnte sie das, was als Zoo-Hypothese bezeichnet wird, mit Gewalt oder als galaktische oder universelle Norm und das daraus resultierende "Paradoxon" durch einen kulturellen Gründereffekt mit oder ohne die fortgesetzte Aktivität des Gründers etabliert haben. ⓘ

Es ist möglich, dass eine Zivilisation, die weit genug fortgeschritten ist, um zwischen den Sonnensystemen zu reisen, die Erde aktiv besucht oder beobachtet und dabei unentdeckt oder unerkannt bleibt. ⓘ

Die Erde ist absichtlich isoliert (Planetariumshypothese)

Eine mit der Zoo-Hypothese verwandte Idee ist, dass das wahrgenommene Universum ab einer bestimmten Entfernung eine simulierte Realität ist. Die Planetariumshypothese geht davon aus, dass Wesen diese Simulation geschaffen haben, so dass das Universum leer von anderem Leben zu sein scheint. ⓘ

Außerirdisches Leben ist bereits hier, ohne dass es bemerkt wird

Ein erheblicher Teil der Bevölkerung glaubt, dass zumindest einige UFOs (Unidentified Flying Objects) von Außerirdischen gesteuerte Raumfahrzeuge sind. Während es sich bei den meisten dieser Objekte um unerkannte oder falsche Interpretationen von alltäglichen Phänomenen handelt, gibt es auch solche, die selbst nach einer Untersuchung rätselhaft bleiben. Nach übereinstimmender wissenschaftlicher Auffassung sind sie zwar unerklärlich, können aber nicht als überzeugende Beweise gelten. ⓘ

Ebenso ist es theoretisch möglich, dass SETI-Gruppen keine positiven Entdeckungen melden, oder dass Regierungen Signale blockieren oder die Veröffentlichung unterdrücken. Diese Reaktion könnte auf Sicherheits- oder Wirtschaftsinteressen im Zusammenhang mit der potenziellen Nutzung fortgeschrittener außerirdischer Technologie zurückzuführen sein. Es wurde behauptet, dass die Entdeckung eines außerirdischen Funksignals oder einer außerirdischen Technologie die geheimste Information sein könnte, die es gibt. In der populären Presse wird häufig behauptet, dass dies bereits geschehen sei, aber die beteiligten Wissenschaftler berichten von gegenteiligen Erfahrungen - die Presse wird informiert und interessiert sich für eine mögliche Entdeckung, noch bevor ein Signal bestätigt werden kann. ⓘ

Zu der Idee, dass Außerirdische in geheimem Kontakt mit Regierungen stehen, schreibt David Brin: "Die Abneigung gegen eine Idee, nur weil sie lange Zeit mit Spinnern in Verbindung gebracht wurde, gibt Spinnern insgesamt zu viel Einfluss." ⓘ

Erklärungsversuche

Zur Erklärung des Paradoxons gibt es mehrere Ansätze; dabei kann zwischen prinzipiellen Argumenten (die auf Grund der Naturgesetze für sämtliche Zivilisationen gleichermaßen gelten) und schwachen Argumenten unterschieden werden. ⓘ

Das Problem der schwachen Argumente besteht darin, dass Fermi davon ausgeht, dass nur eine einzige Zivilisation notwendig ist, um das beschriebene Paradoxon zu verursachen. Diese Zivilisation muss allerdings ihre grundlegenden Eigenschaften über geologische Zeiträume beibehalten. Schwache Argumente stellen jedoch keine prinzipiellen Hindernisse dar. Wir müssten also davon ausgehen, dass sich sämtliche Zivilisationen ähnlich entwickeln und daher an denselben Hindernissen scheitern. ⓘ

Folgende Passage wurde aus der Arbeit The Fermi Paradox: An Approach Based on Percolation Theory von Geoffrey A. Landis dazu sinngemäß übersetzt:

„Vorgeschlagene Lösungen des Fermi-Paradoxons verneinen entweder vollständig die Möglichkeit extraterrestrischer Zivilisationen, eine Annahme, die bisher nicht belegt werden kann, oder akzeptieren die Möglichkeit außerirdischer technischer Zivilisationen und schlagen Erklärungen vor, warum diese trotzdem nicht die Milchstraße kolonisiert haben.
Die Erklärungen beinhalten dabei die Vorschläge, dass solche Zivilisationen zusammenbrechen oder sich selbst zerstören, ihnen die Ressourcen ausgehen, sie sich gegen Kolonisierung entscheiden oder zwar kolonisieren, aber uns bewusst ignorieren.
Das Problem mit diesen Erklärungsversuchen ist, dass sie alle eine Gleichartigkeit der Motive von Zivilisationen über extrem lange Zeiträume voraussetzen. Wenn sich auch nur eine einzige Zivilisation für die Kolonisierung der Milchstraße entscheidet, müssen diese Erklärungsversuche scheitern.“ ⓘ

Prinzipielle Argumente

Unmöglichkeit interstellarer Kolonisation

Die Voraussetzung des Fermi-Paradoxons, nämlich eine Zivilisation, die zu interstellarer Kolonisation fähig ist, kann möglicherweise prinzipiell nicht erfüllt werden. Unter diesen Umständen könnte es in der Milchstraße mehrere technische Zivilisationen geben, die jedoch räumlich zu weit voneinander entfernt sind, um sich gegenseitig zu beeinflussen (Veranschaulichung der Entfernungen). Entscheidend ist der mittlere Abstand zwischen bewohnbaren Exoplaneten in der Milchstraße und die maximal mögliche Reisegeschwindigkeit. Ein Überschreiten der Lichtgeschwindigkeit ist laut Albert Einstein nicht möglich. Zur Veranschaulichung sei als Beispiel die Entfernung unserer Sonne zum nächsten Stern, Proxima Centauri, genannt, der selbst bei annähernd Lichtgeschwindigkeit erst nach circa 4,2 Jahren erreicht werden könnte. Als weiteres Beispiel die 20 nächstgelegenen potenziell bewohnbaren Exoplaneten, welche zwischen 4,25 bis 39 Lichtjahre von uns entfernt sind. ⓘ

Unmöglichkeit intergalaktischer Kolonisation und wenige technologische Zivilisationen pro Galaxie

Der mittlere Abstand zwischen den Galaxien beträgt rund drei Millionen Lichtjahre. Auch wenn interstellare bzw. galaktische Ausbreitung der Zivilisationen möglich ist, so könnten die Abstände zwischen den Galaxien eine nicht überwindbare Hürde sein. Es gibt Schätzungen, die eine Wahrscheinlichkeit, alleine in der Milchstraße zu sein, mit 53 bis 95 % angeben. ⓘ

Verteilungsmuster / zivilisatorische Diffusion

Nach einem Ansatz von Geoffrey A. Landis kann die Kolonisation der Galaxis mittels der Perkolationstheorie als ein der Diffusion ähnlicher Vorgang untersucht werden. Landis geht dabei von zwei Prämissen aus:

1. Jede Zivilisation ist maximal in der Lage, direkte Nachbarsysteme in einem beschränkten Umkreis zu kolonisieren.
2. Jede Kolonie kann sich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit $P$ zu einer ebenfalls kolonisierenden oder aber mit der Wahrscheinlichkeit $1-P$ zu einer stagnierenden (bzw. nicht kolonisierenden) Zivilisation entwickeln. ⓘ

Unter diesen Umständen würde die Galaxis nicht gleichmäßig bevölkert, vielmehr würden sich „Blasen“ herausbilden, die von stagnierenden Kolonien umgrenzt sind. Innerhalb dieser Blasen würde dann keine weitere Kolonisierung erfolgen. Umgekehrt könnte es dann auch Blasen mit einer hohen „Zivilisationsdichte“ geben. Das Verhältnis zwischen diesen Blasen wird dabei maßgeblich von der Wahrscheinlichkeit für erfolgreiche Kolonisierung sowie der Entwicklung zum kolonisierenden bzw. stagnierenden Zivilisationstyp beeinflusst. ⓘ

• Liegt $P$ unterhalb eines Grenzwertes $P_{c}$, wird die Kolonisierung nach einer endlichen Anzahl Kolonien stoppen.
• Liegt $P$ oberhalb des Grenzwertes $P_{c}$, wird nahezu die gesamte Galaxis gefüllt, mit Ausnahme einiger kleiner Blasen.
• Liegt $P$ nahe am Grenzwert $P_{c}$, wird die Galaxis von einer fraktalen Struktur durchzogen, in der sowohl große bevölkerte als auch nicht bevölkerte Gebiete existieren. Wir würden dann in einem nicht bevölkerten Gebiet leben. ⓘ

Selbstauslöschung

Nuklearexplosion der 1000-fachen Hiroshimastärke (Operation Castle) ⓘ

Nach dem Argument der Selbstauslöschung liege es in der Natur technischer Zivilisationen, sich zu zerstören. Nach Stephen Hawking sei die Entstehung von Leben wahrscheinlich und die Entwicklung von Intelligenz möglich, würde ab einem gewissen Punkt aber instabil werden, sodass es zu einer (unabsichtlichen) Selbstauslöschung käme. Mögliche Auslöser könnten (aktuell) z. B. sein: Atomkrieg, genmanipulierte Viren und unkontrollierbarer Treibhauseffekt. Der Technikphilosoph Nick Bostrom sieht daneben die Gefahren durch Nanobots oder eine sich explosionsartig entwickelnde Superintelligenz, die jeweils nicht mehr vom Menschen kontrollierbar seien, sowie infolge prinzipiell noch unbekannter Unwägbarkeiten. ⓘ

“[T]he most likely explanation of negative results, after a comprehensive and resourceful search, is that societies destroy themselves before they are advanced enough to establish a high-power radio transmitting service.”

„Die wahrscheinlichste Erklärung für negative Ergebnisse nach einer umfassenden und gut ausgestatteten Suche ist, dass Gesellschaften sich selbst zerstören, bevor sie weit genug fortgeschritten sind, um einen Hochleistungs-Funkverkehr einzurichten.“

– Carl Sagan ⓘ

Mathematisches A-priori-Argument

Nach einer Überlegung des Astrophysikers J. Richard Gott spricht die Wahrscheinlichkeit gegen die These, dass Galaxien in der Regel weitgehend kolonisiert werden, da dann fast alle Lebewesen Mitglied solcher Superzivilisationen wären. Gäbe es solche Zivilisationen, dann wäre es aus statistischen Gründen eher unwahrscheinlich, ausgerechnet als Mitglied einer vergleichsweise kleinen, jungen und noch nicht kolonisierten Zivilisation wie der unsrigen geboren worden zu sein. Diese rein mathematische Überlegung ist äquivalent dem sogenannten Doomsday-Argument und erlaubt keine Aussage über die Existenz außerirdischen Lebens, sondern besagt lediglich, dass, wenn es solches Leben geben sollte, es höchstwahrscheinlich nicht kolonisiert. Damit löst sich Fermis Paradoxon auf, da J. Gott dessen Grundannahme negiert. ⓘ

Der Große Filter

Das Konzept des „Großen Filters“ versucht einzelne der oben genannten Argumente zu kombinieren. Es besagt, dass es eine Art Filter, Nadelöhr oder Barriere gibt bis zum Erlangen einer Zivilisationsstufe, die mit interstellarer Raumfahrt verbunden ist. Diese Barriere wäre eine Herausforderung oder Bedrohung, die es extrem schwierig macht, diese Stufe zu erreichen. Es könnte z. B. sein, dass die Entwicklung höherer Intelligenz im Laufe der Evolution außergewöhnlich selten ist (s. Wir sind tatsächlich allein). In diesem Fall wäre die Menschheit die einzige Lebensform, die es bisher geschafft hat, den Großen Filter zu überwinden. Eine andere Möglichkeit ist, dass mit dem Voranschreiten und der Ausbreitung einer Zivilisation automatisch Entwicklungen verbunden sind, die normalerweise zur Auslöschung dieser Zivilisation führen (s. Selbstauslöschung). In diesem Fall wären andere Zivilisationen bisher am Großen Filter gescheitert und die Menschheit hätte ihn noch vor sich. Eine mögliche und plausible wie auch anschauliche Form des Großen Filters ist das Kessler-Syndrom, ein vom NASA-Wissenschaftler Donald Kessler errechnetes Szenario, nach dem die zunehmende Dichte von Objekten im erdnahen Orbit zu einer selbstverstärkenden Kollisionswahrscheinlichkeit führt, die den erdnahen Weltraum zur undurchdringlichen Barriere machen könnte. ⓘ

Berserker-, Deadly-Probes- und Dunkler-Wald-Theorie

Die Deadly-Probes- oder Berserker-Theorie (benannt nach Fred Saberhagens Berserker-Saga) geht davon aus, dass außerirdische Zivilisationen künstliche Sonden (engl. Probes, ggf. selbstreplizierend) ins All verschicken, welche andere Zivilisation auslöschen. Eine absichtliche Auslöschung erfolgt dabei, um potentielle Feinde oder Konkurrenten um Ressourcen bereits frühzeitig zu eliminieren, damit diese der Besiedlung des Alls nicht mehr im Wege stehen. Eine Variante dieser Theorie ist, dass die Sonden außer Kontrolle geraten und dann auch ihre Schöpfer vernichten. Eine weitere Variante geht davon aus, dass die Auslöschung mehr oder weniger (un-)absichtlich und ein Nebenprodukt eines Terraformingprozesses ist, bei der das ursprüngliche Ökosystem des terraformten Planeten zerstört wird. ⓘ

Thematisch in eine ähnliche Richtung zielt die Dunkler-Wald-Theorie, benannt nach Liu Cixins Buch Der dunkle Wald. Demnach existieren außerirdische Zivilisationen zwar und könnten gegebenenfalls auch miteinander kommunizieren. Jedoch verhalten sie sich möglichst unauffällig und tarnen sich, um nicht die Aufmerksamkeit anderer, feindlich gesinnter Spezies zu erregen. Ähnlich wie der Vorgang der Tarnung in der Biologie soll damit das Prädationsrisiko bzw. Auslöschungsrisiko vermindert werden. Das Weltall ist demnach wie ein dunkler Wald voller Raubtiere, und die beste Überlebensstrategie ist die Tarnung. ⓘ

Mangelndes Interesse

Selbst wenn die technische Möglichkeit zu interstellarer Kommunikation oder Kolonisation besteht, stellt sich die Frage, ob eine Zivilisation überhaupt ein ökonomisches oder philosophisches Interesse an der Nutzung dieser Technik hat. Unsere Zivilisation hat bisher keine großen Anstrengungen unternommen, bewusst Signale auszusenden (vgl. Botschaften an Außerirdische, Liste interstellarer Radiobotschaften), und die menschliche Raumfahrt beschränkt sich weitgehend auf das Aussenden von Sonden. Selbst prinzipiell mögliche interplanetare Raumflüge werden hinsichtlich ihres ökonomischen und wissenschaftlichen Sinns hinterfragt. ⓘ

Ressourcenknappheit und Rentabilität

Könnte eine Zivilisation (noch) die Ressourcen aufbringen, fremde Sternsysteme zu erreichen, sobald eine Situation eintritt, die solch eine Unternehmung lohnend oder gar notwendig erscheinen lässt? ⓘ

Kommunikation

Welchen zeitlichen Versatz in der Kommunikation müssen Populationen in verschiedenen Sternsystemen akzeptieren können, um überhaupt den für eine Zivilisation nötigen Zusammenhalt zu haben? ⓘ

Schwache Argumente

Mangelnde Sichtbarkeit

Das Aussenden von Radiosignalen zur Kommunikation ist relativ ineffizient. Falls alle Zivilisationen innerhalb kurzer Zeit zu effizienteren Kommunikationsmethoden übergehen, sinkt der Anteil an Radiostrahlung, über den sich eine Zivilisation bemerkbar machen würde. ⓘ

Auch wurde vorgeschlagen, ein Ergebnis der Informationstheorie könne das Fehlen erkennbarer Signale erklären. Die Informationstheorie besagt, dass eine maximal komprimierte Nachricht für jene ununterscheidbar vom Hintergrundrauschen ist, die den Kompressionsalgorithmus nicht kennen. SETI hingegen sucht ausschließlich nach dem simpelsten aller Signale, einer unmodulierten Sinuskurve. Die Grundannahme von SETI ist die Bereitschaft anderer Lebensformen, sich durch ein einfach zu entdeckendes Signal deutlich mitzuteilen. Aus diesen Gründen würden die heutigen Suchmethoden eine hochgradig komprimierte Übertragung schlicht übersehen. ⓘ

Die Sommerschlaf-Hypothese greift Überlegungen von Freeman Dyson auf und bezieht sich auf eine weit fortgeschrittene Zivilisation, für die Informationsverarbeitung wesentlich ist. Dafür wird Energie benötigt, die aber endlich ist. Da sich das Universum inflationär ausdehnt, wird es kälter, und das De-Sitter-Modell kann gelten. Unter Berücksichtigung des Landauer-Prinzips ist offenkundig, dass die Informationsverarbeitung nach der Abkühlung um einen astronomisch hohen Faktor effizienter ist. Eine fortgeschrittene Zivilisation wird sich daher zu einer Zeit mit noch warmer Umgebung in Schlaf versetzen, um zu einem viel späteren Zeitpunkt von der dann kalten Umgebung zu profitieren. ⓘ

Sie werden existieren – wir sind die Ersten

Nach dieser Hypothese steht das Universum gerade erst am Beginn des kosmisch habitablen Alters. Das heißt, anderswo muss das Leben etwa zum selben Zeitpunkt oder später entstanden sein als auf der Erde, nicht aber früher. Demnach wären außerirdische Zivilisationen bestenfalls auf unserem Entwicklungsstand, was sich natürlich auch auf die interstellaren Reise- und Kommunikationsmöglichkeiten niederschlägt. ⓘ

Sie existieren – wir werden ignoriert

Bei dieser Annahme wird vorausgesetzt, dass unter allen Zivilisationen in unserer Nachbarschaft ein Konsens darüber herrscht, eine Kontaktaufnahme zu vermeiden. Diese Spekulation wird teilweise auch als „Zoo-Hypothese“ bezeichnet. In jüngerer Zeit wurde sie auch als „Aurora-Effekt“ umschrieben, benannt nach Kim Stanley Robinsons Roman Aurora. ⓘ

Die Verpflichtung zur Nichteinmischung und die Folgen deren Missachtung ist Thema des 1964 erschienenen Romans Es ist nicht leicht, ein Gott zu sein von Arkadi und Boris Strugazki. ⓘ

Der Science-Fiction-Autor Gene Roddenberry formulierte dies in Star Trek als „Oberste Direktive“, ein striktes Nichteinmischungsgebot, zumindest solange eine Zivilisation nicht eine definierte Schwelle überschritten hat, z. B. die technologische Fähigkeit zu interstellaren Reisen. ⓘ

Überlegungen, uns selbst zu tarnen, sprechen für die Möglichkeit anderer, technisch höher entwickelter Gesellschaften, dies viel besser zu können. ⓘ

Sie existieren – wir ignorieren sie

Dabei wird angenommen, dass außerirdische Zivilisationen bereits Kontaktversuche unternommen haben, diese von der Wissenschaft jedoch ignoriert wurden, oder nicht wahrgenommen werden konnten, oder von einer oder mehreren Regierungen geheim gehalten werden. Dies ist in etlichen Science-Fiction-Romanen und -Filmen verarbeitet worden, so unter anderem in Per Anhalter durch die Galaxis, und wird ebenso bei Deutungen von UFO-Sichtungen, Verschwörungstheorien und von Anhängern verschiedener Pseudowissenschaften vertreten (siehe z. B. Prä-Astronautik oder Exopolitik). Vielfach wird davon ausgegangen, dass unsere heutige Technologie nicht in der Lage ist, extraterrestrische Kommunikationsversuche aufzunehmen, zu verarbeiten, oder zu entschlüsseln, bzw. dass ein Signal nicht als Kommunikationsversuch erkannt wird. ⓘ