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    Search for Extraterrestrial Intelligence SETI

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    Search for Extraterrestrial Intelligence SETI

    Beitrag  Andy am Do Feb 12, 2015 9:37 pm

    Search for Extraterrestrial Intelligence (englisch für Suche nach extraterrestrischer Intelligenz, auch kurz SETI genannt) bezeichnet die Suche nach außerirdischen Zivilisationen. Seit 1960 werden verschiedene wissenschaftliche Projekte betrieben, die unter anderem den Radiobereich des elektromagnetischen Spektrums nach möglichen Anzeichen und Signalen technischer Zivilisationen im All untersuchen.[1][2]

    Grundlagen und Abschätzungen

    Die SETI-Forschung beruht auf der Annahme, dass außerirdische Kulturen im Weltall existieren und ähnliche Kommunikationssysteme und Nachrichtentechnologien nutzen wie auf der Erde. Bislang ist nicht bekannt, ob außerirdisches Leben existiert bzw. ob es andere technische Zivilisationen gibt, die zu Sendung und Empfang interstellarer Signale in der Lage sind.[3][4] Eine Abschätzung dazu hat der Astronom Frank Drake mit der Drake-Gleichung versucht.[5] Bei optimistischer Einschätzung der Faktoren dieser Gleichung ergibt sich eine mögliche Anzahl von über 300 solcher Zivilisationen in der Milchstraße.[6][7] Stephen Dole führte 1964 in einer Studie für die RAND Corporation erstmals eine Abschätzung der Anzahl möglicher habitabler Welten in der Galaxis durch.[8] Mit der Kardaschow-Skala werden eventuelle technische Möglichkeiten extraterrestrischer Zivilisationen abgeschätzt.[9] Die Galaxie, in der sich die Erde befindet, die Milchstraße, hat einen Durchmesser von ungefähr 100.000 Lichtjahren und beinhaltet zwischen 200 und 400 Milliarden Sterne sowie – Erkenntnissen der Kepler-Mission zufolge – 50 Milliarden Planeten, davon schätzungsweise 500 Millionen Planeten in habitablen Zonen.[10][11][12]
    Einschränkungen des Suchgebietes

    Die Annahme, dass außerirdische Lebensformen mehrheitlich auf Kohlenstoff-Chemie basieren könnten – wie alle Lebensformen auf der Erde – wird in der Exobiologie polemisch als Kohlenstoffchauvinismus bezeichnet.[13] Obwohl auch hypothetisch eine alternative Biochemie wie z. B. auf Siliciumbasis diskutiert wird, bietet Kohlenstoff eine größere Vielfalt zur Bildung von semi-stabilen Molekülen.[14][15][16]

    Eine weitere Annahme ist, dass Leben flüssiges Wasser benötigt. Das Wassermolekül ist ein einfaches Molekül und eine optimale Umgebung für die Entwicklung komplexer kohlenstoffbasierter Moleküle, die zur Entwicklung von Leben führen könnten.[17]

    Eine dritte Einschränkung ist, sich auf sonnenähnliche Sterne zu konzentrieren. Sehr große Sterne haben relativ kurze Lebenszeiten von nur einigen Millionen Jahren bis zu wenigen zehntausend Jahren, so dass intelligentes Leben auf den umliegenden Planeten sehr wenig Zeit für die Entwicklung hätte. Andererseits ist die freigesetzte Energie sehr kleiner Sterne so gering, dass nur Planeten auf einer nahen Umlaufbahn als Kandidaten für Leben in Frage kämen. Die Lebenszeit eines solchen Sterns beträgt allerdings bis zu 20 Milliarden Jahre. Durch die enge Umlaufbahn und die Wirkung der damit verbundenen starken Gezeitenkräfte ist die Eigenrotation solcher Planeten in der Regel sehr langsam oder in gebundene Rotation übergegangen. Die Folge ist ein ungünstiges, sehr starkes Temperaturgefälle wie es in etwa beim Merkur beobachtet werden kann.
    Eigenschaften eines hypothetischen Signals

    Um eine Radioübertragung von einer außerirdischen Zivilisation zu empfangen, muss man die gängigsten elektromagnetischen Frequenzen absuchen, da man nicht weiß, welche Frequenz die Außerirdischen nutzen könnten. Da das Signal zur leichteren Detektion stärker als die Strahlung des Heimatsterns sein sollte, ist es nicht sinnvoll, ein starkes Signal über eine große Bandbreite von Wellenlängen zu übertragen, und deshalb ist es wahrscheinlich, dass ein solches Signal auf einem sehr schmalen Frequenzband (Kanal) gesendet wird.[18] Das bedeutet, dass eine große Anzahl sehr schmaler Kanäle abgesucht werden muss.

    Die Modulation und Kodierung eines außerirdischen Signals ist ebenso unbekannt. Interessant könnten sehr schmalbandige Signale sein, die stärker sind als das Hintergrundrauschen und konstant in ihrer Stärke. Ein regelmäßiges und komplexes Pulsmuster wäre ein Hinweis darauf, dass die Signale künstlich sind.[19] Es wurden Studien durchgeführt, wie man ein Signal sendet, das einfach gefunden und entschlüsselt werden kann. Dennoch weiß man natürlich nicht, ob die Annahmen aus diesen Studien tatsächlich gültig sind.[20]

    Kosmische Strahlung und auch terrestrische Strahlungsquellen bilden einen gewissen Schwellwert für Signale, die wir noch als solche erkennen können. Um eine außerirdische Zivilisation orten zu können, die ihre Signale in alle Richtungen ausstrahlt, müsste diese einen sehr starken Sender benutzen. Seine Leistung müsste mindestens vergleichbar sein mit der gesamten elektrischen Leistung, die heute auf der Erde zur Verfügung steht. Der Strahl einer außerirdischen Zivilisation kann behindert werden: er könnte durch interstellaren Nebel blockiert werden, oder auch von Interferenzen überlagert und damit unlesbar werden.[21] Ein ganz ähnlicher Effekt tritt mitunter auch beim Fernsehgerät mit terrestrischem Antennenempfang auf: wenn die Fernsehsignale von einem Berg oder einem großen Objekt reflektiert werden und damit die Antenne auf zwei verschieden langen Wegen erreichen, so kommt es zu einer zeitversetzten Überlagerung.

    Auf die gleiche Art könnte der gebündelte Kommunikationsstrahl einer weit entfernten Zivilisation von interstellaren Wolken abgelenkt oder verschoben werden und damit unter den Einfluss von Interferenzen geraten, die das Signal schwächen oder gar unlesbar machen könnten.[22][23] Wenn interstellare Nachrichten über gebündelte Sendestrahlen ausgestrahlt werden und auf solche Probleme treffen, gibt es nichts, was wir von unserer Seite aus tun könnten, um mit diesen Problemen umzugehen – außer, uns der Problematik bewusst zu sein und mit eventuellen Störungen zu rechnen. Für den Empfang und das Finden einer Sendung wird der Zeitaufwand erheblich größer. Das Durchsuchen von nur einer Million Empfangskanälen braucht, sogar bei Anwendung sehr schneller Programme und wenn nur etwa mit einer Sekunde für jeden Kanal ohne interessanten Informationsgehalt gerechnet wird, erheblich Zeit.

    Die moderne SETI-Forschung begann mit der Publikation „Searching for Interstellar Communications“ der beiden Physiker Giuseppe Cocconi und Philip Morrison, die im September 1959 in Nature veröffentlicht wurde.[24] Cocconi und Morrison kamen darin zu dem Schluss, dass Mikrowellen-Frequenzen zwischen 1 und 10 Gigahertz am besten für die interstellare Kommunikation geeignet wären. Unter einem Gigahertz beginnt die sogenannte Synchrotronstrahlung (verursacht durch Elektronen, die durch galaktische Magnetfelder wandern) andere Strahlungsquellen zu übertönen. Über 10 Gigahertz wirkt die Strahlung von Wasserstoff- und Sauerstoff-Atomen in unserer Erdatmosphäre störend auf eventuelle Signale ein. Selbst wenn außerirdische Welten völlig andere Atmosphärenverhältnisse haben, machen Quanteneffekte den Bau von konventionellen (elektrotechnischen) Empfängern für Signale über 100 Gigahertz schwierig. Besonders die untere Grenze dieses „Mikrowellenfensters“ eignet sich gut zur Kommunikation: Es ist prinzipiell einfacher, Signale mit niedrigen Frequenzen zu senden und zu empfangen, als solche mit hohen. Die niedrigen Frequenzen sind auch wegen des Doppler-Effekts besser geeignet, welcher durch planetare Bewegungen verursacht wird. Dieser Effekt führt zu einer Änderung der Signalfrequenz im Laufe einer Übertragung, und zwar umso gravierender, je höher die Frequenz des ausgestrahlten Signals ist. Cocconi und Morrison kamen zu dem Schluss, dass die Frequenz von 1,42 Gigahertz (auch HI-Linie genannt), die sog. 21-cm-Linie, besonders interessant für eine interstellare Übertragung wäre: auf dieser Frequenz strahlt neutraler Wasserstoff.[25][26] Radioastronomen durchsuchen oft das All nach dieser Frequenz, um große Wasserstoff-Wolken zu lokalisieren. Würde man also eine Nachricht nah an dieser „Markierungsfrequenz“ senden, so würde dies die Chance einer zufälligen Entdeckung erhöhen. Da man nach spektral schmalbandigen Signalen sucht, kann man eine Verwechslung mit neutralem Wasserstoff ausschließen, weil dessen Strahlung durch die Temperaturbewegung eine hohe Dopplerverbreiterung (siehe dazu auch Spektrallinie) aufweist. Eine weitere interessante Frequenz ist 1,720 Gigahertz (18-cm-Linie). Es ist eine Frequenz von OH, einem Sauerstoff-Wasserstoff-Molekül. Der Bereich zwischen 1,420 und 1,720 Gigahertz wird von den Radioastronomen auch als kosmisches Wasserloch bezeichnet.[27][28][29] Der Frequenzbereich ist durch internationale Abkommen geschützt.[30] Der Begriff des Wasserlochs wurde in diesem Zusammenhang 1971 von Bernard M. Oliver geprägt.[31] Zwei mögliche Suchstrategien nach Signalen wären die gezielte Suche (englisch Targeted search) und die Suche am Gesamthimmel (englisch All-sky survey).[32][33] Eine weitere Methode, Signale von möglicherweise existierenden außerirdischen Zivilisationen zu detektieren, wäre die durch den Gravitationslinseneffekt eines Sterns fokussierten Radiowellen mit Raumsonden zu untersuchen.[34] Diese Methode wird als GL-SETI bezeichnet, was die Abkürzung für gravitational lensing SETI ist und englisch für SETI mit Hilfe von Schwerkraftlinsen bedeutet.[35][36] 1968 erwähnte Stanisław Lem in seinem Roman Głos Pana (dt. Die Stimme des Herrn) die Möglichkeit Neutrinos für SETI einzusetzen, auch Isaac Asimov verfolgte diese Idee in Außerirdische Zivilisationen.[37] Die Suche nach künstlichen Neutrinos bzw. Antineutrinos wurde auch von Wissenschaftern mehrfach diskutiert.[38][39]
    Künstliche terrestrische Abstrahlung

    Durch die Nutzung von Radiowellen, TV-Signalen, zivilen und militärischen Radaranlagen und anderen Quellen produziert unsere Zivilisation eine künstliche EM-Signatur der Erde (engl. Leakage radiation), die von extraterrestrischen technischen Zivilisationen mit astronomischem Forschungsinteresse innerhalb einer Entfernung von etwa 60 bis 80 Lj gegebenenfalls detektiert werden kann.[40][41][42] Abschätzungen (Stand: 2009) gehen von etwa 3000 Sternen und einer unbekannten Anzahl von Planetensystemen innerhalb einer Distanz von 100 Lj aus.[43] Einige Seti-Forscher halten es für möglich, dass militärische Einrichtungen, wie z. B. das Langstrecken-Phased-Array-Radar Don-2N, Cobra Dane, Sea-Based X-Band Radar oder HAARP aufgrund der verwendeten Strahlungsleistung noch in Entfernungen von 500 Lichtjahren und mehr detektiert werden könnten.[44]

    Geschichte und Methoden der Suche


    Radioteleskop am Green-Bank-Observatorium

    Frühe Versuche, Radiosignale von Außerirdischen auszumachen, unternahm Guglielmo Marconi, der Anfang der 1920er Jahre behauptete, Signale empfangen zu haben, was aber nicht bestätigt werden konnte. Viel früher beschäftigte sich auch schon Nikola Tesla mit angeblichen Signalen vom Mars.[45][46] Der Astronom David Peck Todd schlug schon 1909 erfolglos vor, mit Forschungsballon und Empfangsgerät nach eventuellen extraterrestrischen Radiosignalen zu suchen.[47][48]

    Am 21. April 1960 begann Frank Drake von der Cornell Universität das erste moderne SETI-Experiment, das sogenannte Projekt Ozma (benannt nach der Königin von Oz aus den Fantasy-Büchern von Frank L. Baum).[49] Drake nutzte ein Radioteleskop des Green-Bank-Observatoriums mit einem Durchmesser von 26 Metern, um die beiden Sterne Tau Ceti und Epsilon Eridani nahe dem 1,42-GHz-Band zu untersuchen. Er untersuchte ein 400-kHz-Band rund um die Markerfrequenz und speicherte die Aufnahme auf Band, um sie später nach auffälligen Signalen zu durchsuchen.[50] Die Untersuchung ergab jedoch keine besonderen Auffälligkeiten. Die totale Beobachtungszeit waren etwa 150 Stunden, für das Projekt standen 2000 USD zu Verfügung.[51]

    Im November 1961 fand die erste SETI-Konferenz am Green-Bank-Observatorium statt. Teilnehmer waren u. a.: Frank Drake, Otto von Struve, Philip Morrison, Carl Sagan, Melvin Calvin, Bernard M. Oliver und John Lilly.[52] Auch die Sowjetunion begann 1964 mit einem Suchprogramm. 1964 und 1971 organisierten u. a. Nikolai Kardaschow und Josef Schklowski weitere SETI-Konferenzen, diesmal am Byurakan-Observatorium.[53][54] Carl Sagan und Josef Schklowski veröffentlichten 1966 mit Intelligent Life in the Universe ein vielzitiertes Buch über SETI.[55] 1971 finanzierte die NASA eine Studie über ein Radio-SETI-Projekt mit dem Namen Zyklop.[56] Es wurde ein Array mit 1500 91,5-m-Teleskopen vorgeschlagen, die Kosten waren mit etwa 10 Milliarden Dollar jedoch zu hoch.


    Arecibo-Observatorium

    1974 wurde vom Arecibo-Observatorium eine einmalige Radiobotschaft von 1.679 Bits Länge ins All in Richtung des Kugelsternhaufens M13 (Entfernung rund 25.000 Lichtjahre) gesendet. Die Zahl 1.679 hat zwei Primfaktoren, 23 und 73, und die Nachricht soll als Bild von 23 mal 73 Pixeln verstanden werden. Die Nachricht wurde durch Frequenzmodulation mit 10 Bits pro Sekunde gesendet. Das Bild soll das Arecibo-Observatorium, eine menschliche Figur, die DNA und die für das Leben auf der Erde notwendigen Elemente darstellen.

    Im Gegensatz zum passiven Lauschen wurde das Senden von Signalen auch als Active SETI oder METI (Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence) und CETI (Communication with extraterrestrial intelligence) bezeichnet.[57][58][59] Forscher, wie der Astrophysiker Stephen Hawking und David Brin spekulieren aber, dass Active SETI auch mit erheblichen Risiken verbunden sein könnte.[60][61] Es gibt Pläne für eine Planetare Verteidigung. Zur Risikobewertung eines gesendeten Signals wurde die San-Marino-Skala geschaffen.[62][63] Nach der zehnstufigen Skala wäre die 1974 gesendete Arecibo-Botschaft, Stufe 8.[64] Am 15. August 1977 empfing der Astrophysiker Jerry Ehman das Wow!-Signal.[65]

    1979 startete die Universität von Kalifornien in Berkeley (UC Berkeley) das SETI-Projekt SERENDIP (Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations) mit einem Frequenzanalysator mit 100 Kanälen. Es wurden Radioteleskope mit Spiegeldurchmessern von 25 bis 65 Metern verwendet. Im Sommer 1979 finanzierte NASA-Ames und andere Institutionen das Projekt Oasis. Ziel von Oasis war der Entwurf eines Detektors für Instrumente, die schon 1971 im Projekt Cyclops entworfen worden waren.[66]

    Carl Sagan, Bruce Murray und Louis Friedman gründeten 1980 die Planetary Society, die unter anderem verschiedene SETI-Projekte finanziell unterstützt.

    Nach Vorschlägen von Paul Horowitz wurden 1981 neue tragbare Radiofrequenzanalysatoren entwickelt. Gegenüber früheren analogen Frequenzanalysatoren hatten sie den Vorteil, dass sie durch ihre DSPs viel mehr und schmälere Kanäle hatten. Von 1982 bis 1985 wurde ein Frequenzanalysator mit 131.000 Kanälen an einem 25-m-Radioteleskop an der Harvard-Universität verwendet (Projekt Sentinel). 1985 folgte das Projekt META (Megachannel Extra-Terrestrial Array), geleitet von Horowitz und unterstützt von der Planetary Society sowie vom Regisseur Steven Spielberg, mit einem Analysator mit 8 Millionen Kanälen und einer Kanalbreite von 0,5 Hz. Ein weiteres Teleskop, META II, sucht von Argentinien aus am südlichen Himmel.

    Ebenfalls 1985 startete die Ohio State University ein eigenes SETI-Programm, das Projekt Big Ear, das später finanzielle Unterstützung von der Planetary Society erhielt. 1986 startete die UC Berkeley ihr zweites SETI-Programm, SERENDIP II, mit 65.536 Kanälen. Hauptsächlich wurde dabei ein 90-m-Radioteleskop am Green-Bank-Observatorium in West Virginia verwendet. Das Nachfolgeprojekt SERENDIP III mit etwa 4 Millionen Kanälen nutzte das Arecibo-Observatorium. Dessen Nachfolger SERENDIP IV nutzt ebenfalls das Arecibo-Observatorium und arbeitet mit rund 168 Millionen Kanälen.[67]


    Goldstone Deep Space Communications Complex


    Parkes-Observatorium

    1992 entschied die NASA bzw. die US-Regierung, das SETI-Programm MOP (Microwave Observing Program), das später als High Resolution Microwave Survey (HRMS) bezeichnet wurde, zu finanzieren.[68][69] HRMS beinhaltete eine gezielte Suche bei 800–1000 sonnenähnlichen Sternen innerhalb einer Distanz von 100 Lichtjahren.[70] Die Frequenzanalysatoren sollten 15 Millionen Kanäle haben, wobei jeder Kanal bei der gezielten Suche ein Hertz und sonst 30 Hertz breit sein sollte. Als Radioteleskope sollten die Antennen des Deep Space Network, ein 43-m-Teleskop in West Virginia und das Arecibo-Observatorium verwendet werden. Das Programm wurde jedoch 1993, ein Jahr nach dem Start, vom US-Kongress beendet.[71][72][73]

    1995 startete das privat finanzierte Projekt Phoenix. Es wurde vom SETI-Institut in Mountain View in Kalifornien finanziert und begann die Radiosuche mit dem 64-m-Parkes-Teleskop in Australien. Von September 1996 bis April 1998 nutze das Programm das Green Bank Radioteleskop und ab August 1998 das Arecibo-Observatorium.[74] Phoenix wurde 2004 eingestellt, 800 Sterne innerhalb eines Suchradius von 200 Lichtjahren wurden ohne Ergebnis untersucht.[75]

    Als Nachfolger des META-Projekts wird jetzt das Projekt BETA (Billion-Channel Extraterrestrial Array) von der Planetary Society betrieben. Entgegen der Bezeichnung wird mit weniger als einer Milliarde, nämlich mit nur 250 Millionen Kanälen von jeweils 0,5 Hertz Breite gearbeitet. Der Frequenzbereich von 1.400 bis 1.720 Megahertz wird untersucht, dabei wird jeweils zwei Sekunden (eine kürzere Beobachtungszeit würde diese hohe spektrale Auflösung nicht ermöglichen) ein Bereich von 125 Megahertz Breite (entsprechend dem Produkt aus Breite und Anzahl der Kanäle) untersucht, danach wird der Bereich verschoben, und es wird wieder zwei Sekunden beobachtet. Nach acht Verschiebungen ist wieder das ursprüngliche Frequenzband erreicht. Suchmethoden wie die parasitäre Suchweise, oder auch Huckepackverfahren (engl.: piggyback), die konventionelle radioastronomische Beobachtungsprogramme mitbenutzen, erhöhen die Effizienz der Suche zusätzlich.[76][77]


    Der Bildschirmschoner des SETI@home-Client

    Im Mai 1999 wurde das Projekt SETI@home von der UC Berkeley gestartet, das die Daten von SERENDIP IV benutzt. Dieses Projekt benutzt die Rechenleistung von vielen Computern im Internet, die von Benutzern freiwillig zur Verfügung gestellt wird. Man kann das SETI@home-Programm herunterladen, das Daten vom Server an der UC Berkeley herunterlädt und diese im Hintergrund (bei geringster Priorität) analysiert, sobald auf dem Computer Rechenkapazitäten frei sind. Ein spezieller Bildschirmschoner zeigt den Fortschritt der Arbeit an. Nach Abarbeitung eines Datenpakets werden die Ergebnisse zurückgeschickt. Das SETI Institute arbeitet nun mit der University of California, Berkeley zusammen, um im Norden Kaliforniens ein neues Radioteleskop, das Allen Telescope Array zu bauen. Es soll sich sowohl der Radioastronomie als auch der Suche nach außerirdischer Intelligenz widmen.[78] Das Teleskop wird von Microsoft-Mitbegründer Paul Allen unterstützt und soll aus rund 350 6,1-m-Teleskopen bestehen. Der beobachtbare Frequenzbereich liegt zwischen 0,5 und 11,2 Gigahertz.[79] Die einzelnen Teleskope sind relativ billig, das Observatorium soll insgesamt etwa 25 Millionen US-Dollar kosten. 2005 wurde mit dem Bau begonnen. Das SETI Institute stellt vor allem Geld für den Bau zur Verfügung, während UC Berkeley das Teleskop entworfen hat und es betreiben wird. Es kann gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzen und als Interferometer gleichzeitig viele Objekte innerhalb des Gesichtsfelds der Einzelteleskope beobachten. Im April 2011 war das SETI-Institut aus finanziellen Gründen gezwungen die Forschung mit dem Allen Telescope Array zu unterbrechen.[80][81]

    Sechs Monate später konnte die vorläufige Finanzierung gewährleistet werden.[82] Mit Hilfe von privaten Spendern und der US Air Force konnte der weitere Betrieb wieder aufgenommen und die Suche nach außerirdischer Intelligenz fortgesetzt werden. Nebenbei soll das Telescope Array nun aber auch nach Weltraumschrott suchen, der Satelliten gefährden könnte.[83] Passend zur Entdeckung des Exoplaneten Kepler 22b soll die Suche nach außerirdischen Funksignalen wieder begonnen werden. In den nächsten Jahren sollen alle normalerweise stummen Frequenzen von 1–10 GHz systematisch nach Lebenszeichen auf Kepler 22b abgesucht werden. Das ATA ist hierbei weltweit die einzige Einrichtung, die in der Lage ist, alle 9 Millionen Kanäle (1 kHz pro Kanal) gleichzeitig zu beobachten. Die Auswertung der gewonnen Daten dürfte hierbei auch weiterhin über das Distributed Computing Projekt Seti@Home erfolgen.[84]

    In Europa wurde in den 1980er Jahren das Nançay-Radioteleskop für ein SETI-Programm genutzt und später das 32-m-Radioteleskop in Medicina, Italien.[85][86]

    2009 wurde in Japan Projekt SAZANKA gestartet. Mittels 14 Radio- und 27 optischen Teleskopen wurde eine Multi-Site-Beobachtungskampagne durchgeführt.[87]

    Im November 2010 begann das Projekt Dorothy. Anlässlich des 50-jährigen Jubiläums von Projekt OZMA wird eine Beobachtungskampage durchgeführt, an der sich Forscher aus 15 Ländern beteiligen.[88][89]

    Optisches SETI


    Selentschuk-Observatorium


    Lick-Observatorium


    Keck-Observatorium

    Neben der Suche nach Radiosignalen betreibt man auch die Suche nach Signalen im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarotbereich. Dies wird als Optisches SETI (engl. Optical SETI) oder kurz OSETI bezeichnet.[90][91] Man geht von der Annahme aus, dass extraterrestrische technische Zivilisationen sehr starke Laser für die Kommunikation über interstellare Distanzen verwenden könnten.[92] Bei Licht im sichtbaren Bereich ist die benötigte Spiegel- bzw. Linsengröße, die man braucht, damit die emittierte Strahlung einem bestimmten Divergenzwinkel (halber Öffnungswinkel eines gedachten Strahlungskegels, innerhalb dessen sich der Großteil der Strahlung befindet) aufweist, kleiner als bei den langwelligeren Radiowellen. Dadurch sinkt zwar die Wahrscheinlichkeit, einen nicht absichtlich auf die Erde gerichteten Strahl zu detektieren, jedoch steigt die Stärke nahe dem Strahlzentrum für eine bestimmte Ausgangsleistung. Die Suche nach diesen optischen Signalen erfolgt mit hochauflösenden Spektrographen; man versucht, sehr schmale Spektrallinien zu finden.

    1961 veröffentlichten Robert N. Schwartz und Charles H. Townes eine Arbeit über die Möglichkeit interstellarer und interplanetarer Kommunikation mittels Maser.[93] 1965 wurde erstmals ein Artikel über die Verwendung von Lasern für interstellare Kommunikation publiziert.[94] In den 1970er Jahren wurde am Selentschuk-Observatorium im Rahmen des Projektes MANIA (Multichannel Analysis of Nanosecond Intensity Alterations) die erste Suche nach optisches Laserpulsen durchgeführt.[95]

    Eine Arbeitsgruppe um Paul Horowitz hat in den 1990er Jahren einen Detektor entwickelt und an einem 1,55-m-Teleskop am Oak-Ridge-Observatorium der Harvard-Universität installiert.[96] Der Detektor arbeitete parasitär, d. h. parallel zu anderen astronomischen Untersuchungen. Zwischen Oktober 1998 und November 1999 wurden mit dem Detektor ungefähr 2500 Sterne untersucht. Die Forscher arbeiteten mit der Universität Princeton zusammen, um am 0,91-m-Teleskop des FitzRandolph Observatorium ebenfalls ein Nanosekunden-Detektionssystem zu installieren. Beide Teleskope beobachteten dann gleichzeitig in die gleiche Richtung, so dass der Fund eines Signals vom jeweils anderen Teleskop bestätigt oder als Falschalarm aussortiert werden konnte.[97] Ab Dezember 2000 wurde an einem 1,8-m-Teleskop für ein OSETI Observatorium gebaut, das seit April 2006 online ist und primär für All-Sky (Gesamthimmel)-Suchen nach außerirdischen Laserpulsen eingesetzt wird.[98]

    Die UC Berkeley verfolgt zwei optische SETI-Programme. Geoffrey Marcy, ein Astronom, der hauptsächlich nach Exoplaneten sucht, führte am Keck-Observatorium Untersuchungen an den Spektren durch, konnte aber nicht nach Pulsen suchen, weil die zeitliche Auflösung der Aufnahmen zu gering war.[99] Das andere Programm nutzt ein 0,76 m-Teleskop; es wird eine ähnliche Suche durchgeführt wie von der Gruppe an der Harvard-Universität. Auch am Lick-Observatorium wurde OSETI-Forschung betrieben.[100][101] In der südlichen Hemisphäre gab es ein OSETI-Programm am Campbelltown Rotary Observatory der University of Western Sydney in Australien, das ab dem Jahre 2000 von dem Astronomen Ragbir Bhathal durchgeführt wurde.[102][103]

    SETA und SETV


    Kitt-Peak-Observatorium

    Hinweise auf extraterrestrische technologische Aktivitäten könnten aber nicht nur elektromagnetische Signale liefern. SETI-Forscher suchen auch vereinzelt nach außerirdischen Artefakten, Raumfahrzeugen, Raumsonden im Sonnensystem bzw. deren Energie- und Antriebssignaturen (wie z. B. Tritium oder evtl. Annihilationsprozesse von Antimaterieantrieben), Spuren von Bergbauaktivitäten auf dem Erdmond, Mars, Asteroiden, Kometen, o. ä.[104][105][106][107] Anfang der 1980er Jahre wurden unter anderem am Kitt-Peak-Nationalobservatorium Suchprogramme durchgeführt, bei denen Lagrange-Punkte des Erde-Mond- und Erde-Sonne-Systems nach Objekten untersucht wurden.[108][109] 1980 bis 1981 untersuchten die Radarastronomen Suchkin und Tokarev die Lagrange-Punkte L4 und L5 nach Artefakten in Park-Umlaufbahnen der Erde-Mond, Erde-Sonne Systeme, ohne Erfolg.[110]

    Es wurde auch schon mehrfach nach Dyson-Sphären gesucht, u. a. mit IRAS.[111] Auch in Zukunft könnten astronomische Instrumente, wie das noch in Planung befindliche Colossus Teleskop eingesetzt werden um im All nach Infrarotsignaturen möglicherweise existierender Mega-Konstrukte, wie Dyson-Sphären zu suchen.[112]

    Auch im Asteroidengürtel, Kuipergürtel und in der Oortschen Wolke könnten Relikte extraterrestrischer Technologien, wie z. B. inaktive oder havarierte Kommunikations- und Aufklärungssonden oder selbst-replizierende Raumfahrzeuge vorhanden sein.[113][114][115] Diese Methoden werden als SETA (Search for Extraterrestrial Artifacts) bzw. als SETV (Search for Extraterrestrial Visitation) oder auch als Xenoarchäologie oder Exoarchäologie bezeichnet.[116][117][118] Die Theorien der Paläo-SETI oder der Ufologie finden derzeit keine wissenschaftliche Rezeption.[119]
    Sonstiges

    Andrew G.Haley und Ernst Fasan, Pioniere des Weltraumrechts, befassten sich schon früh mit möglichen juristischen Fragen eines Erstkontakts mit nicht-terrestrischen Spezies und entwickelten ein Konzept, das als Metarecht bezeichnet wird.[120][121]

    Seit 1999 gibt es am Institut für Astronomie der University of California, Berkeley den Watson and Marilyn Alberts Chair in the Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI), eine Stiftungsprofessur, die 2012 von Geoffrey Marcy übernommen wurde.[122]

    Die Exosoziologie versucht mögliche soziologische Auswirkungen und hypothetische Erstkontakt-Szenarien zwischen Menschen und intelligenten extraterrestrischen Spezies zu erforschen und unterscheidet: Langstreckenkontakt-Szenario (wie z. B. auf technischem Weg durch Radiowellen), Artefakt-Szenario und direkter Kontakt.[123][124]

    Die Auswirkungen eines Kontakts wären vielseitig für z. B. Naturwissenschaften, Philosophie, Politik, Religion und sind Gegenstand aktueller interdisziplinärer Forschung und Diskussion.[125][126][127][128] Manche Forscher, u. a. Paul Davies, sehen die Auswirkungen eines Erstkontakts für die etablierten Religionsgemeinschaften als möglicherweise problematisch an.[129][130][131] Die NASA erforschte mögliche Konsequenzen schon in den 1960er Jahren und publizierte dies im NASA-Brookings Report (Proposed Studies on the Implications of Peaceful Space Activities for Human Affairs).[132][133] Der Global Risks Report 2013 des World Economic Forums bezeichnet eine zukünftige Entdeckung außerirdischen Lebens als einen möglichen X-Factor, der tiefgreifende Auswirkungen haben könnte.[134][135]

    Im Rahmen des IYA 2009 veranstaltete der Vatikan eine Studien-Woche der Astrobiologie bei der rund 30 Fachwissenschafter aus Astronomie, Physik, Biologe, Geologie, Chemie und auch Seti-Forscherinnen wie unter anderen Jill Tarter und Vertreter der Päpstlichen Akademie der Wissenschaften und der Vatikanischen Sternwarte wie z. B. Guy Consolmagno und José Gabriel Funes referierten und diskutierten.[136][137]

    2009 befasste das Thema auch die Wissenschaftlichen Dienste des Deutschen Bundestages.

    Im Oktober 2010 verabschiedete das SETI Permanent Committee der International Academy of Astronautics auf einem Symposium in Prag eine Deklaration (Declaration of Principles Concerning the Conduct of the Search for Extraterrestrial Intelligence) für die Suche und den Fall einer Entdeckung eines Signals.[138][139][140] Die SETI-Forschungsgruppe der IAA hat schon früher eine Sammlung von Verhaltensweisen, die sog. SETI-Protokolle, vorgeschlagen.[141][142] Die IAA betreibt verschiedene Arbeitsgruppen die sich mit verschiedenen Aspekten von SETI, wie z. B. SETI Post-Detection und Communications with Extraterrestrial Intelligence befassen.[143]

    Um die Bedeutung und Glaubwürdigkeit einer möglichen Entdeckung eines extraterrestrischen Signals oder Artefakts einstufen und abschätzen zu können, wurde von den SETI-Forschern die Rio-Skala konzipiert.[144][145] 2010 wurde auf einem Treffen der Royal Society die London Skala (0-10) vorgestellt, die es ermöglicht wissenschaftliche Bedeutung, Validität und potentielle Konsequenzen zu bewerten.[146][147] Im Mai 2014 informierten Dan Werthimer, der Direktor des SETI Research Center an der University of California, Berkeley und Seth Shostak, Astronom am SETI-Institut, in einer öffentlichen Anhörung den Wissenschaftsausschuss des US-Repräsentantenhauses über Forschungsstand und die Zukunft der Suche nach extraterrestrischer Intelligenz und Astrobiologie.[148] Die Wissenschaftler erläuterten aktuelle Projekte und diskutierten die Möglichkeit, dass außerirdisches Leben in den nächsten 20 Jahren gefunden werden könnte.[149]

    Siehe auch

    Anthropisches Prinzip
    Kopernikanisches Prinzip
    Panspermie
    Rare-Earth-Hypothese
    Lincos
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    Andy
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