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Frank Drake

Der US-Astrophysiker war der erste Mensch, der systematisch mit Radioteleskopen nach extraterrestrischer Intelligenz forschte.

Der Gegenwart. — 10. April 2024 — Nach einem Zufallsfund in der Bücherzelle.

Intelligentes Leben könnte man jederzeit entdecken. Das ist reine Glückssache: Wenn man mit einem großen Radioteleskop bei der richtigen Frequenz an die richtige Stelle am Himmel blickt, könnte man heute Erfolg haben.

Frank Drake

 

Frank Drake studierte an der Cornell-Universität. 1952 bekam er den Bachelor in technischer Physik mit Auszeichnung. Zwischen 1952 und 1955 diente er bei der U.S. Marine als Electronics Officer. An der Harvard-Universität erreichte er 1956 den Master of Science und 1958 den Titel Doktor der Astronomie.

Er startete 1960 die ersten radioastronomischen Versuche und begründete das so genannte Projekt Ozma (benannt nach dem Kinderbuch Ozma von Oz). Er war Mitglied der National Academy of Sciences und organisierte 1961 mit J. Peter Pearman dort die erste SETI-Konferenz. Er war ab 1965 Direktor des Arecibo-Observatoriums in Puerto Rico und war von 1988 bis 1990 Präsident der Astronomical Society of the Pacific. Zusätzlich arbeitete er von 1964 bis 1984 als Professor der Astronomie an der Cornell-Universität und von 1984 bis 1990 als Professor für Forschung der Astronomie und Astrophysik an der Universität von Kalifornien in Santa Cruz.

Ab 1984 war Frank Drake Präsident des SETI-Institutes. 1974 wurde er in die American Academy of Arts and Sciences gewählt.

Werk

Er entwickelte die Drake-Gleichung und stellte sie 1961 am Green-Bank-Observatorium vor. Diese Formel gilt seither als Grundlage aller weiterführenden Diskussionen in Bezug auf die Suche nach extraterrestrischem Leben.

1974 sandte er in Zusammenarbeit mit Carl Sagan und weiteren Wissenschaftlern mit dem Arecibo-Radioteleskop eine Botschaft ins All. Dieses Projekt ist als Arecibo-Botschaft bekannt.

Drake schrieb über 150 Artikel und Bücher, unter anderem 1984 mit Dava Sobel als Co-Autor das Buch Signale von anderen Welten (engl. Is anyone out there?).

1983 wurde das nach ihm benannte Frank Drake Planetarium in Norwood (Ohio) eingeweiht, 2015 wurde ein Asteroid nach ihm benannt: (4772) Frankdrake.

Engagement

Seit seiner Jugend beschäftigte sich Frank Drake mit extraterrestrischem Leben. Er war der erste Mensch in der Geschichte, der systematisch mit Hilfe von Radioteleskopen nach außerirdischer Intelligenz im Universum forschte. Durch seine Initiative wurden zahlreiche SETI-Projekte ins Leben gerufen, das bekannteste und erfolgreichste ist SETI at home.

Textgrundlage: https://de.wikipedia.org/wiki/Frank_Drake

 

Drake-Gleichung

Die Drake-Gleichung dient zur Abschätzung der Anzahl der technischen, intelligenten Zivilisationen in unserer Galaxie, der Milchstraße. Sie wurde von Frank Drake, einem US-Astrophysiker, entwickelt und im November 1961 auf einer Konferenz in Green Bank, USA, vorgestellt; sie ist daher auch als Green-Bank-Formel oder SETI-Gleichung bekannt. Die Formel wird häufig bei Überlegungen in Bezug auf die Suche nach extraterrestrischem Leben herangezogen. Es handelt sich bei der Gleichung um ein Produkt, von dem die meisten Faktoren unbekannt sind. Waren Drakes ursprüngliche Berechnungen sehr optimistisch, was die Möglichkeit von außerirdischem Leben angeht, so kommen jüngste Lösungen einer Abwandlung der Gleichung unter Einbeziehung von Wahrscheinlichkeitsverteilungen von Sandberg, Drexler und Ord (2018) zu ernüchternden Ergebnissen und legen eine nur geringe Wahrscheinlichkeit von außerirdischem Leben innerhalb und außerhalb der Milchstraße nahe.

Vorbetrachtung

Die drakeschen Betrachtungen beziehen sich auf Leben, das sich unter bestimmten Bedingungen bezüglich der Verhältnisse von Stickstoff, Kohlenstoff und weiteren Unsicherheitsfaktoren entwickelt. Die Spezies Mensch gilt als Beweis, dass es funktionieren kann.

Das System und der Planet, auf dem sich solches Leben entwickeln soll, muss nach dieser Theorie bestimmte astronomische und physikalisch-chemische Voraussetzungen erfüllen: Der Zentralstern muss eine geeignete zirkumstellare habitable Zone aufweisen. Dies ist der Fall für Sterne der Spektralklassen F bis M und der Leuchtkraftklasse V. Damit sich einerseits Planeten mit geeigneter Chemie bilden können, andererseits diese Planeten vor allzu häufigen kosmischen Katastrophen wie Supernovaexplosionen geschützt sind, muss sich das System in der galaktischen habitablen Zone befinden. Außerdem muss sich der Planet vor Ablauf des kosmischen habitablen Alters bilden (welches allerdings noch 10 bis 20 Milliarden Jahre andauern wird), damit noch genügend radioaktive Elemente zur Verfügung stehen, um auf dem Planeten eine Plattentektonik zu ermöglichen, die sich aus unterschiedlichen Gründen förderlich auf die Entstehung von Leben und evolutionäre Prozesse auswirkt.

Neben diesen als allgemein anerkannten Bedingungen gibt es einige Einschränkungen. Zum Beispiel geht man davon aus, dass die Rotationsachse des Planeten so geneigt sein sollte, dass es nur begrenzte jahreszeitliche Unterschiede gibt. Ein Mond in der richtigen Größe stabilisiert die Neigung der Rotationsachse und somit das Klima. Allerdings kann auch ein Planet mit hoher oder sogar chaotischer Achsneigung habitabel sein.

Unsicherheiten

Bestimmend für die Aussagekraft der Drake-Gleichung sind die Unsicherheiten der einzelnen Faktoren. Besonders zu den letzten drei Faktoren gibt es bestenfalls sehr weit streuende Vermutungen über den korrekten Wert. Dadurch wird die aus dem Produkt unsicherer Faktoren abgeschätzte Gesamtzahl intelligenter Zivilisationen extrem ungenau.

Die Drake-Gleichung bezieht sich nur auf unsere Galaxie, die Milchstraße, die eine Balkenspiralgalaxie ist. Diesem Balkenspiraltyp entsprechen nach heutigen Kenntnissen etwa 2/3 der im Universum befindlichen Galaxien. Unter der Voraussetzung, dass das heute beobachtbare Universum ca. 50–100 Milliarden Galaxien ähnlichen Typs beherbergt, müsste der Wert aus der Drake-Gleichung für das gesamte Universum mit einem entsprechenden Faktor multipliziert werden. Damit erhöht sich zwar die abgeschätzte Gesamtzahl möglicher Zivilisationen ganz erheblich, bleibt jedoch aufgrund bislang unzureichender Daten aus anderen Galaxien immer noch extrem ungenau.[13] Die ermittelten Schätzwerte basieren zudem auf der Hochrechnung von lediglich vermuteten Ähnlichkeiten der Ausgangsdaten in allen Galaxien.

Die Drake-Gleichung bezieht sich explizit nicht nur auf die theoretisch mögliche Anzahl von Zivilisationen, sondern auf die praktische Möglichkeit von Kontakten. Da schon die nächste weitere Galaxie, der Andromeda-Nebel, 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt ist, kommen diese und alle weiteren für praktische Kontaktaufnahme nicht in Betracht.

Kritik, Diskussion und Erweiterungen

Der Biologe Ernst Mayr hat darauf hingewiesen, dass sich unter den circa 50 Milliarden Arten, die die Erde hervorgebracht hat, lediglich eine befinde, die Intelligenz entwickelt habe.

Michael Schmidt-Salomon meinte, analog zu biologischen Selektionsprozessen fände ein ähnlicher auf kosmischer Ebene statt, und dass nur solche Planeten langfristig höhere Lebensformen erhalten, die Spezies hervorbringen, die die Artenvielfalt gegenüber äußeren Bedrohungen wie Impaktereignissen vor Massenaussterben schützen können. Diese Fähigkeit wird gegenwärtig auf der Erde durch Forschungsprogramme zur planetaren Verteidigung wie NEOShield angestrebt.

1983 schlug David Brin eine erweiterte Drake-Gleichung vor. Er benennt in seinem Text eine ganze Reihe weiterer physikalischer, biologischer und sozialer Faktoren, die für einen Erstkontakt mit anderen intelligenten Spezies bedeutsam sein können. Der Großteil diese Faktoren wirkt sich eher einschränkend aus und bietet zusätzlich Erklärungen für die Große Stille (Great Silence), der wir uns als Menschheit bei der Suche nach intelligentem Leben scheinbar gegenübersehen.

2000 polemisierte Stanisław Lem im Kontext der Drake-Gleichung, dass aus einer Null an Information nichts als eine Null an Information herauszuholen sei.

2010 publizierte der Astronom und technische Direktor der IAA Claudio Maccone eine komplexere Version der Gleichung, die Statistische Drake-Gleichung.

Der Astrophysiker Martin Elvis adaptierte 2013 die Drake-Gleichung, um erste Abschätzungen über eine mögliche Anzahl von Asteroiden treffen zu können, die für Weltraumbergbau in Frage kommen könnten.

Modelle

Auf der oben genannten Green-Bank-Konferenz wurden für die Drake-Gleichung drei Modelle dargestellt.

▬ Konservatives Modell: Eine Zivilisation in unserer Milchstraße.
▬ Optimistisches Modell: 100 Zivilisationen in unserer Milchstraße, 5000 Lichtjahre mittlerer Abstand zweier sendender Zivilisationen.
▬ Enthusiastisches Modell: 4.000.000 Zivilisationen in unserer Milchstraße, 150 Lichtjahre mittlerer Abstand zweier sendender Zivilisationen.

Wenngleich diese Angaben angesichts der geschilderten enormen Unsicherheiten nicht widerlegt werden können, gehen verschiedene spätere Quellen von wesentlich kleineren Werten für das zweite und dritte Modell aus. Zum einen wird die Ökosphäre deutlich enger, wenn man hier schon die prinzipielle Möglichkeit komplexeren Lebens einbezieht. Zum anderen setzen die obigen Modelle voraus, dass mit großer Wahrscheinlichkeit irgendwann Leben entsteht, wenn über einen langen Zeitraum die Bedingungen hierfür günstig sind.

Der amerikanische Astronom und Exobiologe Carl Sagan schätzte die Anzahl an Zivilisationen auf zehn.

Textgrundlage: https://de.wikipedia.org/wiki/Drake-Gleichung