Die Astrobiologie (Astronomie + Biologie) erforscht die Möglichkeit von Leben auf astronomischen Objekten (in der Regel Planeten und Monde der Planeten) im Weltraum. Hierbei kann es sich um Objekte im Sonnensystem oder in anderen Sternensystemen handeln. Die Frage, ob prinzipiell Leben auf astronomischen Objekten möglich ist, kann bereits positiv beantwortet werden, da nachweislich Leben auf der Erde existiert. Bisher ist außerhalb des Planeten Erde jedoch noch kein Leben auf anderen Planeten bzw. anderen astronomischen Objekten nachgewiesen worden. Grundlegende Fragen der Astrobiologie sind, unter welchen Rahmenbedingungen Leben entsteht und wie wahrscheinlich diese Entstehung ist.
Grundsätzliches zur Forschung nach möglichem außerirdischem Leben
Als Referenz für Leben steht uns bisher nur das Leben auf der Erde zur Verfügung. Dieses ist auf Kohlenstoff aufgebaut und nutzt für seine Entwicklung Wasser als Lösungsmittel. Kohlenstoff und Wasser sind besonders geeignete Grundlagen für Leben. Leben könnte theoretisch auch auf einer anderen Grundlage beruhen, etwa Silizium. Des Weiteren könnte auch ein anderes Lösungsmittel als Wasser zur Entwicklung des Lebens dienen. Doch dürften Alternativen zu Kohlenstoff und Wasser nach dem gegenwärtigen Forschungsstand zumindest weniger gut geeignet und damit unwahrscheinlicher sein. Somit wird bei der Suche nach außerirdischen Lebensformen in erster Linie nach Leben auf Kohlenstoffbasis und nach flüssigem Wasser gesucht.
Dies führt uns zu dem Begriff der habitablen Zonen. Das ist der Abstandsbereich eines astronomischen Objekts von einem Stern, bei dem flüssiges Wasser existieren kann. Diese hängt allerdings nicht nur vom Abstand zum Stern ab, sondern auch von der Atmosphäre des astronomischen Objektes. So haben unter anderem auch der Atmosphärendruck und die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre, etwa der Anteil an Treibhausgasen, Einfluss auf den Aggregatzustand des Wassers. Auf einem astronomischen Objekt können auch planetare bzw. lokale habitable Zonen bestehen, etwa aufgrund einer inneren Wärmequelle. Darüber hinaus dürfte es auch eine galaktische habitable Zone geben. Weder zu nah am Zentrum der Galaxis noch in ihren Außenbereichen dürfte die Entwicklung von Leben wahrscheinlich sein. Zu nah am galaktischen Zentrum ist die Sterndichte höher und es kommt häufiger zu Supernovae. Dies dürfte sich negativ auf die mögliche Entwicklung von Leben auswirken. Zu weit vom galaktischen Zentrum entfernt ist der Gehalt an Elementen schwerer als Helium (in der Astrophysik Metalle genannt) zu gering. Damit können sich keine festen Himmelskörper bilden. Des Weiteren fehlen damit auch die Basisstoffe für die Entstehung und Entwicklung von Leben, etwa Kohlenstoff und Wasser.
Wie wahrscheinlich sind die Existenz und die Entwicklung von Leben? Diese Frage ist noch völlig offen, Gegenstand der Forschung und von Spekulationen. Vielleicht kann erst der Nachweis von Leben außerhalb der Erde darauf eine Antwort geben. Der Nachweis von möglichem Leben auf astronomischen Objekten kann auf drei Arten erfolgen. Zum Ersten durch die direkte Untersuchung von astronomischen Objekten, was den Untersuchungsbereich derzeit auf das Sonnensystem beschränkt. Zum Zweiten durch den Nachweis von bestimmten Molekülen, die als biologische Indikatoren geeignet sind. Diese Indikatoren sind vor allem Sauerstoff, Ozon, Methan und Lachgas. Im Falle einer kulturell-technisch entwickelten außerirdischen Zivilisation, die der Kommunikation fähig ist, kann zum Dritten nach künstlichen elektromagnetischen Signalen dieser Zivilisation gesucht werden.
Kulturell-technisch hoch entwickeltem Leben
Die Existenz von kulturell-technisch hoch entwickelten außerirdischen Lebensformen ist ebenfalls möglich. Auch hier kann noch keine verbindliche Aussage darüber getroffen werden, wie wahrscheinlich ihre Existenz und Entwicklung sind und wie viele es wohl geben könnte. Wenn eine kulturell-technisch hoch entwickelte außerirdische Zivilisation besteht, könnte diese uns mit Hilfe einer entsprechend technisch entwickelten Raumfahrt besuchen oder haben derartige Besuche bereits stattgefunden? Die direkte Kommunikation zwischen der Menschheit und einer außerirdischen Zivilisation wäre wohl nur in diesem Fall möglich. In allen anderen Fällen dürfte eine direkte, zeitnahe Kommunikation ausgeschlossen sein. Denn die Kommunikation kann höchstens mit Lichtgeschwindigkeit erfolgen. Im Durchschnitt dürften außerirdischen Zivilisationen, wenn sie existieren, zwischen 100 und 1.000 Lichtjahre von uns entfernt sein. Entsprechend lange würde eine Kommunikation dauern.
Die Möglichkeit eines Besuches von kulturell-technisch hoch entwickelten Außerirdischen auf der Erde kann zwar nicht ausgeschlossen werden, doch dürfte er nach dem gegenwärtigen Forschungsstand unwahrscheinlich sein. Wir haben keinen Beleg dafür, dass außerirdische Lebewesen die Erde mit Hilfe einer entsprechenden Raumfahrttechnik besuchen oder in der Vergangenheit besucht haben. Noch weniger wissen wir, ob es vielleicht Phänomene der Raumzeit oder ähnliches geben könnte, die Raumfahrtmissionen auf große Distanzen ermöglichen. Nach dem bisherigen Kenntnisstand wäre Reisen höchstens mit annähernder Lichtgeschwindigkeit denkbar. Allerdings müssten selbst für solche Reisen gewaltige Energiemengen aufgebracht werden. Schon ein Elementarteilchen in einem Teilchenbeschleuniger auf annähernder Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen bedarf großer Energiemenge. Im Falle der Nutzlast eines Raumschiffes wären die benötigten Energiemengen astronomisch. Hinzu kommen noch die Effekte der Relativitätstheorie. Zwar verlangsamt sich nach der Relativitätstheorie der Zeitablauf in einem Raumschiff, welches mit annähernder Lichtgeschwindigkeit fliegt, um einen bestimmten Faktor. Allerdings nimmt nach dieser Theorie auch die Masse des Raumschiffs um den gleichen Faktor zu, was noch weitere Energien notwendig machen würde. Auch ans Material eines Raumschiffes müssten hohe Ansprüche gestellt werden. Der Weltraum ist nicht völlig leer, sondern mit interstellarer Materie aufgefüllt. Diese Materie würde mit annähernder Lichtgeschwindigkeit auf das Raumschiff treffen. Auch die Kollision mit größeren Objekten wäre möglich, da ein rechtzeitiges Ausweichen bei solch hohen Geschwindigkeiten unwahrscheinlich wäre. Natürlich müsste die Besatzung in einem Raumschiff auch vor der Kosmischen Strahlung geschützt werden, das ist allerdings schon bei einem Flug von der Erde zum Mars erforderlich.
Eine andere Frage wäre die Möglichkeit von Mehrgenerationen-Raumschiffen, d.h. in diesem Fall würde eine entsprechend lange Reisezeit eingeplant. Letztendlich hängt die Wahrscheinlichkeit einer interstellaren Raumfahrt von der notwendigen Zurücklegung der Entfernung ab. Selbst wenn es rund eine Millionen außerirdischer Zivilisationen gäbe, läge nach Schätzungen der durchschnittliche Abstand zwischen ihnen etwa in einem Bereich von 100 bis 1.000 Lichtjahren. Die Frage ist, ob selbst bei fortschrittlicher Raumfahrttechnik solche Missionen durchgeführt werden können oder würden. Auch die bisherige Erforschung des sogenannten UFO-Phänomens liefert keine Hinweise auf die Existenz von außerirdischen Raumschiffen, welche möglicherweise die Erde besuchen.
Fazit
Die Entstehung und die Entwicklung von Leben außerhalb der Erde sind möglich und haben wahrscheinlich auch stattgefunden. Der Nachweis von Leben außerhalb der Erde ist ebenfalls möglich. Die Wahrscheinlichkeit eines möglichen Nachweises von außerirdischem Leben steigt mit der Entwicklung der Beobachtungstechnologien, der immer zielgerichteteren Suche und der Beobachtungsdauer. Bisher ist der Nachweis von außerirdischem Leben noch nicht gelungen.
Zum Schluss noch etwas über die Anzahl möglicher außerirdischer Zivilisationen. Bei unseren Betrachtungen beschränkten wir uns weitgehend auf unsere Galaxis. Selbstverständlich gelten die Schlussfolgerungen zum Leben auch für andere Galaxien. Nur ist ein Nachweis von Leben außerhalb der Galaxis bis auf Weiteres nicht möglich. Wenn nur eine entwickelte außerirdische Zivilisation pro Galaxie existieren würde, wären das bei der Anzahl der Galaxien immer noch mehrere Hundert Milliarden. Wir können daher wohl davon ausgehen, dass es im ganzen Universum von Leben wimmelt.
Eine ausführliche Darstellung zum Thema befindet sich in der Abhandlung: „Astrobiologie – Die Möglichkeit von Leben auf anderen Planeten und sonstigen astronomischen Objekten“.