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Die Drake-Gleichung für das Multiversum
1960 entwickelte der Astronom Frank Drake eine Gleichung zur Schätzung der Anzahl intelligenter Zivilisationen in unserer Galaxie. Er tat es, indem er das Problem in eine Hierarchie verschiedener Faktoren zerlegte.
Er schlug vor, dass die Gesamtzahl der intelligenten Zivilisationen in der Milchstraße zunächst von der Geschwindigkeit der Sternentstehung abhängt. Er ermittelte diese Zahl, indem er den Anteil dieser Sterne mit Gesteinsplaneten schätzte, den Anteil der Planeten, die Leben unterstützen können und tun, und den Anteil dieser Sterne, die intelligentes Leben unterstützen, das in der Lage ist, mit uns zu kommunizieren. Das Ergebnis ist diese Gleichung:
was genauer erklärt wird in dieser Wikipedia-Eintrag .
Marcelo Gleiser vom Dartmouth College in New Hampshire weist heute darauf hin, dass sich die Kosmologie seit den 1960er Jahren weiterentwickelt hat. Eine der provokativsten neuen Ideen ist, dass das Universum, das wir sehen, eines von vielen ist, möglicherweise eines von unendlich vielen. Eine Denkweise ist, dass die Gesetze der Physik in diesen Universen sehr unterschiedlich sein können und dass kohlenstoffbasiertes Leben nur dort entstehen konnte, wo die Bedingungen auf eine bestimmte Weise fein abgestimmt waren. Dies ist das anthropische Prinzip.
Folglich, sagt Gleiser, muss die Drake-Gleichung aktualisiert werden, um das Multiversum und die zusätzlichen Faktoren zu berücksichtigen, die es einführt.
Er beginnt mit der Betrachtung der Gesamtmenge der Universen im Multiversum und definiert die Teilmenge, in der die Parameter und Fundamentalkonstanten mit dem anthropischen Prinzip kompatibel sind. Dies ist die Teilmenge { C - Kosmos }.
Dann betrachtet er die Untermenge dieser Universen, in denen die astrophysikalischen Bedingungen reif für die Sternen- und Galaxienbildung sind { Castro}. Als nächstes betrachtet er die Untermenge davon, in der sich Planeten bilden, die Leben beherbergen können { c-leben }. Und schließlich definiert er die Teilmenge davon, in der komplexes Leben tatsächlich entsteht { c-komplexes Leben }.
Dann müssen die Bedingungen für die Entstehung von komplexem Leben in einem bestimmten Universum im Multiversum die Aussage oben in diesem Beitrag erfüllen (wo das Kompositionssymbol „zusammen mit“ bedeutet).
Aber es gibt ein Problem: Dies ist keine Gleichung. Um ein echtes Drake-ähnliches Argument zu bilden, müsste Gleiser jedem dieser Sätze Wahrscheinlichkeiten zuweisen, die es ihm ermöglichen, eine Gleichung zu schreiben, in der die zugewiesenen Wahrscheinlichkeiten multipliziert auf einer Seite der Gleichung dem Bruchteil der Universen entsprechen, in denen komplexes Leben entsteht auf der anderen Seite.
Hier stößt er auf eines der großen Probleme der modernen Kosmologie – dass viele Ideen der modernen Kosmologie ohne Beweise für ihre Richtigkeit kaum mehr als Philosophie sind. Dem Bruchteil der Universen im Multiversum, in dem die fundamentalen Konstanten und Gesetze das anthropische Prinzip erfüllen, eine Wahrscheinlichkeit zuzuordnen, ist also nicht nur schwer, sondern fast unmöglich zu formulieren.
Nehmen { c-kosmos } zum Beispiel. Gleiser weist auf einige der naheliegenden Parameter hin, die bei der Ableitung einer Wahrscheinlichkeit berücksichtigt werden müssen. Dies sind die Vakuumenergiedichte, die Materie-Antimaterie-Asymmetrie, die Dichte der Dunklen Materie, die Kopplungen der vier Grundkräfte und die Massen von Quarks und Leptonen, damit sich nach elektroschwachen Symmetriebrechung Hadronen und dann Kerne bilden können. Versuchen Sie, diesem Los eine Wahrscheinlichkeit zuzuordnen.
Auch für {c-astro} ist es nicht viel einfacher. Dabei ist zu berücksichtigen, dass schwere Elemente für die Entstehung von Leben wichtig zu sein scheinen, die nur in Galaxien ab einer bestimmten Masse und in Sternen eines bestimmten Typs und Alters vorzukommen scheinen. Die Wahrscheinlichkeit des Eintretens dieser Bedingungen abzuschätzen, ist für Astronomen noch nicht möglich.
Auf den ersten Blick dürfte der dritte Satz {c-life} einfacher zu handhaben sein. Dies muss die planetarischen und chemischen Zwänge bei der Entstehung von Leben berücksichtigen. Das Vorhandensein von flüssigem Wasser und verschiedenen Elementen wie Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff scheint ebenso wichtig zu sein wie komplexere Moleküle. Wie häufig diese Erkrankungen sind, wissen wir noch nicht.
Endlich gibt es { c-komplexes Leben }, das alle planetarischen Faktoren umfasst, die zusammenfallen müssen, damit komplexes Leben entstehen kann. Dazu können langfristige Bahnstabilität, das Vorhandensein eines Magnetfelds zum Schutz empfindlicher Biomoleküle, Plattentektonik, ein großer Mond usw. gehören. Auch das ist nicht so einfach einzuschätzen.
Viele Leute haben versucht, die Zahlen in Drakes Gleichung zu setzen. Die Schätzungen für die Zahl der intelligenten Zivilisationen in der Milchstraße reichen von einer (unseren) bis hin zu unzähligen Zehntausenden. Drake selbst hat die Zahl auf 10 gesetzt.
Gleisers Interpretation der Drake-Gleichung für das Multiversum ist ein interessanter Ansatz. Es sagt uns jedoch, dass unser begrenztes Verständnis des Universums heute es uns nicht erlaubt, die Anzahl der intelligenten Lebensformen im Multiversum (mehr als eine) vernünftig abzuschätzen. Und angesichts der Grenzen dessen, was wir jemals über andere Universen wissen können, ist es wahrscheinlich, dass wir nie in der Lage sein werden, viel besser zu sein.
Ref: arxiv.org/abs/1002.1651 : Drake-Gleichung für das Multiversum: Von der String-Landschaft zum komplexen Leben