Seit wir damit angefangen haben, nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu suchen, suchen wir auch nach einer Antwort auf die Frage: Ist die Erde der einzige Ort im Universum auf dem Leben existieren kann? Die Antwort darauf lautet vermutlich “Nein”. Wir wissen mittlerweile, dass sehr wahrscheinlich am jungen Mars Bedingungen herrschten, die Leben ermöglichen hätten können; wir wissen dass es auf einigen Monden von Jupiter und Saturn unterirdische Wasser-Ozeane gibt, die Leben beherbergen könnten und wir werden vermutlich auch bald Planeten bei anderen Sternen entdecken, deren Bedingungen denen auf der Erde ähneln. Das heißt natürlich noch nicht, dass es überall dort auch Leben geben muss. Nur weil irgendwo Leben entstehen kann, folgt daraus nicht dass das Leben dort auch entsteht. Das klingt zwar nach einer verlockenden These, wird aber nicht durch irgendwelche Daten gestützt. Wir kennen ja bis jetzt erst einen Planeten auf dem Leben existiert: Die Erde. Aber wir wissen immerhin, wo wir nach potentiell bewohnbaren Planeten suchen müssen: In der sogenannten “habitablen Zone”. Das ist jener Bereich um einen Stern, in dem dessen Strahlung weder zu stark noch zu schwach ist und auf der Oberfläche eines Himmelskörpers weder zu heiß noch zu warm, so dass flüssiges Wasser existieren kann. Das Konzept der habitablen Zone ist allerdings in der Realität ein wenig komplexer. Es kommt nicht nur auf die Entfernung des Planeten zum Stern an, sondern auch auf viele Eigenschaften des Planeten selbst. Außerdem verändert sich die habitable Zone im Laufe der Zeit – es ist also alles ein wenig kompliziert. Aber (wie so oft) früher war es vielleicht besser. Früher war vielleicht das gesamte Universum eine einzige habitable Zone!

Das behauptet jedenfalls der Harvard-Astronom Abraham Loeb in seiner Arbeite “The Habitable Epoch of the Early Universe”. Er sagt darin natürlich nicht, dass man damals einfach so durchs Universum spazieren konnte und überall leben konnte. Das Weltall war damals wie heute ein lebensfeindliches Vakuum. Aber es war schön kuschelig warm!

Das Universum begann ja vor 13,8 Milliarden Jahren als unvorstellbar heißes und unvorstellbar winziges und dichtes Dingens. Dann dehnte es sich aus und kühlte dabei ab. Das junge Universum war mit heißer Strahlung erfüllt, der sogenannten “Kosmischen Hintergrundstrahlung” (die ich hier und hier ausführlich beschrieben habe). Das Universum ist auch heute noch mit der kosmischen Hintergrundstrahlung erfüllt, aber weil es sich in der Zwischenzeit so sehr ausgedehnt hat, ist auch die Strahlung abgekühlt und nur noch knapp -270 Grad Celsius “warm”. Deswegen ist es im Weltall ja auch so kalt. Aber irgendwo zwischen der unvorstellbaren Hitze am Anfang und der fast absoluten Kälte von heute muss es einmal schön kuschelig warm gewesen sein. Diesen Zeitpunkt hat Loeb berechnet und er kam zu dem Schluss, dass das ungefähr 15 Millionen Jahre nach dem Urknall passiert sein muss. Für ein paar Millionen Jahre lang lag die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung zwischen 0 und 30 Grad Celsius.

Im frühen Universum hatten es die Planeten alle kuschlig warm...

Im frühen Universum hatten es die Planeten alle kuschlig warm…

Damals war also jeder Planet in der “habitablen Zone”; ganz unabhängig vom Stern den er umkreist (der könnte ihn nun höchstens zu heiß machen). Aber gab es damals überhaupt schon Planeten? Um Planeten zu bauen braucht es schwere Elemente und die wurden ja erst in den ersten Sternen produziert. Nach dem Urknall gab es nur Wasserstoff und Helium und das musste erst im Inneren von Sternen zu schwereren Elementen fusioniert werden. Und diese Sterne mussten erst sterben, explodieren und diese Elemente überall verteilen, bevor sich daraus neue Sterne mit Planeten bilden konnten. Ist das so kurz nach dem Urknall überhaupt möglich?

Ja, meint Loeb. Die allerersten Sterne waren gigantische Objekte, bis zu hundert Mal schwerer als die Sonne. Und je größer ein Stern, desto kürzer sein Leben. Die allerersten Riesensterne lebten nach Loebs Berechnungen nur ungefähr 3 Millionen Jahre lang und entstanden früh genug nach dem Urknall, um noch lange vor der “habitablen Phase” ausreichend schwere Elemente zu erzeugen. Nach Loeb wäre es also durchaus möglich, dass schon 15 Millionen Jahre nach dem Urknall Planeten existiert haben. Planeten in einem Universum das warm genug war, damit flüssiges Wasser und damit auch Leben existieren kann.

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Kommentare (9)

  1. #1 TL
    21. Januar 2014

    Wir haben das kürzlich im Journal-Club diskutiert. Ich bin kein Kosmologe, aber interessant ist der Konflikt mit dem (starken) Anthropischen Prinzip und Multiversums-Theorien: Da ein solche habitable Phase im Universum deutlich geringere Anforderungen an die Feinjustierung stellt wäre die Herausbildung von Universen mit Leben in dieser Phase deutlich wahrscheinlicher als für unseres (Stichwort: Boltzmann brains). Problem: Wir leben aber nicht dort, sondern in diesem, unserem Universum. Wenn man nun noch spekulativere Überlegungen wie Eternal Inflation zulässt und (wichtiger) allgemein das Zutreffen des AP als notwendig erachtet, macht es die Möglichkeit der Habitabilität dieser Phase des Universums sehr unwahrscheinlich. Abgesehen davon, dass Leben auf Gesteinsbrocken in einer heißen Gas-Phase, umringt von ständigen PopIII-SN, vermutlich nicht besonders “angenehm” wäre… 😉

  2. #2 Andreas
    21. Januar 2014

    Das ist ja mal ein putziges Symbolbild. Witzige Idee.

  3. #3 MartinB
    21. Januar 2014

    Leben braucht allerdings nicht nur Energie, sondern auch freie Energie, d.h. einen Temperaturgradienten. Ein gleichmäßig warmer Ort nützt nicht viel.

  4. #4 Hoffmann
    21. Januar 2014

    @ MartinB:

    So ist es. Ein Planet, der die zugeführte Wärme nicht abgeben kann, heizt sich auf. Ein Universum mit ca. 300 Kelvin Eigenwärme eignet sich schlecht als Umgebung für eine stellare habitable Zone.

  5. #5 porzellan
    21. Januar 2014

    Es wird angedeutet, das es 1Mrd Jahre lang braucht, bis Leben entsteht. Das ist zu hinterfragen, es könnte sich auch um einen Vorgang von Minuten oder Sekunden handeln. 😉

    Sowie die Bakterienfunde in Kilometer tiefem Gestein, dort unten könnte der Ursprung des Lebens liegen. Würde die Wahrscheinlichkeit extra terrestrischem Lebens sofort ver-n-fachen.

  6. #6 Florian Freistetter
    21. Januar 2014

    @porzellan: “Das ist zu hinterfragen, es könnte sich auch um einen Vorgang von Minuten oder Sekunden handeln.”

    Es könnte auch ein Gott sagen “Es werde Leben!”. Können tut viel. Nur Belege gibts halt für nix; das ist das Problem…

  7. #7 Kim
    21. Januar 2014

    oh, es gibt nun auch kleine Planten aus Plüsch?

    ich kannte bislang nur große Mikroorganismen aus Plüsch.

  8. #8 noch'n Flo
    Schoggiland
    21. Januar 2014

    @ Kim:

    ich kannte bislang nur große Mikroorganismen aus Plüsch.

    Aus derselben Reihe gibt es mittlerweile auch u.a. rote Blutkörperchen, Antikörper, Stammzellen usw.

    Siehe: http://www.riesenmikroben.de/

  9. #9 Kryptonoob
    22. Januar 2014

    @Florian: “…auf der Oberfläche eines Himmelskörpers weder zu heiß noch zu warm…”
    Meintest Du “zu kalt”?

    Im Übrigen meine ich zu wissen, dass es heute noch metallarme Sterne und Galaxien bzw. Sternhaufen gibt; wie soll das mit der These zusammenpassen, dass schon vor so langer Zeit in einem recht kleinen Universum massig Metalle produziert wurden? Bestenfalls recht lokal um die frühen Riesensterne herum, die wohl größtenteils Singularitäten gebildet haben dürften…