Simulation zeigt, wie schnell Zivilisationen eine ganze Galaxie besiedeln könnten

Andreas Müller

18/06/202118/06/2021 aktualisiert 3 min

Standbild aus der Simulation. Copyright/Quelle: J. Carroll-Nellenback / Wright et al., RNAAS 2021 — Standbild aus der Simulation.
Copyright/Quelle: J. Carroll-Nellenback / Wright et al., RNAAS 2021

State College (USA) – In einer neuen Computersimulation zeigen US-Astronomen, wo und wie schnell sich selbst unter konservativen Bedingungen fortgeschrittene Zivilisationen in einer ganzen Galaxie ausbreiten und diese besiedeln könnten.

Wie Jason Wright von der Penn State University, Jonathan Carroll-Nellenback und Adam Frank von der University of Rochester und Caleb Scharf von der Columbia University aktuell im Fachjournal „Research Notes of the American Astronomical Society.“ (RNAAS; DOI: 10.3847/2515-5172/ac0910) berichten, basieret ihre Simulation auf der Vorstellung raumfahrender fortschrittlicher Zivilisationen vom Typ II und III nach der sogenannten Karadschow-Skala.

Hintergrund
Grundsätzlich teilte die noch von Kardaschow selbst definierte Skala entsprechende Zivilisationen in drei Kategorien, deren Grundlage auf der Energienutzung und -Gewinnung der so kategorisierten Zivilisationen basiert:

Typ I: Die Zivilisation ist auf der technologischen Stufe der heutigen irdischen Menschheit

mit einem Energieverbrauch (Stand 1964) von 4 ⋅ 10hoch12 Watt. Später wurde dieser Typdahingehend angepasst und von einer zeitlichen Zuordnung befreit, dass die so beschriebene Zivilisation in der Lage ist, die gesamte auf einem Planeten verfügbare Leistung zu nutzen. Das sind ungefähr 10hoch16 – 10hoch17 Watt. (Für unsere Erde liegt dieser Wert bei etwas mehr als 1 ,74 ⋅ 10hoch17 Watt.)

Typ II: Die Zivilisation ist in der Lage, die Gesamtleistung ihres Zentralsterns zu nutzen (etwa durch die Konstruktion sogenannter Dyson-Sphären) Das sind ungefähr 4 ⋅ 10hoch26 Watt.

Typ III: Die Zivilisation ist in der Lage, die Gesamtleistung einer Galaxie zu nutzen. Das wiederum entspricht ungefähr 4 ⋅ 10hoch37 Watt.

Eine Typ-II-Zivilisation ist also etwa mit zehn Milliarden (10.000.000.000) Typ-I-Zivilisationen vergleichbar, eine Typ-III-Zivilisation mit hundert Milliarden (100.000.000.000) Typ-II-Zivilisationen. Die genauen Verhältnisse können um eine oder zwei Größenordnungen schwanken, aber es ist erkennbar, dass die Skala exponentiell ist.
(Quelle: Wikipedia)

Zunächst zeigt und erklärt die Studie, warum sich eine solche Kolonialisierung einer Galaxie wie der Milchstraße zunächst und vor allem auf den inneren Teil einer Galaxie konzentrieren würde. Mit dieser Beobachtung unterstützen die Autoren frühere Überlegungen, laut derer das Zentrum unserer Milchstraße auch ein besonderes Ziel bei der Suche nach außerirdischer Intelligenz (Search for Extraterrestrial Intelligence, SETI) sein sollte.

Simulierter Ausgangspunkt der hypothetischen Besiedlung einer Milchstraßen-ähnlichen Spiralgalaxie ist ein hypothetischer Stern in jener Region, innerhalb derer sich auch unser eigenes Sonnensystem befindet – also einem der mittleren Hauptarme (ganz genau gesagt befindet sich das Sonnensystem zwischen zwei der spiralförmigen Sternkonzentrationen, zwischen dem Perseusarm und dem Sagittariusarm, in einer lokalen Abzweigung, dem Orionarm).

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Auf der Grundlage konservativer Annahmen beginnt die auf eine Milliarde Jahre ausgelegte simulierte Ausbreitung der Modelzivilisation mit nur einem Kolonialisten-Raumschiff pro 100.000 Jahre, einer Reisegeschwindigkeit von 10 Kilometern pro Sekunde, einer maximalen Reichweite von rund 10 Lichtjahren und einer maximalen Reisedauer von 30.000 Jahren. Eine weitere Voraussetzung der Simulation: Technologien und die sie nutzenden Zivilisationen überdauern in einem Sternensystem maximal 100 Millionen Jahre.

Trotz dieser für den Normalsterblichen extrem erscheinenden Werte zeigt die Simulation, aber dennoch eine zunächst langsame, dann aber überraschend schnelle, exponentiell Expansionsrate der simulierten Zivilisationen, besonders dann, wenn die angedachten Siedlerschiffe das deutlich dichter mit Sternen besetzte Zentrum ihrer Galaxie erreicht haben.

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Hier – im galaktischen Zentrum angelangt – könnte eine Zivilisation den Schritt vom Typ II zu einer Zivilisation vom Typ III schaffen und so die gesamte Energie der Galaxie nutzen können, was ihre Expansion ein weiteres Mal massiv erhöht. Diese Beschleunigung wird zudem durch die Eigenbewegung der Sterne noch zusätzlich befördert.