Dat we ze niet kunnen vinden, heeft mogelijk een ietwat angstaanjagende oorzaak…

Het is een vraag die mensen al eeuwenlang bezighoudt: zijn wij alleen? Of zijn er ergens in dat immense universum nog meer levensvormen te vinden? De ontdekking van talloze exoplaneten – waarvan sommige behoorlijk op onze planeet lijken – doet vermoeden dat het bijna onmogelijk is dat alleen op onze planeet leven is ontstaan. Tegelijkertijd blijft hard bewijs voor het bestaan van buitenaards leven uit.

Dertig intelligente beschavingen
En toch is het er waarschijnlijk wel, zo stellen onderzoekers in het blad The Astrophysical Journal. Sterker nog: het komt vrij overvloedig voor. Zo zouden er alleen in onze Melkweg zeker al meer dan dertig intelligente buitenaardse beschavingen te vinden zijn.


Vergelijking van Drake
De onderzoekers baseren zich op een uitgebreid onderzoek, waarbij ze zich met name richtten op wat we met zekerheid over andere planeten buiten ons zonnestelsel kunnen zeggen. “We zijn begonnen met de klassieke Vergelijking van Drake, uit 1962, wat eigenlijk al bijna zestig jaar de enige manier is om een schatting te maken van het aantal intelligente beschavingen in onze Melkweg,” zo vertelt onderzoeker Tom Westby aan Scientias.nl. “Vóór het werk van Drake leek zo’n schatting maken wetenschappelijk gezien onmogelijk, maar zijn vergelijking was de eerste logische methode om een schatting te maken van de verschillende parameters waarvan het aantal intelligente beschavingen in de Melkweg afhangt, en deze te organiseren.” Zo worden er binnen de Vergelijking van Drake vragen gesteld zoals ‘welk deel van alle sterren heeft minstens één planeet om zich heen cirkelen?’ en ‘welk deel van deze planeten bevindt zich in de leefbare zone?’ en ‘welk deel van deze leefbare planeten zou daadwerkelijk leven herbergen?’ en ‘welk deel van deze leven herbergende planeten zou daadwerkelijk een technologisch ontwikkelde intelligente beschaving hebben voortgebracht?’. Door al die vragen in overweging te nemen en zo goed mogelijk te beantwoorden, kan men een voorzichtige schatting maken van het aantal beschavingen in de Melkweg. Er is echter één probleem, aldus Westby. Veel van de hierboven gestelde vragen zijn wetenschappelijk gezien heel lastig te beantwoorden.

Vijf miljard jaar
En dus gooiden Westby en collega’s het in hun nieuwe studie over een andere boeg. “Wat wij gedaan hebben, is dat we nog eens over de vraag ‘hoeveel communicerende buitenaardse intelligente beschavingen zijn er in onze Melkweg te vinden’ hebben nagedacht en deze nu op een veel robuustere en astrofysisch verantwoorde manier kunnen beantwoorden. Zo weten we bijvoorbeeld dat het ongeveer vijf miljard jaar heeft geduurd om onze eigen beschaving op de aarde te ontwikkelen en mogen we – volgens het middelmatigheidsprincipe, dat kortgezegd veronderstelt dat de zon, de aarde en wijzelf niet zo bijzonder of bevoorrecht zijn – aannemen dat we een vrij typisch voorbeeld zijn van een beschaving zoals die onze Melkweg kan ontstaan. Op basis daarvan beginnen we met het stellen van de vraag: ‘welk deel van alle sterren in onze Melkweg is ouder dan vijf miljard jaar?’. Het antwoord kunnen we – zonder dat we daar verder over hoeven te speculeren – vrij nauwkeurig berekenen.” En wat blijkt? Maar liefst zo’n 96 procent van de sterren in de Melkweg is ouder dan onze zon, oftewel ouder dan vijf miljard jaar. “Wat betekent dat onze zon dus een relatieve nieuwkomer is.”

Chemische samenstelling
Vervolgens gingen Westby en collega’s nog een stap verder, zo legt hij uit. “Daarna moesten we uitzoeken welk deel van alle sterren in onze Melkweg rijk is aan de chemische ingrediënten waaruit rotsachtige planeten en uiteindelijk ook leven kan ontstaan. Onze zon is bijvoorbeeld rijk aan waterstof en helium, maar moet gevormd zijn in een wolk waarin ook zwaardere elementen te vinden waren, zoals koolstof, stikstof, zuurstof, etc, kortom alles waar het leven op gebaseerd is. Opnieuw pasten we hier het middelmatigheidsprincipe toe, waaruit volgt dat elke omgeving met daarin dezelfde zware elementen min of meer dezelfde kans heeft om planeten en de ingrediënten voor leven te vormen. Vervolgens gebruikten we astrofysische modellen, gebaseerd op observationele data omtrent de verspreiding van chemische stoffen in onze Melkweg, om een inschatting te maken van het aantal sterren die voldoende chemische stoffen herbergen om leven mogelijk te maken. En opnieuw waren de resultaten verrassend. Zelfs als we erop staan dat sterren dezelfde chemische samenstelling moeten hebben als onze zon, blijkt zo’n vijftig procent van alle sterren in de Melkweg chemisch gezien rijk genoeg te zijn om leven mogelijk te maken.”


Leefbare zone
Tijd voor de volgende stap. “Vervolgens keken we hoe groot de kans was dat er rond deze sterren planeten cirkelden die zich ook nog eens in de leefbare zone van de moederster bevonden.” De leefbare zone is een denkbeeldige zone rond de ster waarin de temperaturen laag genoeg zijn om te voorkomen dat eventueel vloeibaar water op het oppervlak van de planeet verdampt, maar ook weer niet zo laag zijn dat datzelfde water bevriest. Nog niet zo heel lang geleden konden we alleen maar speculeren over de vraag of exoplaneten zich in deze leefbare zone bevonden of niet, maar daar is mede dankzij ruimtetelescoop Kepler verandering in gekomen. De telescoop heeft niet alleen meer dan 4000 exoplaneten ontdekt, maar astronomen ook in staat gesteld om voor veel van deze exoplaneten de afstand tot de moederster te berekenen. En dus vast te stellen of deze zich in de juiste temperatuurzone bevindt. “En opnieuw zijn de data verbazingwekkend,” aldus Westby. “We vermoeden nu dat tot wel 19 procent van de sterren in de Melkweg een planeet in de leefbare zone kan bezitten.” Op sommige van die planeten is de kans dat er leven is, sec gezien misschien nog wel groter dan de kans dat het leven op onze planeet had. “Zo kennen we nu andere zonnestelsels, zoals TRAPPIST-1, met maar liefst zeven exoplaneten, waarvan er drie in de leefbare zone te vinden zijn. Je zou inderdaad kunnen stellen dat dergelijke omgevingen veel meer potentie bieden voor de ontwikkeling van leven dan ons eigen zonnestelsel.”

De levensduur van een beschaving
Tot zover konden de onderzoekers de waarde van de parameters in hun ‘vergelijking’ nog heel wetenschappelijk vaststellen. “Er is echter één parameter uit de oorspronkelijke Vergelijking van Drake die speculatief blijft,” vertelt Westby. “Dat is de gemiddelde levensduur van een geavanceerde beschaving. In onze vergelijking verkennen we de vraag: ‘wat is de kans dat een intelligente beschaving in staat is om signalen van andere intelligente beschavingen op te vangen voor één van deze beschavingen – of beide beschavingen – het onderspit delft?’. Om daar een inschatting van te maken, keken we naar de leeftijden van de sterren in onze Melkweg om zo in te kunnen schatten hoeveel tijd een geavanceerde beschaving heeft. Vervolgens gebruikten we ons enige voorbeeld van zo’n geavanceerde beschaving – te vinden hier op aarde – om een ondergrens vast te stellen: beschavingen kunnen vermoedelijk zeker tot een eeuw nadat ze voor het eerst in staat waren om radiosignalen over lange afstanden uit te zenden, stand houden. Dit is dus gebaseerd op het feit dat wij er in ieder geval tot ongeveer 100 jaar na de uitvinding van de radio nog zijn. Dit is overigens de enige parameter waarbij we moeten speculeren op basis van onszelf, alle andere parameters in onze studie kunnen worden vastgesteld aan de hand van bekende natuurkundige wetten.”

900 beschavingen?
Al met al moeten Westby en collega’s op basis van hun uitgebreide studie dus concluderen dat er in onze Melkweg ongeveer 36 intelligente beschavingen te vinden zijn. En dat is nog de meest voorzichtige schatting. “Als we onze aannames ietsje losser laten en bijvoorbeeld ook toestaan dat het leven sneller kan ontstaan dan hier op aarde is gebeurd of met minder zware elementen dan gedacht, valt onze schatting van het aantal intelligente buitenaardse beschavingen veel hoger uit: dan kunnen het er wel zo’n 900 zijn.” In het laatste scenario zijn de aliens waarschijnlijk wel wat gemakkelijker te vinden dan in het laatste. “Als er 36 beschavingen zijn, zou de dichtstbijzijnde buur gemiddeld 17.000 lichtjaar van ons verwijderd zijn. Om zo’n buur te detecteren, moeten we er ongeveer 3000 jaar actief naar zoeken. Met zo’n 900 intelligente beschavingen, zou de gemiddelde afstand flink dalen, naar zo’n 1000 lichtjaar. In het laatste scenario zou een actieve zoektocht pak ‘m beet 100 jaar kunnen duren.”

Het kan dus zomaar zijn dat er nog heel wat buitenaardse beschavingen op ontdekking wachten. Maar het feit dat we ze nog niet gevonden hebben, kan ook zomaar een ietwat macabere oorzaak hebben. “Misschien is het gebrek aan van aliens afkomstige signalen wel te verklaren doordat technologische beschavingen relatief snel komen en gaan en er zelden in slagen om extinctie zolang voor zich uit te schuiven dat ze in staat zijn om signalen van een buur op te pikken,” aldus Westby. “Misschien komt leven – en zelfs intelligent leven – veel vaker voor dan we ooit dachten, maar zorgt het uitgestrekte karakter van de ruimte ervoor dat het opkomt en na een relatief kort en eenzaam bestaan, weer verdwijnt (zonder dat andere intelligente beschavingen heeft opgemerkt of zelf door die andere beschavingen is gespot, red.).” Als het werkelijk zo is dat intelligente beschavingen doorgaans verdwijnen voor ze de middelen hebben om anderen op hun bestaan te wijzen of die anderen te detecteren, mag je verwachten dat dat – opnieuw uitgaand van het middelmatigheidsprincipe – ook geldt voor onze intelligente beschaving. “Door te zoeken naar buitenaards leven ontdekken we – zelfs als we niets kunnen vinden – hoe onze eigen toekomst en lot eruitziet,” aldus onderzoeker Christopher Conselice.