Okay, das wird so viel Spaß machen!
(Lachen)
Ich bin wirklich froh, hier zu sein.
Ich bin froh, dass Sie hier sind,
denn es wäre sonst ein wenig seltsam.
Ich bin froh, dass wir alle hier sind.
Mit "hier", meine ich nicht hier
oder hier,
sondern hier.
Ich meine die Erde.
Mit "wir", meine ich nicht uns hier in diesem Zuhörerraum,
sondern das Leben allgemein,
alles Leben auf der Erde --
(Lachen)
von Viel- zu Einzellern,
von Schimmel über Pilze
bis hin zu fliegenden Bären.
(Lachen)
Das Interessante ist,
die Erde ist der einzige, uns bekannte Ort mit Leben --
8,7 Millionen Arten.
Wir suchten anderswo,
vielleicht nicht so ernsthaft wie möglich,
aber wir suchten und fanden nichts.
Die Erde ist der einzige uns bekannte Ort mit Leben.
Ist die Erde etwas Besonderes?
Die Antwort auf diese Frage wollte ich wissen,
seit ich ein kleines Kind war.
Ich vermute, dass es 80 % von den Zuhörern hier genauso ging.
Um zu begreifen,
ob es Planeten in oder jenseits unseres Sonnensystems gibt,
die sich für Leben eignen,
muss man erst verstehen, was für das Leben nötig ist.
Es zeigt sich, bei allen 8,7 Millionen Arten,
dass Leben nur drei Dinge benötigt.
Einerseits benötigt alles Leben auf der Erde Energie.
Komplexe Lebensformen wie wir beziehen unsere Energie von der Sonne,
aber Leben tief unter der Erde
kann seine Energie aus chemischen Reaktionen erhalten.
Es gibt etliche Energiequellen auf allen Planeten.
Andererseits benötigt alles Leben Nahrung oder Nährstoffe.
Das scheint etwas viel verlangt,
besonders wenn man eine saftige Tomate will.
(Lachen)
Allerdings leitet alles Leben auf der Erde seine Nährstoffe
aus nur 6 chemischen Elementen ab
und diese Elemente kann man auf jedem planetaren Körper
in unserem Sonnensystem finden.
Die die am schwierigsten zu erlangende Sache ist die in der Mitte.
Nicht Elche, sondern Wasser.
(Lachen)
Obwohl Elche auch ziemlich cool wären.
(Lachen)
Nicht gefrorenes Wasser und keines in gasförmigem Zustand,
sondern flüssiges Wasser.
Das braucht jegliches Leben zum Überleben.
Viele Himmelskörper im Sonnensystem besitzen kein flüssiges Wasser.
Also hat man dort nicht gesucht.
Andere Objekte des Sonnensystems
haben vielleicht viel zu viel flüssiges Wasser, sogar mehr als die Erde,
aber es ist unter einer Eisschicht gefangen.
Es ist so schwierig, daran zu kommen.
Es ist sogar schwierig herauszufinden, ob es dort irgendwelches Leben gibt.
Damit bleiben ein paar Objekte übrig,
über die man nachdenken sollte.
Vereinfachen wir das Problem.
Betrachten wir nur flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten.
Es gibt nur drei Himmelskörper in unserem Sonnensystem
an die man in puncto flüssiges Wasser auf der Oberfläche denkt.
In der Reihenfolge ihres Abstands zur Sonne sind das: Venus, Erde und Mars.
Man braucht eine Atmosphäre damit Wasser flüssig ist.
Man muss sehr sorgsam mit dieser Atmosphäre umgehen.
Bei zu viel Atmosphäre, die zu dicht oder zu warm ist,
ist es zu heiß wie auf der Venus
und das Wasser ist nicht flüssig.
Aber bei zu wenig Atmosphäre die zu dünn und zu kalt ist,
endet man wie der zu kalte Mars.
Also die Venus ist zu heiß, der Mars zu kalt
und die Erde ist genau richtig.
Durch die Bilder hinter mir kann man ohne Weiteres erkennen,
wo in unserem Sonnensystem Leben existieren kann.
Es ist ein Problem nach dem Goldlöckchen-Prinzip
und so einfach, dass ein Kind es verstehen kann.
Allerdings möchte ich Sie an zwei Aspekte der Goldlöckchen-Geschichte erinnern,
über die wir vielleicht nicht so oft nachdenken,
hier aber wirklich wichtig sind.
Nummer eins:
Wenn die Schüssel der Bärenmutter zu kalt ist,
als Goldlöckchen den Raum betritt,
bedeutet das, dass sie schon immer zu kalt gewesen ist?
Könnte sie zu einem anderen Zeitpunkt genau richtig gewesen sein?
Als Goldlöckchen den Raum betritt, bedingt es die Antwort,
die von der Geschichte geliefert wird.
Das gleiche gilt für Planeten.
Sie sind nicht statisch. Sie wandeln sich.
Sie ändern sich. Sie entwickeln sich weiter.
Atmosphären tun das Gleiche.
Ich gebe Ihnen ein Beispiel.
Das hier ist eines meiner Lieblingsfotos vom Mars.
Es hat nicht die höchste Auflösung, es ist nicht besonders reizvoll
und es ist nicht das aktuellste,
aber das Foto zeigt
in die Planetenoberfläche gegrabene Flussbetten;
Flussbette, in denen sich flüssiges Wasser seinen Weg gebahnt hat,
und die hunderte, tausende
oder zehntausende Jahre zur Bildung brauchten.
Auf dem heutige Mars geht das nicht mehr.
Die Atmosphäre des Mars ist jetzt zu dünn und zu kalt,
um Wasser flüssig zu halten.
Dieses eine Foto zeigt Ihnen: die Atmosphäre des Mars veränderte sich.
Sie änderte sich sehr deutlich.
Der Ausgangspunkt dieser Änderung war ein bewohnbarer Zustand,
denn die drei Voraussetzungen für Leben waren vor langer Zeit vorhanden.
Wohin verschwand die Atmosphäre,
die Wasser gestattet, an der Oberfläche flüssig zu sein?
Ein Gedanke ist: sie verflüchtete sich ins All.
Atmosphärenteilchen erhalten genug Energie,
um sich aus der Schwerkraft des Planeten zu befreien,
verflüchtigen sich ohne Wiederkehr in den Weltraum.
Das passiert allen Himmelskörpern mit einer Atmosphäre.
Kometen haben Schweife,
die unglaublich sichtbar mahnen, wie Atmosphären sich verflüchtigen.
Aber auch die Venus hat eine Atmosphäre,
die sich genauso wie beim Mars und der Erde mit der Zeit verflüchtigt.
Es ist nur eine Frage des Ausmaßes und der Größenordnung.
Wir möchten herausfinden, wie viel sich mit der Zeit verflüchtigte,
damit wir diesen Übergang erklären können.
Wie erhalten Atmosphären ihre Energie für das Entweichen?
Wie erhalten Teilchen genug Energie dafür?
Es gibt zwei Wege, wenn man es ein wenig vereinfacht.
Nummer eins: Sonnenlicht.
Von der Sonne abgegebenes Licht
kann von Atmosphärenteilchen absorbiert werden
und die Teilchen erwärmen.
Ja, ich tanze gerade, aber sie --
(Lachen)
Oh mein Gott, wie nicht mal auf meiner Hochzeit.
(Lachen)
Sie erhalten genug Energie, um sich zu verflüchtigen
und aus der Schwerkraft des Planeten zu befreien, nur durch Erwärmung.
Sonnenwinde sind die zweite Möglichkeit, woraus sie Energie beziehen können.
Das sind von der Sonnenoberfläche ausgespuckte Teilchen, Masse, Substanz,
die mit 400 Kilometern pro Sekunde und bei Sonnenstürmen manchmal schneller
durch das Sonnensystem fliegen.
Sie rasen durch interplanetaren Raum
auf Planeten und deren Atmosphären zu
und liefern vielleicht auch Energie
für die Verflüchtigung der Atmosphärenteilchen.
Daran bin ich interessiert,
weil es sich auf Bewohnbarkeit bezieht.
Ich erwähnte, dass es zwei Aspekte der Goldlöckchen-Geschichte gibt,
auf die ich Sie aufmerksam machen und erinnern will.
Der zweite Aspekt ist ein bisschen schwieriger.
Wenn die Schüssel des Bärenvaters zu heiß ist,
und die Schüssel der Bärenmutter zu kalt,
müsste die Schüssel des Bärenkindes nicht noch kälter sein,
wenn man der Tendenz folgt?
Was Sie Ihr ganzes Leben akzeptierten,
ist bei näherer Betrachtung vielleicht nicht so einfach.
Natürlich bestimmt der Abstand eines Planeten von der Sonne seine Temperatur.
Das beeinflusst die Bewohnbarkeit.
Vielleicht gibt es noch andere Aspekte zu beachten?
Vielleicht sind es die Schüsseln selbst,
die den Ausgang der Geschichte mitbestimmen, was genau richtig ist.
Ich könnte Ihnen vieles
über unterschiedliche Eigenschaften dieser drei Planeten erzählen,
die sich vielleicht auf die Bewohnbarkeit auswirken,
aber ich möchte kurz über Magnetfelder sprechen.
Die Erde hat eines. Venus und Mars haben keines.
Magnetfelder werden tief im Planeteninnern
durch sich heftig bewegendes elektrisch leitendes Material erzeugt,
das dieses große alte, die Erde umgebende Magnetfeld aufbaut.
Wenn man einen Kompass hat, weiß man, wo Norden ist.
Die Venus und der Mars haben das nicht.
Dort ist man mit einem Kompass --
Herzlichen Glückwunsch -- verloren.
(Lachen)
Wirkt sich das auf die Bewohnbarkeit aus?
Wie könnte es?
Viele Wissenschaftler glauben,
dass die Magnetfelder der Planeten als Atmosphären-Schutzschilde dienen,
die Teilchen der Solarwinde vom Planeten mit kraftfeldartiger Wirkung ablenken,
die mit der elektrischen Ladung dieser Teilchen zu tun hat.
Ich halte es stattdessen
eher für einen Niesschutz, wie bei Salatbars, aber für Planeten.
(Lachen)
Meine Kollegen, die das später sehen, werden feststellen,
dass erstmals in der Geschichte unserer Wissenschaftsgemeinde
Sonnenwinde mit Rotz gleichgesetzt wurden.
(Lachen)
Okay, die Wirkung ist also,
dass die Erde vielleicht seit Milliarden von Jahren
wegen eines Magnetfeldes geschützt wurde.
Die Atmosphäre konnte nicht entfliehen.
Andererseits war der Mars ohne Magnetfeld ungeschützt.
Über Milliarden von Jahren
baute sich genug Atmosphäre ab,
was für den Übergang von einem bewohnbaren Planeten
zu dem heutigen Planeten verantwortlich war.
Andere Wissenschaftler glauben,
dass Magnetfelder vielleicht mehr wie Schiffssegel funktionieren
und es den Planeten ermöglicht,
mehr Energie von den Sonnenwinden einzufangen als ohne.
Die Segel sammeln vielleicht die Energie aus Sonnenwinden.
Die Magnetfelder sammeln vielleicht Energie vom Sonnenwind,
der sogar mehr Verflüchtigung der Atmosphäre zulässt.
Diese Vorstellung muss überprüft werden,
aber die Wirkung und wie es funktioniert,
scheint offensichtlich.
Denn man weiß,
dass Energie aus Sonnenwinden in unsere Atmosphäre
hier auf der Erde deponiert wird.
Diese Energie wird an Magnetfeldlinien entlang
zu den Polarregionen hinab geleitet,
was sehr schöne Polarlichter ergibt.
Wenn Sie sie schon mal erlebt haben, sie sind großartig
Wir wissen, dass die Energie eindringt.
Wir bemühen uns zu messen, wie viele Partikel entkommen
und ob das Magnetfeld, das irgendwie beeinflusst.
Ich habe Ihnen ein Problem dargestellt,
habe aber noch keine Lösung dafür.
Wir haben keine Lösung.
Aber wir arbeiten daran. Wie wir das machen?
Wir haben Raumsonden zu allen drei Planeten geschickt.
Manche bewegen sich auf einer Umlaufbahn
wie die Raumsonde MAVEN, die derzeit den Mars umkreist.
Mit der ich befasst bin
und die von der University of Colarado aus gelenkt wird.
Sie wurde entworfen,
um den Atmosphärenverlust zu messen.
Wir haben ähnliche Messungen von der Venus und der Erde.
Sobald wir alle Meßergebnisse haben,
können wir alle miteinander kombinieren und verstehen, wie alle drei Planeten
mit dem Weltraum, mit ihrer Umgebung in Wechselwirkung stehen.
Wir können bestimmen,
ob Magnetfelder für die Bewohnbarkeit wichtig sind oder nicht.
Warum sollte Sie sich für die Antwort interessieren?
Mich interessiert es zutiefst ...
und auch finanziell, aber zutiefst.
(Lachen)
Erstens wird uns die Antwort auf diese Frage
mehr über die drei Planeten Venus, Erde und Mars beibringen.
Nicht nur wie sie heute mit ihrer Umgebung in Wechselwirkung stehen,
sondern wie sie vor Milliarden von Jahren waren.
Ob sie vor langer Zeit bewohnbar waren oder nicht.
Es wird uns etwas über Atmosphären lehren,
die uns umgeben und uns vertraut sind.
Außerdem kann man das, was man durch diese Planeten erfährt,
auf Atmosphären überall anwenden,
einschließlich der Planeten, die man jetzt um andere Sterne beobachtet.
Zum Beispiel hat die Raumsonde "Kepler",
die in Boulder gebaut und gesteuert wurde,
einen briefmarkengroßen Himmelsabschnitt bis jetzt ein paar Jahre beobachtet.
Es wurden tausende Planeten
in einem briefmarkengroßen Abschnitt des Himmels gefunden,
von dem wir glauben, dass er sich nicht von jedem anderen Abschnitt unterscheidet.
20 Jahre führten uns
von der Kenntnis von 0 Planeten außerhalb unseres Sonnensystems
zu mittlerweise so vielen,
dass wir nicht wissen, welchen wir zuerst untersuchen sollen.
Wir sind für jede Hilfe dankbar.
Tatsächlich glaubt man nun aufgrund der Beobachtungen der "Kepler"-Sonde
und ähnlicher Beobachtungen,
dass von den 200 Milliarden Sternen in der Milchstraße allein,
durchschnittlich jeder Stern zumindest einen Planeten hat.
Zudem legen Schätzungen nahe,
dass es zwischen 40 und 100 Milliarden von diesen Planeten gibt,
die man als bewohnbar definieren würde --
nur in unserer Galaxie.
Wir haben Beobachtungen dieser Planeten,
aber wir wissen noch nicht, welche bewohnbar sind.
Es ist ein wenig so, wie wenn man auf einem roten Punkt gefangen ist --
(Lachen)
auf einer Bühne.
Man weiß, dass es da draußen andere Welten gibt
und man will verzweifelt, mehr über sie erfahren,
will sie befragen und herausfinden, ob vielleicht nur einer oder zwei davon
ein bisschen wie man selbst ist.
Man kann das nicht tun. Man kann dort nicht hin -- noch nicht.
Also muss man die Werkzeuge einsetzen,
die man um sich herum für die Venus, die Erde und den Mars entwickelt hat.
Man muss sie auf sie und die anderen Situationen anwenden
und hoffen, dass man vernünftige Schlussfolgerungen aus den Daten zieht.
Dass man die besten Kandidaten als bewohnbare Planeten bestimmen kann
und diejenigen, die keine sind.
Zum Schluss, zumindest für jetzt:
Das ist unser roter Punkt, genau hier.
Das ist der einzige Planet, von dessen Bewohnbarkeit man weiß,
obwohl man sehr bald von weiteren erfahren wird.
Aber bis jetzt ist das der einzige bewohnbare Planet.
Das ist unser roter Punkt.
Ich bin sehr froh, dass wir hier sind.
Danke.
(Applaus)