( für Suche nach extraterrestrischer Intelligenz, auch kurz SETI genannt) bezeichnet die Suche nach außerirdischen Zivilisationen. Seit 1960 werden verschiedene wissenschaftliche Projekte betrieben, die unter anderem den Radiobereich des elektromagnetischen Spektrums nach möglichen Anzeichen und Signalen technischer Zivilisationen im All untersuchen.Frank White: The SETI Factor – How the Search for Extraterrestrial Intelligence Is Changing Our View of the Universe and Ourselves. Walker & Company, New York 1990, ISBN 0-8027-1105-7, „Modern SETI-A New Form of Space Exploration“ S. 50–69Ronald D. Ekers: Seti 2020 – a roadmap for the search for extraterrestrial intelligence. Seti Press, Mountain View, Calif. 2002, ISBN 0-9666335-3-9; seti.org (abgerufen am 19. April 2012).
Grundlagen und Abschätzungen mini|350px|Das ALMA-Teleskop mit Mond und Milchstraße im Hintergrund Die SETI-Forschung beruht auf der Annahme, dass außerirdisches Leben im Weltall sich so weit entwickelt hat, dass diese Lebensformen ähnliche Kommunikationssysteme und Nachrichtentechnologien nutzen wie auf der Erde. Bislang ist nicht bekannt, ob es gegenwärtig andere technische Zivilisationen gibt, die zur Sendung und zum Empfang interstellarer Signale in der Lage sind.Carl Sagan: On the detectivity of advanced galactic civilizations. Icarus, Vol. 19, Issue 3, Juli 1973, S. 350–352, doi:10.1016/0019-1035(73)90112-7, ;William I. Newman et al.: Galactic civilizations – Population dynamics and interstellar diffusion Icarus, vol. 46, Juni 1981, S. 293–327, ;J. G. Kreifeldt: A Formulation for the Number of Communicative Civilizations in the Galaxy; Icarus, vol. 14, S. 419, Frank J. Tipler: Extraterrestrial Intelligence – A Skeptical View of Radio Searches. Science 14. Januar 1983, Vol. 219 no. 4581, S. 110–112, doi:10.1126/science.219.4581.110-a;B. Finney: The impact of contact. Eine Abschätzung dazu hat der Astronom Frank Drake mit der Drake-Gleichung versucht.Milan M. Ćirković: The Temporal Aspect of the Drake Equation and SETI. Astrobiology, Vol. 4, Issue 2, S. 225–231, Juni 2004, . Bei optimistischer Einschätzung der Faktoren dieser Gleichung ergäbe sich eine mögliche Anzahl von über 300 solcher Zivilisationen in der Milchstraße.bbc.co.uk: Number of alien worlds quantified, 5. Februar 2009; How many intelligent civilisations are in our galaxy? 5. Februar 2009, abgerufen am 5. März 2011D. H. Forgan: A numerical testbed for hypotheses of extraterrestrial life and intelligence. International Journal of Astrobiology, Vol. 8, Issue 2, S. 121–131, April 2009, , . Als Hauptfaktor für aktive und kommunizierende Zivilisationen gilt deren durchschnittliche Lebenszeit als kommunizierende Zivilisation. Laut einer Studie aus dem Jahr 2020 müssten nach damaligen Kenntnisstand aktuell etwa 36 Zivilisationen mit extraplanetarer Kommunikationsfähigkeit „Communicating Extra-Terrestrial Intelligence“ (CETI) in unserer Galaxie existieren, falls deren Entstehung, wie auf der Erde, ca. 4,5 bis 5,5 Milliarden Jahre dauerte und deren durchschnittliche Lebenszeit ca. 100 Jahre beträgt. Stephen Dole schätzte 1964 in einer Studie für die RAND Corporation erstmals die Anzahl möglicher habitabler Welten in der Galaxis ab.Stephen H. Dole, Isaac Asimov: Planets for man – based on the RAND Corporation Research Study, Habitable planets for man. Random House, New York, 1964; Claudio Maccone: Mathematical SETI – statistics, signal processing, space missions. Springer, Berlin 2012, ISBN 978-3-642-27436-7, S. 111–119 @google books Die Kardaschow-Skala ist eine Skala, mit der eventuelle technische Möglichkeiten extraterrestrischer Zivilisationen abgeschätzt werden.Signatures of distant super-technology S. 140f. in: Paul C. W. Davies: The eerie silence – renewing our search for alien intelligence. Houghton Mifflin Harcourt, Boston 2010, ISBN 978-0-547-13324-9 Die Galaxie, in der sich die Erde befindet, die Milchstraße, hat einen Durchmesser von ungefähr 200.000 Lichtjahren und enthält zwischen 200 und 400 Milliarden Sterne sowie – Erkenntnissen der Kepler-Mission zufolge – 50 Milliarden Planeten, davon schätzungsweise 500 Millionen Planeten in habitablen Zonen.seds.lpl.arizona.edu: ;www.universetoday.com: How Many Stars are in the Milky Way?zeit.de: «Kepler»-Mission: 50 Milliarden Planeten in Milchstraße, 20. Februar 2011;spiegel.de: Astronomen vermuten 50 Milliarden Planeten in Milchstraße, 20. Februar 2011, abgerufen am 5. März 2011.wired.co.uk: , 21. Februar 2011;derstandard.at: 50 Milliarden Planeten allein in unserer Milchstraße, 21. Februar 2011, abgerufen am 5. März 2011. Weitere Analysen der Kepler-Daten und Untersuchungen mit dem Keck-Teleskop (Stand: 2013) lassen auf eine noch weitaus höhere Anzahl an Planeten in habitablen Zonen in der Milchstraße schließen.berkeley.edu: Astronomers answer key question: How common are habitable planets? Prevalence of Earth-size planets orbiting Sun-like stars .
Das Fermi-Paradoxon wirft die Frage auf, wieso die Menschheit noch keine Nachweise außerirdischer Intelligenz ermitteln konnte, obwohl selbst-replizierende Sonden die Milchstraße bereits vielfach durchreist haben müssten und somit Kontakt zur menschlichen Zivilisation gefunden haben könnten.https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2011arXiv1111.6131W/abstract
Einschränkungen des Suchgebietes Die Annahme, dass außerirdische Lebensformen mehrheitlich auf Kohlenstoff-Chemie basieren – wie alle Lebensformen auf der Erde – wird in der Exobiologie polemisch als Kohlenstoffchauvinismus bezeichnet.daviddarling.info: carbon-based life. Obwohl auch hypothetisch eine alternative Biochemie wie z. B. auf Siliziumbasis diskutiert wird, bietet Kohlenstoff eine größere Vielfalt zur Bildung von semi-stabilen Molekülen.Norman R. Pace: The universal nature of biochemistry (PDF; 83 kB) pnas.orgdaviddarling.info: silicon-based life.William Bains: Many Chemistries Could Be Used to Build Living Systems. In: Astrobiology, Volume: 4 Issue 2: September 3, 2004, doi:10.1089/153110704323175124.
Eine weitere Annahme ist, dass Leben flüssiges Wasser benötigt. Das einfach gebaute Wassermolekül bildet eine optimale Umgebung für die Entwicklung komplexer kohlenstoffbasierter Moleküle, die zur Entwicklung von Leben führen könnten.Douglas A. Vakoch: Communication with Extraterrestrial Intelligence. SUNY Press, 2011, ISBN 978-1-4384-3795-8, S. 223. S. 223–234.
Eine dritte Einschränkung ist, sich auf sonnenähnliche Sterne zu konzentrieren. Sehr große Sterne haben relativ kurze Lebenszeiten von nur einigen Millionen Jahren bis zu wenigen zehntausend Jahren, so dass das Leben auf ihren Planeten sehr wenig Zeit für die Entwicklung hätte. Andererseits ist die freigesetzte Energie sehr kleiner Sterne so gering, dass nur Planeten auf einer nahen Umlaufbahn als Kandidaten für Leben in Frage kämen. Die Lebenszeit eines solchen Sterns kann allerdings 20 Milliarden Jahre und mehr betragen. Durch die enge Umlaufbahn und die Wirkung der damit verbundenen starken Gezeitenkräfte ist die Eigenrotation solcher Planeten in der Regel sehr langsam oder in gebundene Rotation übergegangen. Die Folge ist ein ungünstiges, sehr starkes Temperaturgefälle zwischen Tag- und Nachtseite, wie es etwa beim Merkur beobachtet werden kann.
Eigenschaften eines hypothetischen Signals Um eine Radioübertragung von einer außerirdischen Zivilisation zu empfangen, wird postuliert, das gesamte Spektrum der gängigsten elektromagnetischen Frequenzen abzusuchen, da man nicht wissen könne, welche Frequenz die Außerirdischen nutzten.
Da das Signal zur leichteren Detektion stärker als die Strahlung des Heimatsterns sein sollte, ist es nicht sinnvoll, ein starkes Signal über eine große Bandbreite von Wellenlängen zu übertragen, und deshalb ist es wahrscheinlich, dass ein solches Signal auf einem sehr schmalen Frequenzband (Kanal) gesendet wird.Nikolai S. Kardaschow: Transmission of Information by extraterrestrial civilizations. in: Soviet Astronomy-AJ, vol. 8, no. 2, Sept.-Oct. 1964 PDF; Claudio Maccone: The Narrowband Assumption in SETI. In: ebender: Deep space flight and communications. Springer, Berlin 2009, ISBN 978-3-540-72942-6, S. 60 ff.; . Das bedeutet, dass eine große Anzahl sehr schmaler Kanäle abgesucht werden muss.
Die Modulation und die Kodierung eines außerirdischen Signals sind ebenso unbekannt. Interessant könnten sehr schmalbandige Signale sein, die stärker sind als das Hintergrundrauschen und konstant in ihrer Stärke. Ein regelmäßiges und komplexes Pulsmuster wäre ein Hinweis darauf, dass die Signale künstlich sind.P. V. Makovetskii: Structure of call signals of extraterrestrial civilizations. Soviet Astronomy, Vol. 20, S. 123, 1976, . Es wurden Studien durchgeführt, mit der Frage nach den Eigenschaften eines Signales, das einfach gefunden und entschlüsselt werden kann. Ob die Annahmen aus diesen Studien tatsächlich gültig sind, ist noch unbestätigt.uci.edu: Finding frugal aliens, abgerufen am 21. Juli 2010.
Kosmische Strahlung und auch terrestrische Strahlungsquellen bilden einen gewissen Schwellwert für Signale, die wir noch als solche erkennen können. Um eine außerirdische Zivilisation orten zu können, die ihre Signale in alle Richtungen ausstrahlt, müsste diese einen sehr starken Sender benutzen. Seine Leistung müsste mindestens vergleichbar sein mit der gesamten elektrischen Leistung, die heute auf der Erde zur Verfügung steht. Das Signal einer außerirdischen Zivilisation könnte behindert und damit unlesbar werden, z. B. durch interstellaren Nebel oder auch von Interferenzen.Samuil A. Kaplan: Extraterrestrial civilizations : problems of interstellar communikations. Jerusalem, 1971, keine ISBN, S. 59, online, abgerufen am 11. August 2011 Ein ganz ähnlicher Effekt tritt mitunter auch bei Fernsehgeräten mit terrestrischem Antennenempfang auf: Wenn die Fernsehsignale von einem Berg oder einem großen Objekt reflektiert werden und damit die Antenne auf zwei unterschiedlich langen Wegen erreichen, so kommt es zu einer zeitversetzten Überlagerung.
Auf die gleiche Art könnte der gebündelte Kommunikationsstrahl einer weit entfernten Zivilisation von interstellaren Wolken abgelenkt oder verschoben und aufgrund dieser Interferenzen das Signal geschwächt oder gar unlesbar werden.George W. Swenson jr.: Interstellare Verbindungen. In: Spektrum der Wissenschaft – Dossier Leben im All. 3/2002, Spektrum-d.-Wiss.-Verl., Heidelberg 2002, ISBN 3-936278-14-8, S. 72–75Michael Lachmann u. a.: The physical limits of communication or Why any sufficiently advanced technology is indistinguishable from noise. American Journal of Physics, Vol. 72, Issue 10, S. 1290–1293 (2004), .