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Das Schicksal des Lebens im Universum

Vor Milliarden von Jahren war das Universum so heiß, daß kein Leben existieren konnte. Äonen später wird es irgendwann einmal jedoch so kalt und leer sein, daß jegliches Leben - egal wie genial es organisiert ist - verschwinden wird.


Der Glaube an ein ewiges Leben ist zentraler Bestandteil vieler Weltreligionen. Oft gepriesen als Walhalla, die "spirituelle Halle der im Kampf Gefallenen", beschreiben sie ein Leben dort ohne Schmerz, Tod, Sorgen oder Böses – eine Welt jenseits unserer physikalischen Wirklichkeit. Doch es gibt auch eine diesseitige Form von ewigem Leben, auf das wir hoffen können, nämlich im zeitlichen Sinn. So schreibt Charles Darwin im Nachwort seines Buches "Die Entstehung der Arten": "Da alle lebenden Formen die unmittelbaren Nachkommen derjenigen sind, die lange vor der kambrischen Epoche lebten, so können wir sicher sein, daß die regelmäßige Aufeinanderfolge der Geschlechter nie unterbrochen war ... Wir dürfen deshalb auch vertrauensvoll eine Zukunft von riesiger Dauer erhoffen."

Irgendwann wird unsere Sonne ihren Wasserstoffvorrat verbraucht haben, sich aufblähen und alles Leben auf unserem Heimatplaneten zerstören. Die menschliche Rasse halten wir jedoch für unverwüstlich: Unsere Nachfahren werden sich dann vermutlich eine neue Heimat suchen und sich in jede Ecke des Universums ausbreiten, ganz so wie das Leben auf unserer Erde heute jede Nische des Planeten kolonisiert hat. Der Tod wird seine Opfer fordern, Kummer und Sorgen werden das menschliche Leben nicht verlassen; doch erwarten wir, daß irgendwo unsere Kinder weiterleben.

Oder auch nicht. Obwohl Wissenschaftler heute noch immer nicht die materiellen Grundlagen des Lebens vollständig verstehen – geschweige denn die des Universums –, können sie doch Vermutungen über das ferne Schicksal des Lebens anstellen. Astronomische Beobachtungen legen heute den Schluß nahe, daß sich unser Universum – im Gegensatz zu früheren Vorstellungen von einer Umkehr der Expansion in einen Kollaps – in alle Ewigkeit ausdehnen wird.

Danach sollten wir nicht dazu verdammt sein, in einem feurigen "Endknall" zugrunde zu gehen, bei dem alle Spuren heutiger und künftiger Zivilisationen ausradiert würden. Auf den ersten Blick gibt die ewige Ausdehnung des Universums Anlaß zu Optimismus. Denn was könnte eine halbwegs intelligente Zivilisation davon abhalten, die unerschöpflichen Ressourcen anzuzapfen, um ewig zu leben.

Doch Lebensfunktionen basieren auf Energie und Information. Sehr allgemeine Argumente sprechen dafür, daß auch in einem unendlichen Zeitraum nur ein endlicher Vorrat an Energie und Informationen angesammelt werden kann. Für das Leben bedeutet dies, daß es mit versiegenden Ressourcen, aber auch mit begrenztem Wissen zurechtkommen muß. Wir folgern daraus, daß unter diesen Bedingungen keine intelligente Lebensform auf Dauer existieren kann.

Während des letzten Jahrhunderts schwankte die wissenschaftliche Eschatologie, die Lehre vom Endschicksal der Welt, zwischen Optimismus und Pessimismus. Nicht lange nach Darwins beruhigender Voraussage spekulierten Wissenschaftler schon während des viktorianischen Zeitalters über einen möglichen "Hitzetod" des Universums. Dabei sollte sich der gesamte Kosmos irgendwann auf eine überall konstante Temperatur einpendeln, so daß keinerlei Veränderungen mehr möglich wären.

 

Es begann mit Freeman Dyson


Die Entdeckung der Expansion des Universums in den 20er Jahren zerstreute vorerst diese Sorgen, da eine permanente Ausdehnung es ja nun verhinderte, daß das Universum je einen thermischen Gleichgewichtszustand erreichte. Nur wenige Kosmologen dachten damals schon darüber nach, welche Wirkung ein sich ewig ausdehnendes Universum auf das Leben haben würde.

Es begann alles im Jahre 1979 mit einer Arbeit von Freeman Dyson vom Institute for Advanced Study in Princeton (US-Bundesstaat New Jersey). Der theoretische Physiker war durch eine frühere Arbeit von Jamal Islam – jetzt an der Universität von Chittagong in Bangladesch – auf das Problem aufmerksam geworden. Seit dem Erscheinen von Dysons Artikel haben sich Physiker und Astronomen des Themas immer wieder angenommen. Angespornt durch die neueren Beobachtungen, die auf eine ganz andere Langzeitentwicklung des Universums hinwiesen, beschlossen wir vor einem Jahr, das ganze Thema noch einmal aufzurollen.

In den vergangenen 12 Milliarden Jahren durchlief das Universum viele verschiedene Phasen. Anfangs war es unvorstellbar heiß und dicht. In dieser Phase dominierte die Strahlung den Energieinhalt des Kosmos. Für hunderttausende von Jahren war unser Universum daher – wie die Physiker sagen – "strahlungsdominiert". Die bekannte kosmische Hintergrundstrahlung ist wahrscheinlich ein Relikt aus dieser Phase. Mit der Zeit dehnte sich der Raum aus und kühlte sich dabei ab. Nun dominierte die Materie das Universum. Astronomische Strukturen wachsender Größe bildeten sich. Glaubt man den aktuellen kosmologischen Beobachtungen, beschleunigt sich die Ausdehnung des Universums sogar – ein Zeichen dafür, daß eine im Weltraum verborgene, "seltsame" neue Form der Energie die Oberhand gewinnt (siehe "Neuer Auftrieb für ein beschleunigtes Universum", Spektrum der Wissenschaft, März 1999, S. 47)

Leben, wie wir es kennen, setzt das Vorhandensein von Sternen voraus. Diese Strahlungsquellen leuchten jedoch nicht ewig; außerdem ist ihre Entstehungsrate in den letzten zehn Milliarden Jahren dramatisch gesunken. In etwa 100 Billionen (1014) Jahren, wenn auch der letzte "konventionelle" Stern erloschen ist, wird eine neue Epoche beginnen. Prozesse, die heute zu langsam ablaufen, als das wir sie wahrnehmen, dominieren dann das Geschehen, so z.B. die Auflösung ganzer Planetensysteme durch Beinahkollisionen mit anderen Sternen, der Zerfall stabiler wie auch exotischer Materieformen, oder gar die Verdampfung von Schwarzen Löchern.

Wenn wir annehmen, daß sich intelligentes Leben an veränderliche Umstände anpassen kann, stellt sich die Frage, ob und welche fundamentalen Gesetze diese Wandlungsfähigkeit überhaupt begrenzen. In einem unendlichen Universum mit einem unendlichen Volumen könnte ja die Hoffnung aufkommen, daß eine hinreichend entwickelte Zivilisation auch unendliche Mengen an Materie, Energie und Information anzusammeln vermag.

Überraschenderweise ist das jedoch nicht möglich. Auch nach einer beliebig langen Zeit harter Arbeit können, so unsere These, Lebewesen nur eine begrenzte Menge an Materie, Energie und Information (Bits) zusammentragen. Was das Ganze noch frustrierender macht, ist die Tatsache, daß die Zahl aller insgesamt im Kosmos vorhandenen Materieteilchen, Energie- und Informationseinheiten anscheinend dennoch über alle Grenzen anwachsen kann. Das Problem ist daher nicht unbedingt ein Mangel an vorhandenen Vorräten, sondern liegt einfach darin begründet, daß es unmöglich ist, diese in erforderlichem Umfang einzusammeln.

Schuld daran ist die Tatsache, die es uns auch erlaubt, über ein ewiges Leben nachzudenken: die Ausdehnung des Universums. Mit der Ausdehnung des Kosmos sinkt die mittlere Dichte von Materie und Energie. Eine Verdopplung des Radius bewirkt eine achtfache Ausdünnung der Dichte von Atomen in unserem Universum. Für elektromagnetische Wellen fällt dieser Effekt noch deutlicher aus: Ihre Energiedichte sinkt bei einer Radiusverdopplung durch Rotverschiebung der Wellenlängen jeweils sogar um den Faktor 16.

Dies hat zur Folge, daß es immer zeitaufwendiger wird, genügend Ressourcen fürs Überleben zu sammeln. Intelligente Zivilisationen haben daher die Wahl zwischen zwei Möglichkeiten: Entweder suchen sie das erforderliche Material an ihrem "Wohnort" quasi zu Hause; oder sie machen in den Tiefen des Alls Jagd auf Energiebeute.

Für die erste Variante bietet es sich an, einfach die Schwerkraft z.B. in Form eines Schwarzen Loches auszunutzen. Von allen Kräften in der Natur sind nur Gravitation und Elektromagnetismus in der Lage, Dinge auch aus großen Entfernungen anzuziehen. Letztere Methode scheidet jedoch aus, da entgegengesetzt elektrisch geladene Teilchen sich makroskopisch wieder neutralisieren. Typische Objekte in unserem Kosmos sind daher elektrisch neutral und immun gegen weitreichende elektromagnetische Kräfte. Die Gravitation läßt sich dagegen nicht neutralisieren, denn alle Materie- und Strahlungsteilchen sind gravitativ aneinander gebunden und stoßen sich gegenseitig nicht ab.

Auch die Schwerkraft muß sich gegen die Expansion des Universums behaupten, welche die Objekte immer weiter voneinander wegtreibt und so auch ihre gegenseitige Anziehung reduziert. In fast allen Szenarien schwächt sich die Gravitationswirkung mit der Zeit so weit ab, daß sie größere Materiehaufen auf Dauer nicht mehr zusammenhalten kann, so daß sich gravitativ gebundene Systeme allmählich auflösen. Vielleicht ist unser Universum auch jetzt schon an diesem Punkt angelangt. Große Ansammlungen von Galaxien ("Cluster") sind die größten zusammenhängenden Gebilde, welche die Gravitation heute gerade noch zusammenhalten kann. Die einzige Ausnahme wäre, wenn das Universum zwischen Expansion und Kontraktion hin- und herpendeln würde. In diesem Fall eines "oszillierenden Kosmos" könnte die Gravitation auch dauerhaft massereichere Gebilde zusammenhalten. Dieses Szenario scheint jedoch den Beobachtungen zu widersprechen. Zudem hat sie noch einen anderen Haken: Nach 1033 Jahren hätte sich nämlich so viel Materie angesammelt, daß die allermeisten Gebilde bereits zu Schwarzen Löchern kollabiert wären und damit auch jegliches Leben vernichtet hätten. Sich im Innern eines Schwarzen Loches zu befinden ist nicht gerade ein lebensfördernder Zustand. Im Innern eines Schwarzen Loches führen alle Wege in endlicher Zeit zu dessen Mittelpunkt, wo einen nur noch Tod und Zerstörung erwarten.

Leider ist im Kampf um Ressourcen auch eine aktive Suchstrategie nicht viel erfolgreicher als der passive Ansatz. Die Expansion des Universums läßt sämtliche kinetische Energie dahinschwinden, so daß die "Energiejäger" ihre gesamte Beute letztlich wieder dafür einsetzen müssen, um ihre eigene Existenz zu sichern. Auch im bestmöglichen Szenario, in dem Materie und Energie einem kosmischen Jäger und Sammler annähernd mit Lichtgeschwindigkeit entgegenkommt und von diesem auch ohne Verlust gespeichert wird, kann eine Zivilisation beliebig große Energiemengen nur in der Nähe eines Schwarzen Loches oder in dessen Innern gewinnen.

Die letztere dieser Möglichkeiten hat 1982 Steven Frautschi genauer untersucht. Der theoretische Physiker vom California Institute of Technology kam zu dem Schluß, daß die Energiemenge, die in der Nähe von Schwarzen Löchern verfügbar wäre, schneller dahinschwinden würde als jeder erdenkliche Aufwand, diese Energie zu gewinnen. Wir untersuchten diese Möglichkeit erneut und stellten fest, daß die Schwierigkeiten sogar noch ungünstiger sind, als Frautschi vermutete: Ein Schwarzes Loch müßte, um den Energieverbrauch einer fortgeschrittenen Zivilisation auf ewig zu stillen, so groß sein wie das gesamte sichtbare Universum.

Der Energieinhalt des Kosmos wird sich noch dramatischer verdünnen, sollte die Beschleunigung der kosmischen Expansion weiter zunehmen. Ferne Objekte, die wir heute beobachten können, würden durch eine beschleunigte Expansion irgendwann einmal eine Geschwindigkeit oberhalb der Lichtgeschwindigkeit erreichen und dann aus unserem Gesichtsfeld verschwinden. Die für uns zugänglichen Ressourcen sind jedoch auf das beschränkt, was wir heute sehen – und im Prinzip erreichen – können (siehe Kasten).

Nicht alle Energieformen sind in gleichem Maß von der kosmischen Verdünnung betroffen. So könnte unser Universum z.B. mit einem Geflecht sogenannter kosmischer Fäden angefüllt sein – unendlich lange, dünne Konzentrationen aus purer Energie, von denen Theoretiker glauben, daß sie im jungen Universum entstanden sein könnten. Deren "Energie pro Länge" bliebe, so besagt die Theorie dieser bizarren Gebilde, von der kosmischen Ausdehnung verschont (siehe "Kosmische Strings" von Alexander Vilenkin, Spektrum der Wissenschaft, Februar 1988, S. 94). Intelligente Wesen könnten nun versucht sein, einen dieser kosmischen Fäden aufzuschneiden, sich um seine losen Enden herum zu versammeln und die dort entspringende Energie anzuzapfen.

Sollte das Fadengeflecht im Universum unendlich ausgedehnt sein, könnten diese Intelligenzen darauf hoffen, damit ihren Energiebedarf für alle Zeiten zu stillen. Das Problem dieser Strategie liegt jedoch darin, daß alles, was intelligente Wesen tun können, grundsätzlich auch durch natürliche Prozesse, also "von selbst" passieren kann. Sollte eine Superzivilisation in der Lage sein, die Energie eines kosmischen Fadens anzuzapfen, wäre das gesamte Netzwerk der Fäden sicher auch in der Lage, sich selbst zu verzehren. So könnten sich auf Fäden beispielsweise spontan Schwarze Löcher bilden und diese mit der Zeit verschlingen. Die Bewohner von Superzivilisationen könnten also nur einen endlichen Teil eines kosmischen Fadens aussaugen, bevor sie wieder auf ein anderes loses Fadenende treffen würden. Das gesamte Netzwerk dieser Fäden könnte sich so in nichts auflösen und ganze Zivilisationen im Energiebankrott zurücklassen.

Egal, wie clever wir uns also verhalten oder auch wie kooperativ sich das uns umgebende Universum erweist: Irgendwann werden wir uns der Endlichkeit aller Ressourcen stellen müssen. Wenn dem so ist, gibt es dann überhaupt noch Wege, sich in eine ewige Zukunft zu hangeln?

Eine offensichtliche Strategie wäre der Versuch, mit weniger auszukom-men. Um den Energieverbrauch zu senken und ihn trotz verschiedenster Aktivitäten niedrig zu halten, müßten wir irgendwann unsere Körpertemperatur reduzieren. Natürlich kann man über genetisch modifizierte Menschen spekulieren, deren Körper auch noch unterhalb von 37 Grad Celsius funktionieren. Die Körpertemperatur eines Menschen läßt sich jedoch nicht beliebig weit reduzieren; der Gefrierpunkt des Blutes bildet mit Sicherheit eine absolute Schranke: Er läßt sich als Arbeitstemperatur nicht unterschreiten. Vielleicht sind wir deshalb als Alternative irgendwann einmal gezwungen, unsere Körper ganz abzulegen.

Diese Idee hört sich reichlich futuristisch an. Doch stößt die Vorstellung, sich irgendwann einmal seines eigenen Körpers zu entledigen, bei Wissenschaftlern nicht auf fundamentale Probleme. Sie setzt lediglich voraus, daß das Bewußtsein nicht an ein bestimmtes organisches Molekül gebunden sein darf, sondern sich in anderer Form – sei es als Cyborg oder empfindungsfähige interstellare Wolken – ausdrücken kann. Viele moderne Philosophen und Hirnforscher sehen bewußte Gedanken ohnehin als einen Prozeß an, der auch durch einen Computer ausgeführt werden könnte.

Die Details brauchen uns hier nicht zu stören (das fällt leicht, denn wir sind nicht kompetent genug, sie zu beurteilen). Immerhin haben wir noch viele Milliarden Jahre Zeit, eine neue Form für unsere physische Inkarnation zu kreieren, in die wir eines Tages mit unserem Bewußtsein schlüpfen wollen. Die neuen Körper sollten auch bei niedrigeren Temperaturen arbeiten und geringere Stoffwechselraten aufweisen, was bedeutet, daß auch ihr Energiebedarf abnimmt.

Schon Freeman Dyson zeigte, wie Organismen mit einer endlichen Menge an Energie in alle Ewigkeit auskommen könnten, obwohl der Kosmos erkaltet – indem sie nämlich ihre Stoffwechselrate herunterfahren. Auch wenn niedrigere Temperaturen unseren Verstand – die Zahl der Gedanken pro Sekunde – minimieren würden, so wäre doch die Gesamtzahl aller Gedanken im Prinzip noch unbegrenzt. Kurz: Intelligente Organismen könnten ewig leben – nicht nur in absoluten Maßstäben, sondern auch nach ihrer eigenen, subjektiven Erfahrung. Solange Lebewesen aber in der Lage sind, eine unendliche Zahl von Gedanken zu produzieren, verläuft ihr Leben nicht in einem eintönigen Takt. Denn warum soll man es eilig haben, wenn noch Milliarden von Jahren vor einem liegen?

Auf den ersten Blick sieht es so aus, als bekomme man hier etwas für nichts. Doch die Mathematik der Unendlichkeit spottet jeder Intuition. Damit ein Organismus einen bestimmten Grad an Komplexität beibehält, muß – wie Dyson folgert – die Geschwindigkeit seiner Informationsverarbeitung direkt proportional zur Körpertemperatur sein. Dagegen sollte der Energieverbrauch proportional zum Quadrat der Temperatur sein (der zusätzliche Faktor stammt aus der Thermodynamik). Die notwendige Energie für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur sinkt somit schneller als die kognitiven Fähigkeiten. Bei 37 Grad Celsius verbraucht der menschliche Körper etwa 100 Watt. Bei –118 Grad Celsius halbiert sich in einem ähnlich komplex aufgebauten Körper die Denkleistung; sie verbraucht aber nur ein Viertel der Energie. Dieser Deal wäre akzeptabel, weil die meisten physikalischen Prozesse in der Umgebung sich ebenfalls entsprechend verlangsamen.

Leider hat die Sache einen Haken. Die meiste Energie geht als Wärme verloren – vor allem als Strahlung, schon damit sich der Körper nicht übermäßig aufheizt. Die menschliche Haut beispielsweise leuchtet am stärksten im Infrarotbereich. Bei niedrigen Temperaturen wäre der optimale Strahler jedoch ein verdünntes Elektronengas. Doch bei diesem sinkt die Abstrahlungseffizienz mit der dritten Potenz der Temperatur – schneller als das Absinken der Stoffwechselraten. Irgendwann kommt der Punkt, an dem lebende Organismen ihre Körpertemperatur nicht weiter reduzieren können. Sie wären dann nämlich gezwungen, ihre Komplexität aufzugeben – also zu verdummen. Dann könnten sie aber nicht mehr als intelligente Lebewesen existieren.

 

Kosmischer Winterschlaf


Es sieht so aus, als wären wir damit am Ende. Doch um die Ineffizienz von Strahlern zu umgehen, postulierte Freeman Dyson kühn sein Konzept eines kosmischen "Winterschlafs". Lebewesen sollten nur einen kleinen Teil ihrer Lebensspanne wirklich wach sein. In der Phase ihres (Winter-)schlafs würde ihr Stoffwechsel absinken, doch würden sie noch Wärme abstrahlen. Insgesamt könnten sie damit eine sehr viel niedrigere mittlere Körpertemperatur erreichen. Indem sie über zunehmend längere Zeiträume in Winterschlaf verfielen, könnten sie mit einem endlichen Energievorrat ewig auskommen und dabei noch unendlich viele Gedanken hegen. Der Princeton-Physiker folgerte daraus, daß ewiges Leben tatsächlich möglich sei.

Seit Dysons Aufsatz von 1979 ergaben sich mit diesem Konzept jedoch einige Probleme. Zum einen hatte der Theoretiker angenommen, daß die mittlere Temperatur des Universums – im Moment etwa gleich den 2,7 Kelvin (–271 Grad Celsius) der kosmischen Hintergrundstrahlung – mit fortschreitender Expansion des Kosmos noch weiter absinken würde. Damit würden sich auch Organismen in alle Zukunft weiter abkühlen können. Die Existenz einer kosmologischen Konstante würde dagegen eine Minimaltemperatur erfordern, die nicht unterschritten werden kann. Abschätzungen führen auf einen Wert von etwa 10–29 Kelvin, also extrem nahe dem absoluten Nullpunkt. Verschiedene Kosmologen, wie J. Richard Gott II., John Barrow, Frank Tipler oder wir, zeigten alle unabhängig voneinander, daß Organismen ihre Temperatur aus energetischen Gründen nicht unter diese Grenze absenken können.

Eine zweite Schwierigkeit: All diese Organismen müßten in periodischen Abständen wieder aufgeweckt werden! Dafür bräuchte man Uhren ganz besonderer Güte. Sie müßten verläßlich für ewig lange Zeit funktionieren und dürften dabei so gut wie keine Energie verbrauchen.

Die Quantenmechanik lehrt uns leider, daß so etwas nicht möglich ist. Zum Beispiel könnte man sich einen Wecker vorstellen, der aus zwei Kugeln besteht, die aus großer Distanz aufeinanderzubewegt werden. Sobald diese kollidieren, soll der Alarm losgehen. Um die Zeitabstände zwischen den Alarmen zu verlängern, könnte man die beiden Kugeln mit einer jeweils zunehmend geringeren Geschwindigkeit auf ihren Weg schicken. Diese Uhr gerät jedoch in Schwierigkeiten mit der Heisenbergschen Unbestimmtheitselation; diese besagt, daß Geschwindigkeit und Aufenthaltsort beider Kugeln nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmt werden können. Ist eine der beiden Angaben jedoch hinreichend ungenau, würden sich die Kugeln einmal verfehlen und der Weckalarm bliebe aus. Der Winterschlaf würde dann ewig dauern.

Man könnte sich natürlich Weckformen vorstellen, die oberhalb der Quantengrenze blieben und sogar in den Organismus eingebaut wären. Bis jetzt hat allerdings noch niemand einen Mechanismus vorgeschlagen, der Lebewesen in alle Ewigkeit zuverlässig aufweckt und dabei nur endlich viel Energie verbraucht.

Der dritte und vielleicht wichtigste Einwand gegen ein ewiges Leben intelligenter Organismen betrifft – erstaunlich genug – grundsätzliche Beschränkungen der Berechenbarkeit. Computerwissenschaftler dachten früher, daß jede Berechnung pro Rechenschritt eine gewisse Mindestenergie verbraucht, die direkt proportional zur jeweiligen Temperatur des Computers steigt oder fällt. In den frühen 80er Jahren fanden Forscher dann heraus, daß unter bestimmten Umständen, wie etwa bei Quantensystemen oder der Molekularbewegung von Teilchen in einer Flüssigkeit, auch Operationen ohne jeden Energieverbrauch möglich sind ("Grundsätzliche physikalische Grenzen beim Rechnen" von Charles H. Bennett und Rolf Landauer, Spektrum der Wissenschaft, September 1985, S. 94).

Solche Computer könnten prinzipiell mit einer beliebig kleinen Energiemenge auskommen. Um diese noch zu verringern, müßte man ihre Rechenschritte einfach nur verlangsamen – ein Verfahren, das ewig lebende Organismen in ihrem Repertoire haben sollten. Es stützt sich auf zwei Bedingungen: Erstens sollten die Computer im thermischen Gleichgewicht mit ihrer Umgebung bleiben. Und zweitens sollten sie niemals Informationen verwerfen (vergessen). Sollten sie dies dennoch tun, würden die Operationen irreversibel. Nach den Gesetzen der Thermodynamik verbrauchen solche Prozesse dann aber Energie.

In einem sich ausdehnenden Universum lassen sich diese Bedingungen aber leider nicht erfüllen. Wenn die Expansion des Kosmos die Wellenlängen des Lichts dehnt und so ihre Energie schwächt, können Lebewesen nicht mehr die Strahlung aussenden oder absorbieren, die sie brauchen, um mit ihrer Umgebung im thermischen Gleichgewicht zu bleiben. Ausgestattet mit endlicher Masse und einem beschränkten Speichervolumen müßten sie irgendwann alte Gedanken vergessen, um neue hegen zu können.

Was bleibt dann noch an Möglichkeiten für eine immerwährende Existenz? Sie kann, soviel ist sicher, nur begrenzte Mengen an Teilchen und Informationen speichern. Endlich viele Partikel und endlich viele Bits können aber auch nur in einer endlichen Anzahl von Konfigurationen arrangiert werden. Da Gedanken aber nur eine Umorganisation von Informationen darstellen, entspricht einer endlichen Informationsmenge auch nur eine begrenzte Zahl von Gedanken. Alle Organismen würden folglich immer wieder ihre Vergangenheit durchleben, mit immer wieder den gleichen, sich wiederholenden Gedanken.

Kurz: Das Leben würde sich ewig wiederholen. Die Unendlichkeit geriete für es zum Gefängnis statt zur ewigen Quelle von Forschung und Kreativität. Zwar hätten solche Lebewesen vielleicht ihr Nirwana gefunden, aber wären sie noch "lebendig"?

Dyson hat übrigens seine Vorstellungen zu diesem Thema seitdem weiterentwickelt. Er schlug vor, Organismen könnten die Grenzen der Quantenwelt umgehen, wenn sie wüchsen oder unterschiedliche Speicher benützten. Nach seiner Überzeugung komme es alleine darauf an, ob Leben "analog" oder "digital" sei – also die Gesetze der Kontinuumsphysik oder die der Quantenmechanik die Grenzen setzten. Wir sind überzeugt, daß das Leben letztlich digital ist.

Gibt es also noch Hoffnung auf ein ewiges Leben? Die Quantenmechanik, die uns so enorme Einschränkungen auferlegt, könnte vielleicht in anderer Gestalt hilfreich sein. So erlaubt die Quantengravitation die Existenz von sogenannten Wurmlöchern – topologischen Verbindungen zwischen verschiedenen Teilen des Universums, die kürzer sein könnten als der "normale" Weg durch den normalen Weltraum. Besonders clevere Lebensformen könnten sie als Abkürzung nutzen und andere – sonst unzugängliche – Bereiche des Kosmos auf der Suche nach endlosen Materie- und Energievorräten aufsuchen. So fündig geworden, könnten sie Barrieren wie z.B. die endliche Lichtgeschwindigkeit vielleicht umgehen.

An solche letzten Grenzen würde das Leben auf jeden Fall erst nach wahrhaft kosmischen Zeiträumen stoßen. Manchen mag die Vorstellung befremden, daß jedes Leben irgendwann einmal zu Ende geht. Für uns ist es jedoch bemerkenswert, wenn wir überhaupt solche Schlußfolgerungen ziehen können. Und vielleicht ist es das größere Geschenk, sich des Kosmos bewußt zu sein und unsere Rolle darin zu erkennen, als es auf ewig zu bewohnen.

Literaturhinweise

Time Without End: Physics And Biology In An Open Universe. Freeman J. Dyson in Reviews of Modern Physics, Vol. 51, No. 3, S. 447-460; July 1979.

The Last Three Minutes: Conjecutres About The Ultimate Fate Of The Universe. Paul C. W. Davies. HarperCollins, 1997.

The Five Ages Of The Universe: Inside The Physics Of Eternity. Fred Adams und Greg Laughlin. Free Press, 1999.

Quintessence: The Mystery Of The Missing Mass. Lawrence M. Krauss. Basic Books, 1999.

Life, The Universe, And Nothing. Auf dem Web verfügbar unter xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/9902189.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 1 / 2000, Seite 52
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
1 / 2000

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 1 / 2000

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