Die Schwarze WolkeEine denkende interstellare Wolke
Wenn eine interstellare Wolke, die auf die Sonne zutreibt, intelligent wäre, was würde sie wollen? Diese Seite behandelt Dunkelwolken, organische Moleküle und verwandte Forschung.
Interstellare Wolken sind real. Denkende interstellare Wolken gibt es nur in der Fiktion. Der Kanal „Die Schwarze Wolke“ im Spiel borgt sich die Prämisse von Fred Hoyles Roman Die Schwarze Wolke von 1957: Eine Wolke aus interstellarem Gas driftet ins Sonnensystem und blockiert das Sonnenlicht, und später entdecken die Menschen, dass die Wolke lebt und sehr intelligent ist.
Diese Seite behandelt zuerst die reale Wissenschaft interstellarer Wolken: wie sie Sternenlicht blockieren, welche Moleküle sie enthalten und wie lange eine Wolke für einen Gedanken bräuchte. Dann folgt die Geschichte, die sich das Spiel ausdenkt, und zuletzt eine Liste verwandter realer Forschung. Hoyle war ein echter Astrophysiker, weshalb diese Prämisse eine Diskussion wert ist.
Dunkle Wolken sind real
- Sterne verbergen: Barnard 68 ist etwa 500 Lichtjahre entfernt und etwa ein halbes Lichtjahr groß. Sichtbares Licht kommt überhaupt nicht hindurch, und die Sterne dahinter sind nicht zu sehen.
- Radioecho: Moleküle in interstellaren Wolken senden Radio-Spektrallinien bei bestimmten Frequenzen aus, und Astronomen messen damit Temperatur und Geschwindigkeit einer Wolke.
- Was sie will, ist Licht: Staub absorbiert Sternenlicht und strahlt es als Infrarot wieder ab, dunkle Wolken sind im Infraroten also tatsächlich hell.
Organische Moleküle in der Wolke
Sagittarius B2 ist eine riesige Molekülwolke nahe dem Zentrum der Milchstraße. Zu den dort nachgewiesenen organischen Molekülen gehören Ethanol, Ethylformiat und verzweigtes Isopropylcyanid. Der Autor von Die Schwarze Wolke hat sich das nicht ausgedacht: Interstellare Wolken enthalten tatsächlich komplexe organische Moleküle, und mehrere wurden in Sagittarius B2 gefunden.
Wie schnell kann eine Wolke „denken“
Wenn eine Wolke wirklich denken könnte, wäre sie langsam, denn kein Signal kann schneller als das Licht reisen. Damit sich ein Gedanke durch ein ganzes Gehirn ausbreitet, braucht es mindestens die Zeit, die das Licht zum Durchqueren benötigt. Ein Gehirn von der Größe der Erde braucht nur etwa 0,04 Sekunden. Eine Wolke von einer Astronomischen Einheit Durchmesser braucht mehr als 8 Minuten.
Magnetfeldlinien durchziehen die Wolke, und geladene Teilchen bewegen sich an ihnen entlang. Das ist der reale Ausgangspunkt der „Magnetischen Nerven“ im Spiel. Für die Verständigung mit einem völlig fremden Geist wird am häufigsten die Mathematik als Ausgangspunkt genannt: Primzahlen, Geometrie, Naturkonstanten.
Leben und Tod einer Wolke
Eine Molekülwolke lebt gewöhnlich nur einige zehn Millionen Jahre, dann kollabiert sie zu Sternen oder wird auseinandergeblasen. Wenn eine Molekülwolke kalt und dicht genug ist, kollabiert sie unter ihrer eigenen Schwerkraft. Das nennt man Jeans-Instabilität, und so werden Sterne geboren. Für eine denkende Wolke bedeutet Kollaps also den Tod.
1950 fragte Enrico Fermi beim Mittagessen: „Wo sind sie alle?“ Das Spiel stellt diese Frage auch dieser Wolke.
Die Idee im Spiel
Was folgt, ist Spielfiktion. Der Kanal erzählt, wie Astronomen bemerken, dass die Sterne in einem Himmelsfleck einer nach dem anderen verschwinden. Etwas davor blockiert das Licht dahinter und treibt auf die Sonne zu, und es ändert seinen Kurs. Man entdeckt sie in der Ära der interstellaren Zivilisation, sobald es Weltraumteleskope gibt. Die Mechanik ist langsames Denken: Jede Frage muss warten, bis sie zu Ende „gedacht“ hat, bevor du eine Antwort bekommst, und je tiefer die Frage, desto länger die Wartezeit. Wenn sie nahe der Sonne anhält, blockiert sie einen Teil des Sonnenlichts, und der Ertrag der „Interstellaren Zivilisation“ der Hauptzivilisation sinkt.
Im Szenario denkt sie mit elektrischen Strömen in ihren Magnetfeldern. Sie sagt, sie sei älter als die Sonne und gekommen, um zu „fressen“, also Sternenlicht aufzunehmen, um ihre Energie aufzufüllen. Sie sagt, auch andere Wolken in der Galaxie denken, und ein Satz zwischen ihnen braucht Hunderte Jahre. Sie beantwortet die Frage, die Menschen schon immer stellen wollten: Die meisten von ihnen warten, warten darauf, dass das Universum abkühlt. Der Kanal hat zwei Enden. Sie zieht sich langsam in den interstellaren Raum zurück und hinterlässt einen Satz: „Wenn das Universum abgekühlt ist, sehen wir uns wieder.“ Oder sie bleibt am Rand des Sonnensystems, wie ein dünner Halo. All das ist Fiktion.
Verwandte reale Forschung
Die folgenden Studien betreffen Hoyle selbst und organische Moleküle im All. Sie sind verwandte echte Wissenschaft, kein Beleg dafür, dass Wolken denken können.
- Eine systematische Darstellung, wie Sterne die Elemente des Periodensystems Schritt für Schritt schmieden, der Ursprung von „wir alle sind Sternenstaub“ (Burbidge, Burbidge, Fowler und Hoyle, Reviews of Modern Physics, 1957).
- Damit Sterne genug Kohlenstoff erzeugen konnten, sagte Hoyle voraus, dass Kohlenstoff-12 ein besonderes Energieniveau haben muss, was das Experiment dann bestätigte (Hoyle, The Astrophysical Journal Supplement, 1954).
- In einem Kolben eingeschlossenes Wasser, Methan, Ammoniak und Wasserstoff erzeugten unter fortwährender elektrischer Entladung die Aminosäuren, aus denen Proteine bestehen (Miller, Science, 1953).
- Im Murchison-Meteoriten wurden Aminosäuren außerirdischen Ursprungs gefunden, die Rohstoffe des Lebens könnten im Universum also häufig sein (Kvenvolden et al., Nature, 1970).
Reale Grundlage
Die Sterne verbergen: Barnard 68 ist etwa 500 Lichtjahre entfernt und etwa ein halbes Lichtjahr breit. Sichtbares Licht kommt nicht hindurch, und alle Sterne dahinter sind verborgen.
Radioecho: Moleküle in interstellaren Wolken senden Radiolinien bei bestimmten Frequenzen aus, mit denen Astronomen Temperatur und Geschwindigkeit einer Wolke messen.
Gemeinsame Zahlen: Der am häufigsten genannte Ausgangspunkt für die Verständigung mit einer völlig fremden Intelligenz ist Mathematik: Primzahlen, Geometrie, Naturkonstanten.
Organische Moleküle in der Wolke: Sagittarius B2 ist eine riesige Molekülwolke nahe dem Zentrum der Milchstraße, in der organische Moleküle wie Ethanol, Ethylformiat und verzweigtes Isopropylcyanid nachgewiesen wurden.
Magnetische Nerven: Magnetfeldlinien durchziehen interstellare Wolken, und geladene Teilchen bewegen sich an ihnen entlang.
Gedanken mit Lichtgeschwindigkeit: Damit sich ein Gedanke über ein ganzes Gehirn ausbreitet, braucht es mindestens die Zeit, die das Licht zum Durchqueren braucht. Ein Gehirn von der Größe der Erde braucht nur etwa 0,04 Sekunden; eine Wolke von einer Astronomischen Einheit Breite über 8 Minuten.
Ihr Alter: Molekülwolken halten meist nur einige zehn Millionen Jahre, dann kollabieren sie zu Sternen oder werden weggeblasen.
Was sie will, ist Licht: Staub absorbiert Sternenlicht und strahlt es als Infrarot wieder ab, daher sind dunkle Wolken im Infraroten eigentlich hell.
Sterne sind ihr Tod: Wenn eine Molekülwolke kalt und dicht genug ist, kollabiert sie unter ihrer eigenen Schwerkraft; das nennt man Jeans-Instabilität. So werden Sterne geboren.
Wo sind sie?: Fermi fragte 1950 beim Mittagessen: „Wo sind sie alle?“
Die schwarze Wolke (Fred Hoyle, 1957), die Wissenschaft: Hoyle war ein echter Astrophysiker. Interstellare Wolken enthalten tatsächlich komplexe organische Moleküle; mehrere Arten wurden in Sagittarius B2 gefunden.
Verwandte Forschung
Diese Studien hängen mit dem Thema zusammen, belegen diese Seite aber nicht direkt.
B²FH: Diese hundertseitige Arbeit erklärte Schritt für Schritt, wie Sterne die Elemente des Periodensystems schmieden. Wir alle sind Sternenstaub, und hier beginnt dieser Gedanke.
Quelle: Burbidge, Burbidge, Fowler & Hoyle, Reviews of Modern Physics 1957, "Synthesis of the elements in stars"
Hoyles Vorhersage: Damit Sterne genug Kohlenstoff erzeugen, sagte Hoyle voraus, dass Kohlenstoff-12 ein besonderes Energieniveau haben muss, was Experimente dann bestätigten.
Quelle: Hoyle, The Astrophysical Journal Supplement 1954, "On nuclear reactions occurring in very hot stars. I. The synthesis of elements from carbon to nickel"
Das Miller-Urey-Experiment: Ein Doktorand schloss Wasser, Methan, Ammoniak und Wasserstoff in einen Kolben ein, ließ ständig Funken schlagen und erhielt die Aminosäuren, aus denen Proteine bestehen.
Quelle: Miller, Science 1953, "A production of amino acids under possible primitive earth conditions"
Aminosäuren im All: Im Murchison-Meteoriten fand man Aminosäuren außerirdischen Ursprungs. Die Rohstoffe des Lebens sind im Universum vielleicht häufig.
Quelle: Kvenvolden et al., Nature 1970, "Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite"
Spielfiktion (erfunden)
- Knoten „Magnetische Nerven“: Es denkt mit elektrischen Strömen in Magnetfeldern.
- Knoten „Sein Alter“: Es sagt, es sei älter als die Sonne.
- Knoten „Was es will, ist Licht“: Es kam zum „Fressen“: Es nimmt Sternenlicht auf, um seine Energie aufzufüllen.
- Knoten „Sterne sind sein Tod“: Für eine denkende Wolke ist der Kollaps der Tod.
- Knoten „Seinesgleichen“: Es sagt, es gebe in der Milchstraße weitere denkende Wolken, und ein einziger Satz zwischen ihnen braucht Hunderte von Jahren.
- Knoten „Eine Antwort“: Sie hat eine Frage beantwortet, die die Menschen schon immer stellen wollten.
- Knoten „Wo sind sie?“: Seine Antwort: Die meisten warten, sie warten darauf, dass das Universum abkühlt.
- Knoten „Abschied“: Es entfernte sich langsam, und die Sterne hinter ihm gingen einer nach dem anderen wieder an.
- Kanal-Ende „Abschied“: Es zieht sich langsam in den interstellaren Raum zurück, und die Sterne hinter ihm gehen einer nach dem anderen wieder an. Es hinterlässt einen letzten Satz: Wenn das Universum abgekühlt ist, sehen wir uns wieder.
- Kanal-Ende „Bleiben“: Es bleibt am Rand des Sonnensystems, wie ein dünner Halo. Jede Frage der Menschen braucht einige Minuten bis zur Antwort, aber niemand stört sich am Warten.
- Zusammenfassung des Romans Die schwarze Wolke: Eine interstellare Gaswolke treibt ins Sonnensystem und blockiert das Sonnenlicht. Astronomen stellen später fest, dass die Wolke lebt und sehr intelligent ist.