Perkolationstheorie der Kolonisierung

Der NASA-Physiker Geoffrey Landis schlug 1993 (publiziert 1998 im Journal of the British Interplanetary Society) ein Modell vor, das die Perkolationstheorie aus der Statistischen Physik auf interstellare Kolonisierung anwendet. Die Perkolationstheorie beschreibt, wie sich ein Prozess durch ein Netzwerk ausbreitet, wenn nicht jeder Knoten den Prozess weitergibt.

Das Modell: Landis nahm an, dass nicht jede Kolonie den Wunsch oder die Fähigkeit hat, selbst weitere Kolonien zu gründen. Manche Zivilisationen expandieren, andere bleiben lieber zu Hause. Wenn die Wahrscheinlichkeit, dass eine Kolonie weiterwächst, unter einem kritischen Schwellenwert (Pc) liegt, stoppt die Ausbreitung nach endlicher Distanz. Es entstehen besiedelte Cluster, getrennt durch unbesiedelte Regionen.

Die Lösung des Fermi-Paradoxons: Die Erde könnte sich in einem unbesiedelten Bereich zwischen Kolonisierungsclustern befinden. Die Galaxis wäre teilweise kolonisiert, aber nicht vollständig, was erklärt, warum wir keine Besucher haben, ohne anzunehmen, dass es überhaupt keine außerirdischen Zivilisationen gibt.

Ein 2016 in International Journal of Astrobiology veröffentlichtes Papier erweiterte das Modell um 'Invasion Percolation' und bestätigte, dass selbst unter optimistischen Annahmen große unbesiedelte Gebiete in der Galaxis existieren können. Die Konsequenz für SETI: Signale könnten aus besiedelten Clustern kommen, die Tausende Lichtjahre entfernt sind.

Gerade die Perkolationstheorie bietet einen besonders eleganten Mittelweg zwischen den extremen Antworten auf das Fermi-Paradoxon, denn sie muss weder annehmen, dass wir völlig allein sind, noch dass die Galaxie überall von Zivilisationen wimmelt. Ihr entscheidender Kniff ist die realistische Annahme, dass nicht jede Kolonie den Drang oder die Fähigkeit besitzt, immer weiter zu expandieren. Sobald dieser Ausbreitungswille unter einen kritischen Schwellenwert fällt, erlischt die Welle der Besiedlung nach endlicher Reichweite, und es entstehen besiedelte Inseln, umgeben von weiten, leeren Regionen, genau wie Wasser, das nur durch manche Poren eines Gesteins dringt. In diesem Bild wäre die Erde womöglich schlicht in einer der unbesiedelten Lücken zwischen den Clustern gelegen, was unser Schweigen erklärt, ohne die Existenz anderer Zivilisationen zu leugnen. Damit zeigt das Modell, wie stark eine vermeintlich kosmische Frage von Annahmen über Motivation und Verhalten abhängt, nicht nur von Physik. Für die Suche nach außerirdischer Intelligenz folgt daraus die ernüchternde, aber konkrete Erwartung, dass Signale eher aus fernen, dicht besiedelten Clustern kämen als aus unserer unmittelbaren galaktischen Nachbarschaft.