Dimitar Sasselov: Wie wir hunderte erdähnlicher Planeten entdeckten

Nun, in der Tat habe ich sehr großes Glück. Mein Vortrag hat sich im Grunde selbst geschrieben, inspiriert von drei historischen Ereignissen, die alle innerhalb weniger Tage stattfanden, während den letzten zwei Monaten -- scheinbar ohne Bezug zueinander, aber wie Sie sehen werden, haben sie alle mit der Geschichte zu tun, die ich Ihnen heute erzählen werde. Das erste Ereignis war eine Beerdigung -- um genauer zu sein, eine Umbestattung. Am 22. Mai fand die Umbestattung eines Helden in Frauenburg, Polen statt-- eines Astronomen aus dem 16. Jahrhundert, der in der Tat die Welt verändert hat. Er tat dies buchstäblich, indem er die Erde mit der Sonne, im Zentrum des Sonnensystems vertauschte. Und dann, mit dieser schlicht aussehenden Handlung, stieß er eine wissenschaftliche und technologische Revolution an, die viele die Kopernikanische Revolution nennen. Nun, dies war, ironischerweise und sehr standesgemäß, auch wie wir sein Grab gefunden haben. Wie es zu dieser Zeit Brauch war, wurde Kopernikus lediglich in einem anonymen Grab, zusammen mit 14 anderen, in dieser Kathedrale begraben. DNA Analyse, einer der Meilensteine dieser von ihm angestoßenen wissenschaftlichen Revolution der letzten 400 Jahre, war die Methode, durch die wir herausfinden konnten, welche Gebeine zu der Person gehörten, die all diese Bücher über Astronomie gelesen hatte, die noch Haare enthielten -- die zu Kopernikus gehörten -- ganz offensichtlich haben sich später nicht mehr allzu viele Menschen die Mühe gemacht, diese Bücher zu lesen. Die Übereinstimmung war eindeutig. Die DNA stimmte überein. Und wir wissen, dass dies ohne Zweifel Kopernikus war.

Nun, die Verbindung zwischen Biologie und DNA und Leben ist sehr spannend, was Kopernikus angeht, denn sogar damals haben seine Anhänger ziemlich schnell den nächsten logischen Schritt gemacht, zu fragen: Wenn die Erde nur ein Planet ist, was ist dann mit Planeten, die andere Sterne umkreisen? Was ist mit der Idee einer Vielzahl von Welten, mit Leben auf fremden Planeten? Tatsächlich habe ich diese Fragen aus einem jener sehr beliebten Bücher jener Zeit. Und zu jener Zeit, haben die Leute diese Frage tatsächlich positiv beantwortet, „Ja“. Aber es gab keine Beweise. Und so beginnen 400 Jahre voll Frustration, voll unerfüllter Träume -- der Träume von Gallileo, Giordano Bruno und vielen anderen, die niemals zu der Antwort auf diese ziemlich grundlegenden Fragen führten, welche schon immer von der Menschheit gestellt wurden. Was ist das Leben? Was ist der Ursprung des Lebens? Sind wir allein? Und das passierte vor allem in den letzten zehn Jahren, zum Ende des 20. Jahrhunderts, als all diese wunderbaren Entwicklungen, die wir der Molekularbiologie verdanken, das Verständnis des Kodes des Lebens, DNA, all dies schien uns in Wirklichkeit, nicht näher, sondern ferner wegzubringen von der Beantwortung dieser grundlegenden Fragen.

Nun, die gute Nachricht. Viel ist passiert in den letzten Jahren. Lassen Sie uns mit den Planeten beginnen. Lassen Sie uns mit der alten kopernikanischen Frage beginnen: Gibt es Erden, die um andere Sterne kreisen? Und wie wir schon gehört haben, gibt es einen Weg auf dem wir versuchen diese Frage zu beantworten und dank dem wir nun auch in der Lage dazu sind. Es ist ein neues Teleskop. Unser Team benannte es, passenderweise wie ich finde, nach einem dieser Träumer aus der kopernikanischen Zeit, Johannes Kepler. Und der einzige Zweck dieses Teleskops ist es, die Planeten zu finden, die innerhalb unserer Galaxie andere Sterne umkreisen und uns zu sagen, wie oft es geschieht, dass andere Planeten wie unsere Erde dort draußen vorkommen. Das Teleskop ist eigentlich genauso gebaut wie das -- ihnen wohlbekannte -- Hubble Weltraumteleskop, außer, dass es eine zusätzliche Linse hat -- eine Weitwinkel Linse, wie ein Fotograf sagen würde. Und wenn Sie, innerhalb der nächsten Monate, abends einen Spaziergang machen, geradeaus hoch schauen und ihre Handfläche so halten, werden Sie genau das Gebiet des Himmels anschauen, in dem dieses Teleskop Tag und Nacht, ohne Unterbrechung, die nächsten vier Jahre lang nach Planeten sucht.

Die Art, wie das funktioniert, ist durch eine Methode, die wir die Transit Methode nennen. Es treten Mini-Eklipsen auf, wenn ein Planet sich vor seinem Stern vorbei bewegt. Nicht alle Planeten werden zufälligerweise genauso für uns ausgerichtet sein, dass wir soetwas beobachten können, aber da es Millionen von Sternen gibt, wird man genug Planeten finden. Und wie Sie in dieser Animation sehen können, ist das was Kepler aufspüren wird nur die Verdunkelung des Sternenlichts. Wir werden kein Abbild des Sterns und des Planeten sehen, wie hier dargestellt. Für Kepler sind all diese Sterne einfach Lichtpunkte. Aber wir erfahren daraus sehr viel, nicht nur, dass dort ein Planet existiert, sondern auch wie groß er ist. Wie viel von dem Sternenlicht verdunkelt wird, hängt von der Größe des Planeten ab. Wir erfahren etwas über seine Umlaufbahn, die Periodendauer seiner Umkreisung, und so weiter. Also, was haben wir gelernt? Nun, lassen Sie mich versuchen Ihnen zu zeigen, was wir tatsächlich sehen, damit Sie die Neuigkeiten verstehen, die ich Ihnen heute hier mitteilen möchte.

Wie Kepler hier vorgeht ist, dass er viele Kandidaten aufspürt, denen wir dann nachgehen, als Planeten erkennen und dann sicher gehen, dass es Planeten sind. Im Grunde zeigt es uns die Verteilung von Planeten verschiedener Größen. Es gibt kleine Planeten, es gibt größere Planeten, es gibt große Planeten, okay. Also erfassen wir viele, viele solcher Planeten und sie haben verschiedene Größen. Wir tun dies in unserem Sonnensystem. Genau genommen sah, selbst in der Antike, das Sonnensystem in gewisser Weise so aus wie in diesem Diagramm dargestellt. Es gibt die kleineren Planeten und es gibt die größeren Planeten, selbst zu Zeiten von Epikur und dann natürlich Kopernikus und seinen Anhängern. Bis vor kurzem sah so das Sonnensystem aus -- vier erdähnliche Planeten mit kleinem Radius, kleiner als ungefähr das zweifache der Größe der Erde. Und dies waren natürlich Merkur, Venus, Mars und selbstverständlich die Erde und dann noch die zwei riesigen Planeten. Dann kamen mit der kopernikanischen Revolution Teleskope. Und natürlich wurden noch drei weitere Planeten entdeckt. Jetzt war die Gesamtzahl der Planeten in unserem Sonnensystem Neun. Die kleinen Planeten dominierten und es herrschte eine gewisse Harmonie in allem, die Kopernikus erfreut feststellte, und von der Kepler einer der großen Verfechter war. Und nun gibt es noch Pluto, den man zu den kleinen Planeten hinzuzählt. Aber bis vor buchstäblich 15 Jahren, war das alles, was wir über Planeten wussten. Und das machte die Frustration aus. Der kopernikanische Traum blieb unerfüllt.

Endlich, vor 15 Jahren, kam die Technologie an einen Punkt, an dem wir einen Planeten entdecken konnten, der um einen anderen Stern kreist und das haben wir auch getan. Während der nächsten 15 Jahren entdeckte man mit verschiedenen Methoden fast 500 Planeten die andere Sterne umkreisen. Unglücklicherweise ergab sich, wie Sie sehen können, ein etwas anderes Bild. Natürlich gab es dafür eine Erklärung. Wir können nur die großen Planeten sehen. Deshalb sind die meisten Planeten in die Kategorie "wie Jupiter" eingeordnet. Aber wie Sie sehen, sind wir nicht sehr weit gekommen. Wir waren immer noch am selben Punkt, an dem Kopernikus auch war. Wir hatten keine Beweise dafür, ob es weitere Planeten wie die Erde dort draußen gibt. Und wir interessieren uns für Planeten wie die Erde, denn wir verstehen jetzt, dass das Leben als chemisches System einen kleinen Planeten braucht, mit Wasser und mit Felsgestein und mit sehr viel komplexer Chemie, um zu entstehen, sich zu entwickeln und um zu überleben. Und wir hatten keine Beweise dafür.

Und deshalb, bin ich heute hier um Ihnen einen ersten Einblick davon zu geben, wozu das neue Teleskop, Kepler, in der Lage war, uns in den letzten Jahren zu erzählen. Und siehe da, wir sind wieder zur Harmonie zurückgekehrt, und dabei, die Träume von Kopernikus zu erfüllen. Hier können Sie sehen, dass die kleinen Planeten das Bild dominieren. Die Planeten, die mit "wie die Erde" markiert sind, sind definitiv mehr als jedwede anderen Planeten, die wir sehen. Und dies ist das erste Mal, dass wir das so sagen können. Aber es gibt noch sehr viel mehr zu tun. Die meisten von diesen Planeten sind Kandidaten. In den nächsten Jahren werden wir sie bestätigen. Aber das statistische Ergebnis ist glasklar. Und dieses statistische Ergebnis besagt, dass Planeten wie unsere Erde, dort draußen zu finden sind. Unsere eigene Milchstraßengalaxie beherbergt eine Menge solcher Planeten.

Also lautet die Frage nun: Was ist als nächstes zu tun? Nun, zunächst können wir sie studieren, jetzt, da wir wissen, dass sie da sind. Und wir können diejenigen finden, die wir bewohnbar nennen würden, was bedeutet, dass sie ähnliche Bedingungen bieten, wie die Bedingungen, die wir hier auf der Erde vorfinden und auf denen viel komplexe Chemie stattfinden kann. Wir können nun sogar eine Zahl nennen, bezüglich wie viele dieser Planeten, unsere eigene Milchstraßengalaxie beherbergt. Und diese Zahl ist, wie Sie vielleicht schon ahnen, ziemlich atemberaubend. Es gibt ungefähr 100 Millionen solcher Planeten. Das sind gute Neuigkeiten. Warum? Weil wir mit unserem kleinen Teleskop, innerhalb der nächsten zwei Jahre, dazu in der Lage sein werden, mindestens 60 von ihnen zu identifizieren. Das ist großartig, denn dann können wir damit beginnen, sie zu studieren -- Aus der Ferne natürlich -- mit all den technischen Mitteln, die wir während der letzten fünf Jahre schon getestet haben. Wir können herausfinden, woraus sie bestehen, ob ihre Atmosphären Wasser haben, Kohlendioxid, Methangas. Wir wissen und erwarten, dass wir all dies herausfinden werden.

Das ist großartig, aber das sind nicht die ganzen Neuigkeiten. Deshalb bin ich nicht hier. Ich bin hier um Ihnen zu sagen, dass der nächste Schritt, der wirklich aufregende Teil ist. Der Teil, den dieser Schritt uns zu tun ermöglicht, kommt als nächstes. Und hier kommt die Biologie ins Spiel -- Biologie, mit ihrer grundlegenden Frage, die immer noch unbeantwortet ist und im Grunde lautet: "wenn es Leben auf anderen Planeten gibt, können wir dann erwarten, dass es wie das Leben auf der Erde ist?" Und lassen Sie mich Ihnen sagen, wenn ich von Leben spreche, dann meine ich nicht "dolce vita", gutes Leben, menschliches Leben. Ich meine wirklich das Leben auf der Erde, in der Vergangenheit und in der Zukunft, von den Mikroben zu uns Menschen, in seiner reichen, molekularen Vielfalt, so wie wir auf der Erde heute das Leben verstehen, als eine Serie von molekularen und chemischen Reaktionen -- und wir nennen das, insgesamt, Biochemie, Leben als chemischer Prozess, als chemisches Phänomen.

Also lautet die Frage: Ist dieses chemische Phänomen universell, oder ist es etwas, dass vom jeweiligen Planeten abhängt? Ist es wie die Schwerkraft, die dieselbe ist, überall im Universum, oder gibt es alle möglichen, verschiedenen Arten von Biochemie, je nachdem wo man sie findet? Wir müssen wissen wonach wir suchen wenn wir das versuchen wollen. Dies ist eine sehr grundlegende Frage, auf die wir keine Antwort haben, aber die wir versuchen können -- und die wir versuchen -- im Labor zu beantworten. Wir müssen uns nicht in den Weltraum begeben, um diese Frage zu beantworten. Und daher ist das es, was wir zu tun versuchen. Und das ist es, was viele Leute gerade zu tun versuchen. Und viele der guten Neuigkeiten kommen von diesem Teil der Brücke, die wir auch zu bauen versuchen.

Dies ist ein Beispiel, dass ich Ihnen gerne zeigen möchte. Wenn wir überlegen, was nötig ist für dieses Phänomen, dass wir Leben nennen, denken wir an Abschottung, die Moleküle, die für das Leben wichtig sind, in einer Membrane zu halten, isoliert vom Rest der Umwelt, aber dennoch in einer Umwelt, in der sie tatsächlich zusammen entstehen könnten. Und in einem unserer Labore, Jack Szostaks Labor, gab es eine Serie von Experimenten, während der letzten vier Jahre, die gezeigt haben, dass die Umgebungen -- die auf Planeten sehr häufig vorkommen, auf bestimmten Planeten, die so ähnlich sind wie die Erde, auf denen es flüssiges Wasser und Lehmvorkommen gibt, auf einmal, natürlich vorkommende Moleküle generiert, die spontan Blasen bilden. Aber diese Blasen haben Membranen, die den Membranen jeder Zelle, jedes lebenden Wesens auf der Erde sehr ähnlich sind. So wie hier. Und in der Tat helfen sie Molekülen wie Nukleinsäuren, RNA und DNA, drinnen zu bleiben und sich zu entwickeln, sich zu verändern, sich zu teilen und einige der Prozesse zu durchlaufen, die wir Leben nennen.

Nun, dies ist nur ein Beispiel um ihnen die Richtung zu zeigen, in der wir versuchen, diese größere Frage nach der Universalität diese Phänomens, zu beantworten. Und in einem gewissen Sinn, können Sie diese Arbeit, die Menschen überall auf der Welt nun beginnen, als das Bauen einer Brücke betrachten. Das Bauen einer Brücke von zwei Seiten eines Flusses. Auf der einen Seite, dem linken Ufer des Flusses, sind Leute wie ich, die diese Planeten studieren und versuchen die Umgebungen zu bestimmen. Wir möchten vermeiden, dass wir erblinden, wegen zu vieler Möglichkeiten und zu wenig Laborarbeit und zu wenig Zeit für uns Menschen, um all diese Experimente durchzuführen. Das ist es also, was wir vom linken Flußufer aus bauen. Zum rechten Flußufer gehören all jene Experimente, die ich Ihnen heute gezeigt habe, mit denen wir dies tatsächlich versucht haben, und es geht hin und zurück, und wir hoffen uns eines Tages in der Mitte zu treffen.

Also, warum sollte Sie das interessieren? Warum versuche ich Ihnen eine halbfertige Brücke schmackhaft zu machen? Bin ich so charmant? Nun, dafür gibt es viele Gründe und Sie haben einige von ihnen gehört, in diesem kurzen Vortrag heute. Dieses Verständnis von Chemie kann uns, in unserem Alltag, helfen. Aber es gibt noch etwas tiefersinniges hier, etwas tiefer gründendes. Und dieser tiefer gründende, zugrunde liegende Punkt ist, dass die Wissenschaft dabei ist, das Leben, wie wir es kennen, neu zu definieren. Und das wird unsere Weltsicht grundlegend verändern -- nicht so abweichend, wie es vor 400 Jahren Kopernikus mit seiner Erkenntnis getan hat, indem er unseren Blick für Raum und Zeit veränderte. Jetzt geht es um etwas anderes, aber das ist genau so tiefgreifend. Und die Hälfte der Zeit passierte folgendes: es brachte ein bisschen von diesem Gefühl der Bedeutungslosigkeit zu den Menschen, zur Erde, in einem größer werdenden Weltraum. Und je mehr wir erfahren, desto stärker wird dieses Gefühl. Sie alle haben das in der Schule gelernt -- wie klein die Erde ist, verglichen zu dem gewaltigen Universum. Und je größer das Teleskop, desto größer wird das Universum. Und schauen Sie sich diese Abbildung dieses winzigen, blauen Punktes an. Dieser Pixel ist die Erde. Die Erde, wie wir sie kennen. Betrachtet von, in diesem Fall, von außerhalb des Orbits von Saturn. Aber sie ist wirklich winzig. Das ist uns bewusst. Stellen wir uns vor, dass das Leben aus diesem Planeten besteht, denn auf eine Art, tut es das. Die Biosphäre ist die Größe der Erde. Leben auf der Erde ist die Größe der Erde. Und nun vergleichen wir es mit dem Rest der Welt, räumlich gesprochen. Was, wenn diese kopernikanische Bedeutungslosigkeit ganz und gar falsch war? Würde uns das eine größere Verantwortung zuteil werden lassen, für die Dinge, die heute passieren? Lassen Sie uns das versuchen.

Also im Weltraum ist die Erde sehr klein. Können Sie sich vorstellen wie klein sie ist? Lassen Sie es mich versuchen. Okay, sagen wir: Dies ist die Größe des beobachtbaren Universums, mit all den Galaxien, mit all den Sternen, okay, von hier nach dort. Wissen Sie was die Größe des Lebens ist, gemessen an dieser Krawatte? Es hat die Größe eines einzigen, kleinen Atoms. Es ist unvorstellbar klein. Das können wir uns nicht vorstellen. Ich meine, sehen Sie, Sie können die Krawatte sehen, aber Sie können sich nicht mal vorstellen die Größe eines einzigen, kleinen Atoms zu erkennen. Aber das ist noch nicht die ganze Geschichte. Das Universum und das Leben befinden sich beide in Raum und Zeit. Wenn dies das Alter des Universums wäre, dann ist dies das Alter des Lebens auf der Erde. Denken Sie an die ältesten lebenden Dinge auf Erden, aber in einem kosmischen Verhältnis. Das ist nicht unbedeutend. Das ist sehr wichtig. Also, das Leben mag vielleicht, bezüglich der Größe, unbedeutend sein, aber es ist nicht unbedeutend, bezüglich der Zeit. Das Leben und das Universum verhalten sich zueinander wie ein Kind und ein Elternteil, Elternteil und Nachkomme.

Also, was sagt uns das? Das sagt uns, dass dieses Beudungslosigkeitsparadigma, welches wir irgendwie vom kopernikanischen Prinzip beibehalten haben, ganz und gar falsch ist. Es steckt ein gewaltiges, mächtiges Potential im Leben in diesem Universum -- gerade jetzt, da wir wissen, dass es Orte wie die Erde häufig gibt. Und dieses Potential, dieses mächtige Potential, ist auch unser Potential, von Ihnen und von mir. Und wenn wir die Verwalter unseres Planeten Erde und seiner Biosphäre sein sollen, sollten wir besser die kosmische Bedeutung verstehen und etwas dafür tun. Und die guten Nachrichten sind, dass wir in der Tat etwas tun können. Also lasst es uns tun. Lasst uns diese neue Revolution beginnen, anknüpfend an der alten, mit synthetischer Biologie als den Weg, sowohl unsere Umwelt als auch unsere Zukunft zu transformieren. Und lassen Sie uns hoffen, dass wir diese Brücke gemeinsam bauen können und wir uns in der Mitte treffen.

Ich danke Ihnen vielmals.

(Applaus)