Astronomen hebben een enorme zwerm bewegende sterren gesimuleerd om te bepalen hoe een buitenaardse beschaving zich daarover kan verspreiden.

In discussies over intelligent buitenaards leven steekt hij geregeld de kop op: de zogenoemde Fermi-paradox, voor het eerst geopperd in 1950. Die stelt: als er in ons sterrenstelsel, de Melkweg, beschavingen zijn van buitenaardse wezens die op een gegeven moment een manier vinden om naar de planeten bij andere sterren te reizen, waarom heeft zo’n beschaving zich dan nog nooit hier bij de aarde gemeld?

Heel wat wetenschappers hebben geprobeerd die vraag te beantwoorden. Nu doet de Amerikaanse astronoom Jonathan Carroll-Nellenback samen met drie collega’s een nieuwe duit in het zakje. Zijn troef: een geavanceerde computersimulatie die laat zien hoe snel een beschaving een heel sterrenstelsel kan koloniseren, en wat er daarna gebeurt.

Virtueel sterrenstelsel

Nu waren er al eerder wetenschappers die probeerden de Fermi-paradox van wat cijfers te voorzien. In 1975 berekende bijvoorbeeld de Amerikaanse astronoom Michael Hart dat een beschaving die de planetenstelsels rond andere sterren koloniseert er zo’n 650.000 jaar over zou doen om de Melkweg te doorkruisen; de schijf van honderden miljarden sterren waar de zon deel van uitmaakt. Harts conclusie: als er ooit zo’n beschaving was ontstaan, had die nu ons hele sterrenstelsel bestreken – en dus is zo’n beschaving er nooit geweest.

Volgens de inschattingen van de beroemde astronoom Carl Sagan en diens collega William Newman zou een naar de sterren reikende beschaving er echter veel langer over doen om de Melkweg te koloniseren. Zo lang zelfs dat het heel goed mogelijk is dat zulke beschavingen wel bestaan, maar de aarde desondanks nog nooit bezoek van ze heeft gehad.

Maar deze en andere studies lieten een belangrijk ‘detail’ buiten beschouwing, merken Carroll-Nellenback en collega’s op. Zij gaan er namelijk voor het gemak van uit dat de sterren in een sterrenstelsel stil staan. In werkelijkheid bewegen die sterren echter continu ten opzichte van elkaar, wat de zaak nogal verandert. Een ster die nu geen buren met koloniseerbare planeten heeft, zou die over pakweg honderdduizend jaar wél kunnen hebben.

Vanuit die gedachte simuleerde Carroll-Nellenback een virtueel sterrenstelsel gevuld met bewegende sterren. Daarin plaatste hij vervolgens een beschaving die om de zoveel tijd een ruimteschip eropuit stuurt om het planetenstelsel rond een nabije ster te koloniseren. Daar aangekomen bouwt de kolonie op termijn zelf een nieuw ruimtevaartuig dat weer een ander stelsel in de buurt kan
koloniseren, enzovoort.

Uit die simulatie blijkt dat zo’n beschaving er zelfs in het ongunstigste geval niet meer dan 316 miljoen jaar over doet om al koloniserend de hele Melkweg te doorkruisen. Toegegeven, dat is een onvoorstelbaar lange periode, maar het is wel veel minder dan de huidige leeftijd van het heelal (13,8 miljard jaar) of de aarde (4,5 miljard jaar). Bovendien blijkt dat in diezelfde periode zo ongeveer elk planetenstelsel dat gekoloniseerd kán worden ook daadwerkelijk wordt gekoloniseerd.

Gaten in het rijk

Het lijkt er dus op dat Hart gelijk had, en Sagan ongelijk: het feit dat ons zonnestelsel nooit door een buitenaardse beschaving is  bezocht, wijst erop dat er geen aliens zijn die aan hun eigen planetenstelsel zijn ontsnapt. Maar misschien gaan we dan te snel. Want als een planeet eenmaal volledig is gekoloniseerd, blíjft hij dan ook volledig gekoloniseerd?

Niet per se, stelt Carroll-Nellenback. Een kolonie zal een gemiddelde levensduur hebben: op een gegeven moment houdt hij op te bestaan. Zal er dan altijd een ruimteschip uit een naburig en nog wel bewoond planetenstelsel langskomen om een nieuwe kolonie te stichten? Nee, zo blijkt ook weer uit simulaties: er zijn veel situaties denkbaar waarbij er op den duur grote, onbewoonde gaten vallen in een rijk dat ooit de hele Melkweg omspande. En het zou best kunnen dat de aarde zich in zo’n gat bevindt.

Beeld uit een computersimulatie die beschrijft hoe een beschaving zich over een sterrenstelsel verspreidt. De planetenstelsels rond die rode sterren zijn al gekoloniseerd, de groene sterren worden binnenkort gekoloniseerd, de blauwe zijn (nog) niet gekoloniseerd.

Oké, maar dat impliceert dan dat onze planeet in een ver verleden wél gekoloniseerd is geweest – en dat is overduidelijk niet het geval, zou je zeggen. Ook daar tikt Carroll-Nellenback ons echter op de vingers. Als een beschaving zich hier bijvoorbeeld meer dan een miljoen jaar geleden tijdelijk zou hebben gesetteld, zouden we daar anno 2019 niet zomaar nog tekenen van zien.

Kortom, wie weet wonen we wel in een sterrenstelsel dat ooit volledig is overspoeld door een geavanceerde buitenaardse beschaving en hebben we met de aarde net de pech – of het geluk – dat we in een gedeelte van de Melkweg zitten waar die beschaving vervolgens weer is verdwenen.

Of we zijn gewoon alleen, zoals Hart dacht. Maar dan zijn er misschien andere sterrenstelsels die wél geheel of gedeeltelijk worden bewoond door een beschaving die ooit besloot zijn eigen planetenstelsel te verlaten. En dan moeten we de zoektocht naar intelligent buitenaards leven wellicht op een andere, wat grootschaligere manier aan gaan pakken.

Deze Far Out staat ook in KIJK 6/2019.

Beeld: NASA/JPL Caltech

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!