Είμαστε μόνοι στο σύμπαν; Μια νέα μελέτη χρησιμοποιεί στατιστικά Bayesian για να σταθμίσει την πιθανότητα ζωής και νοημοσύνης πέρα από το ηλιακό μας σύστημα.
Οι άνθρωποι αναρωτιούνται αν είμαστε μόνοι στο σύμπαν από την αρχαιότητα.
Γνωρίζουμε από το γεωλογικό αρχείο ότι η ζωή ξεκίνησε σχετικά γρήγορα, μόλις το περιβάλλον του πλανήτη μας ήταν αρκετά σταθερό για να το υποστηρίξει. Γνωρίζουμε επίσης ότι ο πρώτος πολυκυτταρικός οργανισμός, ο οποίος εξελίχθηκε για την παραγωγή του σημερινού τεχνολογικού πολιτισμού, χρειάστηκε πολύ περισσότερο χρόνο για να εμφανιστεί, περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Ωστόσο, παρά το ότι γνωρίζουν πότε εμφανίστηκε για πρώτη φορά η ζωή στη Γη, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην καταλαβαίνουν πώς συνέβη η ζωή, η οποία έχει σημαντικές επιπτώσεις στην πιθανότητα εύρεσης ζωής αλλού στο σύμπαν.
Σε μια νέα δημοσίευση που δημοσιεύθηκε στην Πρακτική της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών Σήμερα, ο David Kipping, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Αστρονομίας της Κολούμπια, δείχνει πώς μια ανάλυση που χρησιμοποιεί μια στατιστική τεχνική που ονομάζεται Bayesian inference θα μπορούσε να ρίξει φως στο πόσο περίπλοκη εξωγήινη ζωή μπορεί να εξελιχθεί σε εξωγήινους κόσμους.
"Η ταχεία εμφάνιση της ζωής και η καθυστερημένη εξέλιξη της ανθρωπότητας, στο πλαίσιο του χρονοδιαγράμματος της εξέλιξης, είναι σίγουρα υπονοούμενα", δήλωσε ο Kipping. "Αλλά σε αυτή τη μελέτη είναι δυνατόν να ποσοτικοποιήσουμε πραγματικά τι μας λένε τα γεγονότα.
Για να πραγματοποιήσει την ανάλυσή του, ο Kipping χρησιμοποίησε τη χρονολογία των πρώτων στοιχείων για τη ζωή και την εξέλιξη της ανθρωπότητας. Ρώτησε πόσο συχνά θα περιμέναμε τη ζωή και τη νοημοσύνη να να εμφανιστεί αν το ιστορικό της Γης επανέλαβε, τρέχοντας ξανά το ρολόι ξανά και ξανά.
Ο Kipping πλαισίωσε το πρόβλημα με τέσσερις πιθανές απαντήσεις: Η ζωή είναι κοινή και συχνά αναπτύσσει νοημοσύνη, η ζωή είναι σπάνια αλλά συχνά αναπτύσσει νοημοσύνη, η ζωή είναι κοινή και σπάνια αναπτύσσει νοημοσύνη και, τέλος, η ζωή είναι σπάνια και σπάνια αναπτύσσει νοημοσύνη.
Αυτή η μέθοδος στατιστικών συμπερασμάτων Bayesian - που χρησιμοποιείται για την ενημέρωση της πιθανότητας για μια υπόθεση καθώς γίνονται διαθέσιμες αποδείξεις ή νέες πληροφορίες - δηλώνει προηγούμενες πεποιθήσεις για το σύστημα που μοντελοποιείται και στη συνέχεια συνδυάζονται με δεδομένα για να ρίξουν τις πιθανότητες αποτελεσμάτων.
"Η τεχνική μοιάζει με τις αποδόσεις στοιχημάτων", δήλωσε ο Kipping. "Ενθαρρύνει την επανειλημμένη δοκιμή νέων αποδεικτικών στοιχείων έναντι της θέσης σας, στην ουσία έναν θετικό βρόχο ανατροφοδότησης για να βελτιώσετε τις εκτιμήσεις σας για την πιθανότητα ενός συμβάντος."
Από αυτές τις τέσσερις υποθέσεις, ο Kipping χρησιμοποίησε μαθηματικούς τύπους Bayesian για να σταθμίσει τα μοντέλα μεταξύ τους. "Σε συμπεράσματα Bayesian, πρέπει να επιλέγονται πάντα προηγούμενες κατανομές πιθανότητας", δήλωσε ο Kipping. "Αλλά ένα βασικό αποτέλεσμα εδώ είναι ότι όταν συγκρίνει κανείς τα σενάρια σπάνιας ζωής με την κοινή ζωή, το σενάριο κοινής ζωής είναι πάντα τουλάχιστον εννέα φορές πιο πιθανό από το σπάνιο".
Η ανάλυση βασίζεται σε στοιχεία που αποδεικνύουν ότι η ζωή εμφανίστηκε μέσα σε 300 εκατομμύρια χρόνια από τον σχηματισμό των ωκεανών της Γης, όπως βρέθηκαν σε αποθέματα άνθρακα-13 ζιρκονίου, μια πολύ γρήγορη αρχή στο πλαίσιο της ζωής της Γης. Ο Kipping τονίζει ότι ο λόγος είναι τουλάχιστον 9: 1 ή υψηλότερος, ανάλογα με την πραγματική αξία του πόσο συχνά αναπτύσσεται η νοημοσύνη.
Το συμπέρασμα του Kipping είναι ότι εάν οι πλανήτες με παρόμοιες συνθήκες και εξελικτικά χρονοδιαγράμματα με τη Γη είναι συνηθισμένοι, τότε η ανάλυση δείχνει ότι η ζωή θα πρέπει να έχει λίγο πρόβλημα αυθόρμητα σε άλλους πλανήτες. Και ποιες είναι οι πιθανότητες ότι αυτές οι εξωγήινες ζωές θα μπορούσαν να είναι περίπλοκες, διαφοροποιημένες και έξυπνες; Εδώ, η έρευνα του Kipping είναι λιγότερο σίγουρη, βρίσκοντας μόλις 3: 2 πιθανότητες ότι η νοημοσύνη είναι σπάνια.
Αυτό το αποτέλεσμα πηγάζει από την σχετικά καθυστερημένη εμφάνιση της ανθρωπότητας στο κατοικήσιμο παράθυρο της Γης, υποδηλώνοντας ότι η ανάπτυξή της δεν ήταν ούτε εύκολη ούτε εξασφαλισμένη διαδικασία. "Εάν παίζαμε ξανά την ιστορία της Γης, η εμφάνιση της νοημοσύνης είναι στην πραγματικότητα κάπως απίθανη", είπε.
Ο Kipping επισημαίνει ότι οι πιθανότητες στη μελέτη δεν είναι συντριπτικές, καθώς είναι πολύ κοντά στις 50:50, και τα ευρήματα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως ένα απλό ώθηση προς μια υπόθεση.
"Η ανάλυση δεν μπορεί να παρέχει βεβαιότητες ή εγγυήσεις, μόνο στατιστικές πιθανότητες με βάση αυτό που συνέβη εδώ στη Γη", δήλωσε ο Kipping. «Όμως ενθαρρυντικά, η υπόθεση για ένα σύμπαν που γεμίζει τη ζωή αναδύεται ως το αγαπημένο στοίχημα. Η αναζήτηση ευφυούς ζωής σε κόσμους πέρα από τη Γη δεν πρέπει σε καμία περίπτωση να αποθαρρύνεται».