Новое исследование оценивает шансы жизни и интеллекта, выходящие за пределы нашей планеты
Люди интересовались, не одиноки ли мы во вселенной с древних времен.
Из геологических данных мы знаем, что жизнь началась относительно быстро, как только среда нашей планеты стала достаточно стабильной, чтобы ее поддерживать. Мы также знаем, что первый многоклеточный организм, который в конечном итоге породил современную технологическую цивилизацию, развился гораздо дольше, примерно 4 миллиарда лет.
Но, несмотря на знание того, когда жизнь впервые появилась на Земле, ученые до сих пор не понимают, как произошла жизнь, что имеет важные последствия для вероятности найти жизнь где-либо еще во Вселенной.
В новой статье, опубликованной сегодня в « Известиях Национальной академии наук» , Дэвид Киппинг, доцент кафедры астрономии Колумбии, показывает, как анализ с использованием статистического метода, называемого байесовским выводом, может пролить свет на то, как сложная внеземная жизнь может развиваться в инопланетные миры.
«Быстрое появление жизни и поздняя эволюция человечества в контексте временной шкалы эволюции, безусловно, наводят на мысль», — сказал Киппинг. «Но в этом исследовании можно реально определить, что нам говорят факты».
Для проведения своего анализа Киппинг использовал хронологию самых ранних свидетельств жизни и эволюции человечества. Он спросил, как часто мы ожидаем, что жизнь и разум вновь появятся, если история Земли повторится, перезапуская часы снова и снова.
Он сформулировал проблему с помощью четырех возможных ответов: жизнь распространена и часто развивает интеллект, жизнь редка, но часто развивает интеллект, жизнь распространена и редко развивает интеллект, и, наконец, жизнь редка и редко развивает интеллект.
Этот метод байесовского статистического вывода — используемый для обновления вероятности гипотезы по мере того, как становятся доступными доказательства или информация, — устанавливает предварительные представления о моделируемой системе, которые затем объединяются с данными для определения вероятностей исходов.
«Техника сродни ставкам», сказал Киппинг. «Это поощряет повторное тестирование новых доказательств в отношении вашей позиции, в сущности, положительной обратной связи для уточнения ваших оценок вероятности события».
Из этих четырех гипотез Киппинг использовал байесовские математические формулы для сопоставления моделей друг с другом. «В байесовском умозаключении всегда нужно выбирать предшествующее распределение вероятностей», — сказал Киппинг. «Но ключевым результатом здесь является то, что при сравнении сценариев« редкая жизнь »и« обычная жизнь »сценарий общей жизни всегда как минимум в девять раз более вероятен, чем редкий».
Анализ основан на данных, свидетельствующих о том, что жизнь возникла в течение 300 миллионов лет после образования океанов Земли, обнаруженных в залежах циркона, обедненных углеродом-13, что является очень быстрым началом в контексте жизни Земли. Киппинг подчеркивает, что соотношение составляет не менее 9: 1 или выше, в зависимости от истинного значения частоты развития интеллекта.
Вывод Кипинга заключается в том, что если планеты с подобными условиями и эволюционными временными линиями относительно Земли являются общими, то анализ предполагает, что у жизни не должно быть небольших проблем, спонтанно возникающих на других планетах. И какова вероятность того, что эти внеземные жизни могут быть сложными, дифференцированными и разумными? Здесь запрос Киппинга менее надежен, он нашел шансы 3: 2 в пользу разумной жизни.
Этот результат связан с относительно поздним появлением человечества в обитаемом окне Земли, что свидетельствует о том, что его развитие не было ни легким, ни гарантированным процессом. «Если мы снова сыграем историю Земли, появление интеллекта на самом деле несколько маловероятно», — сказал он.
Kipping указывает на то, что шансы в исследовании не являются подавляющими, будучи достаточно близкими к 50:50, и результаты следует рассматривать как не более чем легкое толчок к гипотезе.
«Анализ не может дать определенности или гарантии, только статистические вероятности, основанные на том, что произошло здесь, на Земле», — сказал Киппинг. «Тем не менее, отрадно, что вселенная, изобилующая жизнью, становится предпочтительной ставкой. Поиск разумной жизни в мирах за пределами Земли ни в коем случае не должен обескураживать».
Источник истории:
Материалы предоставлены Колумбийским университетом . Оригинал написан Карлой Кантор. Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.
Ссылка на журнал :
- Дэвид Киппинг Объективный байесовский анализ раннего начала жизни и нашего позднего прибытия . PNAS , 2020 DOI: 10.1073 / pnas.1921655117
