Мы знаем из геологических данных, что жизнь зародилась относительно быстро, как только окружающая среда на нашей планете стала достаточно стабильной, чтобы поддерживать ее. Мы также знаем, что первый многоклеточный организм, который в конечном итоге породил сегодняшнюю технологическую цивилизацию, развился гораздо дольше, примерно 4 миллиарда лет.
Но несмотря на то, что известно, когда жизнь впервые появилась на Земле, ученые до сих пор не понимают, как возникла жизнь, что имеет важные последствия для вероятности обнаружения жизни в другом месте во Вселенной.
В новой статье, опубликованной сегодня в Proceeding of the National Academy of Sciences, Дэвид Киппинг, доцент кафедры астрономии Колумбии, показывает, как анализ с использованием статистической техники, называемой байесовским выводом, может пролить свет на то, как сложная внеземная жизнь могла бы развиваться в чужие миры.
«Быстрое появление жизни и поздняя эволюция человечества в контексте временной шкалы эволюции, безусловно, наводят на размышления», – сказал Киппинг. "Но в этом исследовании можно на самом деле количественно оценить то, что говорят нам факты."
Для проведения своего анализа Киппинг использовал хронологию самых ранних свидетельств жизни и эволюции человечества.
Он спросил, как часто мы можем ожидать, что жизнь и разум будут возрождаться, если история Земли будет повторяться, снова и снова переводя часы.
Он сформулировал проблему в виде четырех возможных ответов: жизнь обычна и часто развивает интеллект, жизнь редка, но часто развивает интеллект, жизнь обычна и редко развивает интеллект, и, наконец, жизнь редка и редко развивает интеллект.
Этот метод байесовского статистического вывода – используемый для обновления вероятности гипотезы по мере появления свидетельств или информации – устанавливает предыдущие убеждения о моделируемой системе, которые затем объединяются с данными для определения вероятностей результатов.
«Эта техника похожа на ставки на коэффициенты», – сказал Киппинг. "Это поощряет повторную проверку новых доказательств против вашей позиции, по сути, положительную обратную связь для уточнения ваших оценок вероятности события."
Исходя из этих четырех гипотез, Киппинг использовал байесовские математические формулы, чтобы сопоставить модели друг с другом. «При байесовском выводе всегда необходимо выбирать априорные распределения вероятностей», – сказал Киппинг. "Но ключевой результат здесь заключается в том, что при сравнении сценариев редкой жизни и обычной жизни сценарий обычной жизни всегда как минимум в девять раз более вероятен, чем редкий."
Анализ основан на доказательствах того, что жизнь возникла в течение 300 миллионов лет после образования океанов Земли, как обнаружено в отложениях циркона, обедненных углеродом-13, – очень быстрое начало в контексте времени жизни Земли. Киппинг подчеркивает, что это соотношение составляет как минимум 9: 1 или выше, в зависимости от истинной ценности того, как часто развивается интеллект.
Вывод Киппинга заключается в том, что если планеты с аналогичными условиями и эволюционными линиями времени с Землей являются общими, то анализ предполагает, что жизнь должна иметь небольшие проблемы, спонтанно возникающие на других планетах. И каковы шансы, что эти внеземные жизни могут быть сложными, дифференцированными и разумными?? Здесь расследование Киппинга менее уверенно, так как он обнаруживает всего 3: 2 шанса в пользу разумной жизни.
Этот результат связан с относительно поздним появлением человечества в обитаемом окне Земли, предполагая, что его развитие не было легким и гарантированным процессом. «Если мы снова сыграем в историю Земли, появление разума на самом деле маловероятно», – сказал он.
Киппинг отмечает, что шансы в исследовании не являются огромными, они довольно близки к 50:50, и результаты следует рассматривать как не более чем легкий подтолкнуть к гипотезе.
«Анализ не может обеспечить определенность или гарантии, только статистические вероятности, основанные на том, что произошло здесь, на Земле», – сказал Киппинг. "Тем не менее, обнадеживает тот факт, что вселенная, изобилующая жизнью, становится предпочтительной ставкой. Ни в коем случае нельзя препятствовать поискам разумной жизни в мирах за пределами Земли."