Астробиолог исследует вероятность зарождения жизни на Земле

Астробиолог из Флоридского технологического института Манасви Лингам с юных лет задавался главными вопросами о жизни. Хотя он не помнит точных формулировок, его интересы были типичны для детей: динозавры и инопланетяне.

Сейчас, будучи доцентом по астробиологии, он создаёт модели для изучения сложных тем, таких как происхождение жизни.

В недавно опубликованном анализе «Байесовский анализ вероятности происхождения жизни на участке, благоприятном для абиогенеза» (Astrobiology, 19 августа) Лингам с коллегами смоделировал взаимосвязь между гипотезами, предсказывающими разное количество потенциальных участков для абиогенеза (возникновения жизни из неживого) на Земле, и вероятностью появления жизни на этих участках.

Модель и подход

• Байесовский анализ использует предыдущие знания для оценки последующей вероятности.
• Модель исходит из установленного факта: жизнь на Земле существует, значит, она зародилась здесь как минимум один раз.
• Исследователи собрали потенциально пригодные для зарождения жизни участки из предыдущих работ: подводные вулканы, мыльные пузыри, дёготь, природные ядерные реакторы (аналогичные образовавшемуся в Габоне 2 миллиарда лет назад).

Ключевые вопросы и сценарии

Моделирование было направлено на два вопроса:

1. Из скольких участков на Земле могла возникнуть жизнь?
2. Какова вероятность её фактического возникновения на одном из таких участков?

Были смоделированы три сценария: с 10, 10¹⁶ и 10³¹ пригодными участками.

Контр-интуитивный результат

Вопреки ожиданию («чем больше лотерейных билетов, тем выше шанс выигрыша»), результаты в этом агностическом сценарии оказались противоположными.

• При сравнении большего числа участков с меньшим, вероятность жизни на один участок была почти обратно пропорциональна количеству участков.
• Ситуация 1: много участков, но очень низкая вероятность жизни на каждом.
• Ситуация 2: очень мало участков, но очень высокая вероятность жизни на каждом.

«Больше — не всегда лучше. Если их меньше, но это "правильное" меньшее количество, то это может быть лучше», — поясняет Лингам.

Выводы и значение

Модель показала, что больший шанс возникновения жизни более вероятен, когда пригодных участков мало, а обилие таких участков может снижать вероятность жизни на каждом из них.

• Учёные сделали вывод, что меньшая выборка участков с более высокой вероятностью жизни, вероятно, содержала более благоприятные среды.
• В рамках байесовского подхода наложение ограничений на доступность подходящих сред для происхождения жизни на Земле может дать ценную информацию о вероятности абиогенеза и частоте жизни во Вселенной.

Применение и перспективы

• Исследователи могут использовать эту модель в контексте изучения своих предполагаемых благоприятных сред, а затем проводить лабораторные эксперименты.
• Лингам планирует продолжать изучение ранней жизни, исследуя происхождение разума.

«Мы не можем заглянуть в прошлое... Есть часть, которую вы никогда не узнаете», — говорит учёный, принимая ограничения и неопределённость, сопровождающие моделирование.