Астроном объясняет, какой уровень доказательств нужен для заявлений об открытии внеземной жизни
Обнаружение жизни за пределами Земли стало бы одним из самых значительных открытий в истории науки. Только в галактике Млечный Путь существуют сотни миллионов потенциально обитаемых планет. Астрономы используют мощные космические телескопы для поиска молекулярных индикаторов биологии в атмосферах самых похожих на Землю из этих планет.
Но пока не найдено ни одного убедительного доказательства жизни за пределами Земли. В статье, опубликованной в апреле 2025 года, утверждалось об обнаружении признака жизни в атмосфере планеты K2-18b. Хотя это открытие интригует, большинство астрономов, включая авторов статьи, не готовы заявить, что оно означает существование внеземной жизни.
Астроном Карл Саган использовал фразу «Исключительные утверждения требуют исключительных доказательств» в отношении поиска инопланетной жизни. Она передаёт идею о том, что для подтверждения выдающегося утверждения требуется очень высокий стандарт доказательств.
Когда результат является важным и надежным?
Существует три критерия, чтобы научный результат представлял собой истинное открытие, а не был подвержен неопределенности и сомнениям. Как соответствует им заявление о жизни на K2-18b?
1. Измерение значимой величины. Исследователи наблюдали атмосферу K2-18b с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба и увидели спектральную особенность, которую идентифицировали как диметилсульфид.
На Земле диметилсульфид связан с биологией, в частности с бактериями и планктоном в океанах. Однако он также может возникать и другими путями, поэтому эта отдельная молекула не является окончательным доказательством жизни.
2. Сильный уровень обнаружения. Сигнал должен быть достаточно сильным, чтобы иметь низкую вероятность случайного возникновения из шума детектора.
Обнаружение на K2-18b имеет значимость 3-сигма, что означает вероятность его случайного возникновения в 0,3%.
Это звучит мало, но большинство учёных сочли бы это слабым обнаружением. Многие молекулы могут создавать особенность в том же спектральном диапазоне.
«Золотым стандартом» научного обнаружения является 5-сигма, что означает вероятность случайного нахождения менее 0,00006%. Например, физики в ЦЕРН терпеливо собирали данные два года, пока не получили 5-сигма обнаружение частицы бозона Хиггса, что привело к Нобелевской премии годом позже, в 2013 году.
3. Повторяемость результата. Результаты считаются надежными, когда они повторены — в идеале подтверждены другими исследователями или с помощью другого инструмента. Для K2-18b это может означать обнаружение других молекул, указывающих на биологию, таких как кислород в атмосфере планеты. Без большего количества и лучших данных большинство исследователей скептически относятся к заявлению о жизни на K2-18b.
Заявления о жизни на Марсе
В прошлом некоторые учёные заявляли, что нашли жизнь гораздо ближе — на планете Марс.
Более века назад астроном Персиваль Лоуэлл утверждал, что линейные особенности, которые он видел на поверхности Марса, являются каналами, построенными умирающей цивилизацией. Это утверждение не соответствовало критериям сильных доказательств и повторяемости.
В 1996 году команда учёных представила доказательства биологии в марсианском метеорите ALH 84001, включая изображение, напоминающее микроокаменелости. Однако были найдены объяснения необычных особенностей метеорита, не связанные с биологией.
Недавно астрономы обнаружили низкие уровни метана в атмосфере Марса. Как и диметилсульфид, метан на Земле производится в основном, но не исключительно, жизнью. Разные космические аппараты и роверы дали противоречивые результаты. Низкий уровень и изменчивость метана на Марсе остаются загадкой, и никто не заявляет об окончательных доказательствах жизни.
Заявления о разумных цивилизациях
Поиск внеземного разума (SETI) ведётся 75 лет. Сообщений никогда не получали, но в 1977 году радиотелескоп в Огайо зафиксировал сильный сигнал, длившийся всего минуту — «Wow! Signal». К сожалению, ничего подобного с того участка неба больше не обнаруживали, поэтому сигнал не прошёл проверку повторяемостью.
В 2017 году первый известный межзвёздный объект 'Oumuamua посетил Солнечную систему. Его странная форма и траектория заставили астронома Ави Лёба предположить, что это артефакт инопланетян. Однако объект уже покинул Солнечную систему, и некоторые исследователи собрали доказательства, что это просто комета.
Заявления о Вселенной
Эти же критерии применимы к исследованиям всей Вселенной. Поучительная история связана с попытками доказать, что Вселенная пережила период чрезвычайно быстрого расширения — инфляцию — доли секунды после Большого взрыва.
В 2014 году астрономы заявили, что нашли доказательства инфляции в микроволновом сигнале после Большого взрыва. Однако в течение года команда отозвала результат, потому что сигнал имел обыденное объяснение: они спутали пыль в нашей галактике с признаком инфляции.
С другой стороны, открытие ускоренного расширения Вселенной демонстрирует успех научного метода. В 1998 году появились доказательства, что космическое расширение ускоряется. Две исследовательские группы независимо использовали сверхновые для отслеживания расширения и получили одинаковый результат. Независимое подтверждение повысило их уверенность. Они назвали силу, стоящую за этим ускорением, тёмной энергией и получили Нобелевскую премию в 2011 году за её открытие.
В больших и малых масштабах астрономы стараются установить высокую планку доказательств, прежде чем заявлять об открытии.