Установлена ли более высокая планка для научных заявлений о внеземной жизни?
Недавно учёные заявили о получении «самых убедительных доказательств» жизни на далёкой экзопланете K2-18 b — мире за пределами нашей Солнечной системы. Однако научное сообщество сохраняет осторожность.
Такая осторожность не уникальна для астробиологии. Крупные научные прорывы, такие как законы Ньютона, теория тектоники плит Вегенера или антропогенное изменение климата, редко принимаются быстро.
В случае с K2-18 b учёные, работающие с данными космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), объявили об обнаружении в атмосфере планеты газов: метана, диоксида углерода и, что важнее, двух соединений — диметилсульфида (DMS) и диметилдисульфида (DMDS). На Земле, насколько нам известно, DMS/DMDS производятся исключительно живыми организмами.
Их присутствие, если оно точно подтверждено в значительном количестве, могло бы указывать на микробную жизнь. Исследователи даже предполагают, что вероятность того, что обнаружение этих соединений не является случайностью, составляет 99.4%. При повторных наблюдениях этот показатель может достичь золотого стандарта статистической достоверности в науке — пяти сигм (примерно один шанс на миллион, что результат ошибочен).
Почему же научное сообщество не объявляет это открытием внеземной жизни? Ответ кроется в разнице между обнаружением и установлением причины, а также в природе самих доказательств.
JWST не «видит» молекулы напрямую. Вместо этого он измеряет, как свет проходит через атмосферу планеты или отражается от неё. Разные молекулы поглощают свет по-разному, и, анализируя эти паттерны поглощения — спектры, — учёные делают вывод о вероятном присутствии тех или иных химических веществ. Это впечатляющий и сложный метод, но не идеальный.
Он опирается на сложные модели, которые предполагают, что мы понимаем биологические реакции и атмосферные условия планеты в 120 световых годах от нас. Спектры, указывающие на существование DMS/DMDS, могут быть интерпретированы так, потому что спектр нельзя объяснить без предсказанной молекулы, но это также может быть результатом неизвестной или неправильно понятой молекулы.
Сравнение с климатом
Учитывая, насколько эпохальным было бы окончательное открытие внеземной жизни, эти допущения заставляют многих учёных перестраховываться. Но так ли обстоит дело в других областях науки? Сравним с другим научным прорывом: обнаружением и установлением причин антропогенного изменения климата.
Связь между температурой и ростом CO₂ впервые наблюдал шведский учёный Сванте Аррениус в 1927 году. К ней отнеслись серьёзно лишь после того, как начали регулярно фиксировать повышение температуры. Однако в нашей атмосфере много естественных процессов, которые выводят и поглощают CO₂.
Таким образом, связь между атмосферным CO₂ и температурой могла быть подтверждена, но установление причины (атрибуция) всё ещё требовалось.
У углерода есть три так называемых варианта — изотопы. Один из них, углерод-14, радиоактивен и медленно распадается. Когда учёные наблюдали увеличение содержания углекислого газа в атмосфере, но низкое содержание углерода-14, они могли сделать вывод, что углерод очень старый — настолько старый, что в нём не осталось углерода-14. Ископаемое топливо — уголь, нефть и природный газ — состоит из древнего углерода и, следовательно, лишено углерода-14.
Таким образом, антропогенная природа изменения климата была доказана вне разумных сомнений, с принятием 97% учёных. В поисках внеземной жизни, как и в случае с изменением климата, есть фаза обнаружения и фаза установления причины, требующие тщательной проверки гипотез и строгой экспертной оценки.
В случае изменения климата у нас были in situ наблюдения из многих источников (то есть наблюдения «на месте»). Поиск внеземной жизни опирается на повторные наблюдения одних и тех же датчиков, которые находятся далеко. В таких ситуациях систематические ошибки обходятся дороже.
Кроме того, химия атмосферного изменения климата и выбросов от ископаемого топлива проверялась лабораторными атмосферными испытаниями с 1927 года. Большая часть данных, преподносимых как доказательства внеземной жизни, поступает за световые годы, с одного инструмента и без каких-либо образцов in situ.
Поиск внеземной жизни не подчиняется более высокому стандарту научной строгости, но он ограничен невозможностью независимо обнаружить и подтвердить множественные линии доказательств.
На данный момент заявления о K2-18 b остаются интригующими, но неубедительными. Это не означает, что мы не движемся вперёд. Каждое новое наблюдение добавляет знаний о Вселенной и нашем месте в ней. Поиск продолжается — не потому, что мы слишком осторожны, а потому, что это правильно.