Новое исследование оценивает вероятность возникновения жизни и разума за пределами нашей планеты

Человечество задаётся вопросом, одиноки ли мы во Вселенной, с древних времён.

Из геологической летописи мы знаем, что жизнь на Земле возникла относительно быстро, как только условия на планете стали достаточно стабильными. Также известно, что на эволюцию первых многоклеточных организмов, которые в конечном итоге породили современную технологическую цивилизацию, ушло гораздо больше времени — около 4 миллиардов лет.

Несмотря на знание о времени появления жизни на Земле, учёные до сих пор не понимают, как она возникла, что имеет важные последствия для оценки вероятности найти жизнь в других мирах.

В новой статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, Дэвид Киппинг, доцент кафедры астрономии Колумбийского университета, показывает, как анализ с использованием статистического метода байесовского вывода может пролить свет на то, как сложная внеземная жизнь может эволюционировать на других планетах.

«Быстрое возникновение жизни и поздняя эволюция человечества в контексте временной шкалы эволюции, безусловно, наводят на размышления. Но в этом исследовании можно фактически количественно оценить, о чём говорят факты», — сказал Киппинг.

Для анализа Киппинг использовал хронологию самых ранних свидетельств жизни и эволюции человечества. Он задался вопросом: как часто можно было бы ожидать повторного возникновения жизни и разума, если бы историю Земли переигрывали снова и снова.

Он сформулировал проблему в виде четырёх возможных ответов:

1. Жизнь распространена и часто развивает разум.
2. Жизнь редка, но часто развивает разум.
3. Жизнь распространена, но редко развивает разум.
4. Жизнь редка и редко развивает разум.

Байесовский статистический вывод — метод обновления вероятности гипотезы по мере появления новых данных. Он начинает с некоторых априорных представлений о моделируемой системе, которые затем комбинируются с данными для расчёта вероятностей исходов.

«Техника похожа на расчёт betting odds. Она поощряет неоднократную проверку новых доказательств против вашей позиции, по сути создавая петлю положительной обратной связи для уточнения оценок вероятности события», — пояснил Киппинг.

Используя байесовские математические формулы, Киппинг взвесил эти четыре модели друг против друга. «В байесовском выводе всегда нужно выбирать априорные распределения вероятностей. Но ключевой результат здесь заключается в том, что при сравнении сценариев с редкой и распространённой жизнью, сценарий с распространённой жизнью всегда как минимум в девять раз более вероятен, чем редкой».

Этот вывод основан на доказательствах того, что жизнь на Земле возникла в течение 300 миллионов лет после формирования океанов (согласно данным по обеднённым углеродом-13 цирконам), что является очень быстрым стартом в контексте времени существования планеты. Киппинг подчёркивает, что соотношение составляет не менее 9:1 или выше, в зависимости от истинной частоты развития разума.

Вывод Киппинга: если планеты со схожими с Землёй условиями и эволюционными временными рамками распространены, то анализ предполагает, что у жизни не должно быть больших проблем со спонтанным возникновением на других планетах.

А какова вероятность того, что эта внеземная жизнь будет сложной, дифференцированной и разумной? Здесь выводы Киппинга менее уверенны: шансы в пользу появления разумной жизни составляют всего 3:2.

Этот результат вытекает из относительно позднего появления человечества в обитаемом окне Земли, что говорит о том, что его развитие не было ни лёгким, ни гарантированным процессом.

«Если бы мы заново проиграли историю Земли, появление разума было бы маловероятным», — отметил он.

Киппинг указывает, что вероятности, полученные в исследовании, не являются подавляющими (они довольно близки к 50:50), и к выводам следует относиться не более чем как к «лёгкому подталкиванию» в сторону определённой гипотезы.

«Анализ не может дать уверенностей или гарантий, только статистические вероятности, основанные на том, что произошло здесь, на Земле. Но обнадёживает, что вариант с Вселенной, кишащей жизнью, оказывается наиболее вероятным. Поиск разумной жизни в мирах за пределами Земли ни в коем случае не следует прекращать».