Ny undersøgelse estimerer chancerne for, at liv og intelligens dukker op uden for vores planet

Mennesker har spekuleret på, om vi er alene i universet siden antikken.

Vi ved fra de geologiske optegnelser, at livet startede relativt hurtigt, så snart vores planets miljø var stabilt nok til at understøtte det. Vi ved også, at den første flercellede organisme, som til sidst producerede nutidens teknologiske civilisation, det tog meget længere tid at udvikle sig, omkring 4 milliarder år.

Men på trods af at vi vidste, hvornår livet først dukkede op på Jorden, videnskabsmænd forstår stadig ikke, hvordan livet opstod, hvilket har vigtige implikationer for sandsynligheden for at finde liv andre steder i universet.

I et nyt papir offentliggjort i Forløb fra National Academy of Sciences i dag, David Kipping, en assisterende professor i Columbia's Department of Astronomy, viser, hvordan en analyse ved hjælp af en statistisk teknik kaldet Bayesiansk inferens kunne kaste lys over, hvor komplekst udenjordisk liv kan udvikle sig i fremmede verdener.

"Den hurtige fremkomst af liv og den sene udvikling af menneskeheden, i sammenhæng med evolutionens tidslinje, er bestemt tankevækkende, " sagde Kipping. "Men i denne undersøgelse er det muligt faktisk at kvantificere, hvad fakta fortæller os."

For at udføre sin analyse, Kipping brugte kronologien af ​​de tidligste beviser for liv og menneskehedens udvikling. Han spurgte, hvor ofte vi ville forvente, at liv og intelligens ville dukke op igen, hvis Jordens historie skulle gentage sig, at køre uret igen og igen.

Han formulerede problemet ud fra fire mulige svar:Livet er almindeligt og udvikler ofte intelligens, livet er sjældent, men udvikler ofte intelligens, livet er almindeligt og udvikler sjældent intelligens og, endelig, livet er sjældent og udvikler sjældent intelligens.

Denne metode til Bayesiansk statistisk inferens - brugt til at opdatere sandsynligheden for en hypotese, efterhånden som beviser eller information bliver tilgængelig - angiver tidligere overbevisninger om systemet, der modelleres, som derefter kombineres med data for at afgive sandsynligheder for udfald.

"Teknikken er beslægtet med odds, " sagde Kipping. "Det tilskynder til gentagne test af nye beviser mod din holdning, i det væsentlige en positiv feedback-løkke for at forfine dine skøn over sandsynligheden for en begivenhed."

Ud fra disse fire hypoteser, Kipping brugte Bayesianske matematiske formler til at veje modellerne mod hinanden. "I Bayesiansk slutning, tidligere sandsynlighedsfordelinger skal altid vælges, " sagde Kipping. "Men et nøgleresultat her er, at når man sammenligner scenarierne for sjældent liv versus almindeligt liv, det almindelige liv er altid mindst ni gange mere sandsynligt end det sjældne."

Analysen er baseret på beviser for, at liv opstod inden for 300 millioner år efter dannelsen af ​​jordens oceaner som fundet i kulstof-13-udtømte zirkonaflejringer, en meget hurtig start i sammenhæng med Jordens levetid. Kipping understreger, at forholdet er mindst 9:1 eller højere, afhængig af den sande værdi af, hvor ofte intelligens udvikler sig.

Kippings konklusion er, at hvis planeter med lignende forhold og evolutionære tidslinjer til Jorden er almindelige, så tyder analysen på, at liv skulle have lidt problemer med at dukke op spontant på andre planeter. Og hvad er oddsene for, at disse udenjordiske liv kan være komplekse, differentieret og intelligent? Her, Kippings forespørgsel er mindre sikker, finde kun 3:2 odds til fordel for intelligent liv.

Dette resultat stammer fra menneskehedens relativt sene optræden i Jordens beboelige vindue, tyder på, at dets udvikling hverken var en let eller sikret proces. "Hvis vi spillede Jordens historie igen, fremkomsten af ​​intelligens er faktisk noget usandsynlig, " han sagde.

Kipping påpeger, at oddsene i undersøgelsen ikke er overvældende, er ret tæt på 50:50, og resultaterne bør ikke behandles som mere end et blidt skub i retning af en hypotese.

"Analysen kan ikke give sikkerhed eller garantier, kun statistiske sandsynligheder baseret på, hvad der skete her på Jorden, " sagde Kipping. "Alligevel opmuntrende, sagen for et univers, der vrimler med liv, fremstår som det foretrukne væddemål. Søgen efter intelligent liv i verdener hinsides Jorden bør på ingen måde frarådes."