Cameron Merritt
0 
2907
809
Gdybyśmy wszyscy zebrali się i rozpoczęli Ziemię od nowa, cofając czas do momentu, gdy ziemia ostygła od gorącej magmy i gigantyczne roje meteorów przestały niszczyć planetę, czy życie na tej planecie znowu powstanie? I czy to życie kiedykolwiek stanie się inteligentne?
Nowy artykuł opublikowany 18 maja w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences zawiera odpowiedź: życie prawdopodobnie odradza się szybko i łatwo w warunkach podobnych do ziemskich. Ale inteligentne życie jest prawdopodobnie rzadkie i wolno się pojawia, co sugeruje, że może się nie pojawić ponownie.
Niektóre raporty sugerują, że artykuł ten dotyczy szans pojawienia się inteligentnego życia poza naszą planetą - życia obcego i cywilizacji obcych. Ale autor, David Kipping, astronom z Columbia University, skupił się na samej Ziemi. Jego artykuł pozostawia bez odpowiedzi pytania dotyczące innych planet. Użył metody statystycznej zwanej analizą bayesowską, aby zbadać garść dostępnych punktów danych, dochodząc do wniosku, że prawdopodobnie w ogóle mamy szczęście.
Związane z: 7 dzikich teorii na temat pochodzenia życia
Co oznacza „analiza bayesowska”
Istnieją dwa główne podejścia do statystyki, mówi Pauline Barmby, astronom z University of Western Ontario, która nie była zaangażowana w artykuł Kippinga: często i Bayesian. Kiedy sieci informacyjne ogłaszają, kto właśnie wygrał wybory prezydenckie, meteorolodzy przewidują pogodę, a urzędnicy zdrowia publicznego szacują wskaźniki zakażeń koronawirusem na podstawie ograniczonych próbek, zwykle stosują podejście częste. Innymi słowy, używają ograniczonych informacji, które mają, aby ocenić, jaka jest najprawdopodobniej prawda o świecie. Analiza bayesowska bardziej przypomina sposób myślenia ludzi.
„Analiza bayesowska to tylko sposób na opisywanie i aktualizowanie przekonań - lub treści informacji - gdy widzisz jakieś dane” - powiedział Will Farr, astrofizyk ze Stony Brook University w Nowym Jorku, który również nie był zaangażowany w artykuł Kipping.
Na przykład: Jakie jest prawdopodobieństwo, że tym razem wykonam rzut wolny, biorąc pod uwagę, że spudłowałem ostatnie 20 prób, które próbowałem? A co jeśli przegapię ostatnie 50? To podejście zmusza naukowców do zbadania założeń związanych z pytaniami, które zadają, i ich zaufania do tych założeń, powiedział Barmby..
Mamy szczęście
W artykule Kippinga zebrano kilka punktów danych dotyczących tego, jak długo zajęło życie i inteligencja pojawienie się na Ziemi, a także szacunki dotyczące tego, jak długo Ziemia będzie zdatna do zamieszkania na podstawie cyklu życia Słońca. Następnie zastosował podejście bayesowskie, aby ustalić, czy każde zdarzenie jest „szybkim procesem”, czy „powolnym i rzadkim scenariuszem”.
Gdyby powstanie życia z materii nieożywionej („abiogeneza”) następowało szybko, spodziewalibyśmy się, że na Ziemi przewróconej i ponownie uruchomionej, życie prawdopodobnie wydarzy się w którymś momencie miliardów lat nadających się do zamieszkania na naszej planecie, napisał Kipping. Ale gdyby to pojawienie się było powolne, życie mogłoby być szczęśliwą przerwą. Te same zastrzeżenia dotyczą pojawienia się inteligencji.
Kipping pracował z kilkoma punktami danych:
- Wiemy, że Ziemia nadawała się do zamieszkania około 4,21 miliarda lat temu. Dzieje się tak po tym, jak zaginiona planeta Theia (i prawdopodobnie inny impaktor znany jako „Moneta” 40 milionów lat później) uderzyła w starożytną proto-Ziemię 4,51 miliarda lat temu, niszcząc powierzchnię i tworząc nasz księżyc. Po tym kataklizmie upłynęło około 300 milionów lat, zanim woda w stanie ciekłym i atmosfera wróciły.
- Silne dowody na istnienie życia na Ziemi - mikroskamieniałości w skałach - sięga 3,465 miliardów lat, czyli około 745 milionów lat po tym, jak planeta nadała się do zamieszkania. Istnieje również bardziej kontrowersyjna wskazówka dotycząca życia - fragmenty węgla z brakującymi izotopami w osadach cyrkonu - sięgające zaledwie 304 milionów lat po zdatności do zamieszkania, według Kippinga.
- Inteligentne życie - ludzie, jak pisze Kipping - pojawiło się znacznie później. Homo sapiens pojawiły się w ciągu ostatnich pół miliona lat, tak niedawno, że jesteśmy tylko błędem zaokrągleń w tej 4,21 miliarda lat.
- Prawdopodobnie żyjemy w ostatniej piątej nadającej się do zamieszkania historii Ziemi. Astronomowie uważają, że w ciągu następnych miliardów lat Słońce stanie się tak jasne, że uzyskana energia przyspieszy tempo, w jakim skały wyciągają dwutlenek węgla (CO2) z atmosfery (niektóre skały robią to dzisiaj, tylko wolniej). Gdy CO2 w atmosferze spadnie poniżej 10 części na milion, rośliny wymrą, łańcuch pokarmowy załamie się, a przetrwają tylko mikroby. W tym momencie Kipping założył, że gdyby inteligentne życie jeszcze się nie pojawiło, byłoby za późno.
Isabelle Winder, biolog, archeolog i ekspert w dziedzinie ewolucji naczelnych i ludzi z Uniwersytetu Bangor w Wielkiej Brytanii - która nie była zaangażowana w badania Kippinga - powiedziała, że jego historia życia na Ziemi jest w zasadzie poprawna.
Jednak to nie jest dużo danych, na pewno nie wystarczy do częstej analizy. (Przeprowadziliśmy tylko jeden eksperyment na Ziemi i nie mamy jeszcze innych podobnych planet, z którymi moglibyśmy się porównywać). Jednak analiza bayesowska daje pewną jasność.
Korzystając z modelu, który według Farra i Barmby'ego wydawał się dobrze zaprojektowany i rygorystyczny, Kipping doszedł do pewnych liczb: istnieją większe szanse niż 3 do 1, że „abiogeneza jest rzeczywiście szybkim procesem w porównaniu z powolnym i rzadkim scenariuszem”, napisał Kipping: „ale 3: 2 szanse, że inteligencja może być rzadka”.
Ponownie poprowadź historię Ziemi, a nastąpi przyzwoita zmiana, której my, lub istoty takie jak my, nigdy się nie pojawiamy.
Więc co? „To, co masz, to: Życie pojawiło się kilkaset milionów, a może prawie miliard lat po tym, jak Ziemia przestała być bombardowana masywnymi obiektami. Ludzie pojawili się blisko 4 miliardów lat. A Ziemia prawdopodobnie będzie nadawała się do zamieszkania przez kolejny miliard lat albo tak - powiedział Farr. „To absolutnie przydatna informacja. Możesz zapytać, czy te liczby pozostałyby takie same, ale Ziemia krążyła wokół innego typu gwiazd, [jak to by zmieniło?]”
Farr powiedział, że jest to istotne dla toczącej się w astronomii debaty wokół gwiazd „M-karłów” - gwiazd typu znacznie częstszego niż nasze Słońce, które mogą wspierać planety nadające się do zamieszkania przez dziesiątki miliardów lat dłużej niż nasze Słońce. Te karły typu M są jednak prawdopodobnie zbyt podatne na promieniotwórcze rozbłyski, które prawdopodobnie spowodowałyby wysadzenie życia w piasek z powierzchni tych planet.
Mimo to, powiedział Farr, artykuł Kippinga powinien być rozumiany głównie jako o Ziemi, a nie o życiu obcym.
Związane z: 9 dziwnych wymówek, dlaczego jeszcze nie spotkaliśmy kosmitów
„Jeśli chcesz uogólniać na temat kosmitów, musisz wykonać dużo pracy, której nie ma w gazecie i której wyraźnie unika się w artykule z dobrego powodu; jest to o wiele bardziej spekulatywne” - powiedział Farr. - Zapytałeś mnie, czy którakolwiek z liczb w artykule jest subiektywna, czy też obiektywna. Aby wykonać tę pracę, uogólnić na kosmitów, wprowadzisz wiele subiektywnych rzeczy.
Jednak artykuł Kippinga jest bardzo dobrą analizą statystyczną bardzo ograniczonych informacji, jakie posiadamy o samej naszej planecie, powiedział Farr.
Sens życia
Chociaż artykuł Kippinga zawiera rozsądne założenia i uproszczenia dotyczące tego, jak działa życie, ważne jest, aby zdawać sobie sprawę, że są to założenia i uproszczenia, powiedział Winder. Jasne, inteligentne życie prawdopodobnie może pojawić się dopiero jakiś czas po samym życiu, a samo życie prawdopodobnie wymaga planety nadającej się do zamieszkania i tak dalej.
Jednak artykuł Kippinga dotyczy tylko tego, kiedy pojawiło się życie i kiedy inteligencja pojawiła się po raz pierwszy, gdy planeta stała się zdatna do zamieszkania, powiedział Winder. Papieru nie obchodzi, czy życie i inteligentne życie pojawiły się więcej niż raz, chociaż mogło się tak zdarzyć. Papier nie dba również o to, jaką formę przybierają te formy życia. - To rozsądne z punktu widzenia tworzenia modelu matematycznego - powiedziała. Ale szczegóły dotyczące tego, jak wygląda zdolność do zamieszkania, życie i inteligencja, są trudniejsze, niż sugeruje artykuł, powiedziała.
Przed eksplozją kambryjską 541 milionów lat temu życie było stosunkowo proste. Od miliardów lat zapis kopalny sugeruje, że Ziemia była zamieszkana przez pojedyncze komórki lub małe kolonie. Następnie, podczas eksplozji kambryjskiej, życie szybko się zmieniło. W ciągu dziesiątek milionów lat pojawił się prawie każdy obecny plan budowy ciała zwierzęcia (w tym kręgowców).
A hordy stworzeń o planach ciała zupełnie niepodobnych do wszystkiego, co widzimy dzisiaj, również rozkwitły, sugerując alternatywne, pozornie obce drogi ewolucyjne, którymi mogło obrać życie. Następnie masowe wymieranie 488 milionów lat temu zmiotło znaczną część tej różnorodności życia, zawężając życie zwierząt do tego, co widzimy dzisiaj.
Związane z: 5 najmądrzejszych zwierząt niebędących naczelnymi na świecie
Artykuł Kippingu odnosi się do tego problemu, abstrahując od niego, powiedział Winder. W jakikolwiek sposób inteligencja rozwija się podczas powtórki z Ziemi, jego model przejmuje się tylko tym, gdy pojawia się po raz pierwszy. Zakłada się, że do tej pory na Ziemi zdarzyło się to tylko raz, z ludźmi. Powiedziała, że bardzo prawdopodobne, że wspólni przodkowie ludzi i innych małp człekokształtnych mogą odpowiadać naszym definicjom inteligencji. I nie wiemy na pewno, powiedziała, że inteligencja pojawiła się na Ziemi tylko raz. Gdyby Ziemia została ponownie uruchomiona, wyniki mogłyby być tak różne od naszej obecnej rzeczywistości, że mielibyśmy problem z rozpoznaniem „inteligencji”.
„Moje wrażenie, patrząc na ewolucję i historię życia, jest takie, że bardzo rzadko zdarza się, że coś się raz dzieje” - powiedziała. „Na przykład masz wiele źródeł oczu. Masz wiele sposobów zarabiania na życie. Prawdopodobnie masz wiele taksonów wychodzących z wody na ląd. Prawdopodobieństwo, że to się powtórzy, będzie takie samo jak zniknięcie mały."
Zwróciła uwagę, że artykuł mniej więcej definiuje inteligentny gatunek jako gatunek zdolny do pisania takich dokumentów. Barmby powiedział, że ogólnie astronomowie definiują inteligentne życie jako „innych astronomów” - gatunki, które mogą na przykład wysyłać sygnały radiowe w kosmos i same polować na fale radiowe..
Winder powiedział, że istnieją rozsądne definicje inteligencji, które sugerują, że pojawiła się ona niejednokrotnie wśród stworzeń żyjących obecnie na Ziemi, w takich stworzeniach jak delfiny, wieloryby i głowonogi czy kałamarnice..
Cechy takie jak język, używanie narzędzi i zdolność myślenia o sobie nie są unikalne dla ludzi. Ilekroć naukowcy definiują pewne typy zdolności umysłowych jako unikalne dla ludzi, w końcu zostaje znalezione zwierzę, które ma te zdolności.
Powiedziała, że byłoby interesujące zobaczyć, jak zmieniłby się model Kippinga, gdyby musiał uwzględniać tę złożoność, powiedziała. W tym modelu inteligencja byłaby traktowana jako coś, co pojawiło się na Ziemi więcej niż jeden raz w różnym stopniu i nieznaną liczbę razy. Zapytała również, jak zmieniłby się model, gdyby traktował inteligencję jako pojawiającą się wcześniej w ewolucyjnej historii ludzkości, niż ma to miejsce obecnie.
Ta druga kwestia - dokładna data pojawienia się inteligencji w historii ludzkości - nie ma większego znaczenia dla jego modelu, powiedział Kipping. Daj lub zajmij kilkaset milionów lat, wnioski są prawie takie same - podobnie jak niewiele zmieniają się w oparciu o debatę o tym, kiedy dokładnie życie pojawiło się w historii Ziemi.
Związane z: 10 zwierząt, które używają narzędzi
A jeśli chodzi o to, czy zmieniłby jego model, wprowadzając niepewność co do tego, ile razy inteligencja ewoluowała, powiedział: „Tutaj będzie miało znaczenie i szczerze mówiąc, nie mogę udzielić ci prostej odpowiedzi bez powtórzenia skomplikowanej serii całek numerycznych”.
Ale biorąc pod uwagę, że szanse na pojawienie się inteligencji nie są tak duże, Kipping powiedział, że prawdopodobnie nadal nie powinno to mieć większego znaczenia.
„Chodzi mi o to, że jest to niewielka preferencja, ale oczywiście nie jest to preferencja istotności typu slam dunk, więc niezależnie od zdefiniowania inteligencji, pozostanie ona dość niejednoznaczna i rozproszona” - powiedział.
Jeśli chodzi o to, czy gdzie indziej we wszechświecie istnieje inteligentne życie, pozostaje to „wielką tajemnicą”, napisał w artykule.
Jego artykuł nie dotyczył na przykład tego, czy inteligentne cywilizacje, które się pojawiają, mają tendencję do przetrwania, czy też szybkiego zabijania się. (Nasz własny nie jest wystarczająco stary, aby w ten czy inny sposób udzielić odpowiedzi). Najlepszą rzeczą do zrobienia, powiedział Kipping, jest ciągłe szukanie wskazówek dotyczących inteligentnego życia..
Ale nie jest jasne, czy rozpoznamy to, kiedy to zobaczymy, powiedział Winder.
- Od Wielkiego Wybuchu do współczesności: Migawki naszego wszechświata w czasie
- Międzygwiezdne podróże kosmiczne: 7 futurystycznych statków kosmicznych do eksploracji kosmosu
- 13 sposobów na polowanie na inteligentnych kosmitów
Pierwotnie opublikowano w dniu .
OFERTA: Zaoszczędź 45% na „Jak to działa” „Wszystko o kosmosie” i „Wszystko o historii”!
Przez ograniczony czas możesz wykupić cyfrową subskrypcję dowolnego z naszych najlepiej sprzedających się czasopism naukowych za jedyne 2,38 USD miesięcznie lub 45% zniżki od ceny standardowej przez pierwsze trzy miesiące. Zobacz ofertę
Zobacz wszystkie komentarze (0)