Dzięki geologii wiemy, że życie na Ziemi pojawiło się zaraz po tym, jak na naszej planecie zapanowały warunki odpowiednie do jego podtrzymania. Wiemy również, że pierwszy organizm wielokomórkowy, który dał początek dzisiejszej cywilizacji zaawansowanej technologicznie, potrzebował znacznie więcej czasu na ewolucję – około 4 miliardów lat.

Mimo że naukowcy wiedzą kiedy życie po raz pierwszy pojawiło się na Ziemi, nadal jednak nie odkryli, jak do tego doszło. Ma to duże znaczenie, ponieważ wpływa na prawdopodobieństwo znalezienia we wszechświecie innych form życia.

W czasopiśmie „Proceeding of the National Academy of Sciences” opublikowano właśnie artykuł autorstwa Davida Kippinga, adiunkta na Uniwersytecie Columbia. Opisał w nim analizę z wykorzystaniem wnioskowania bayesowskiego, które pomoże wyjaśnić, jak mogłaby wyglądać ewolucja życia na innych planetach.

Jeśli chodzi o przebieg ewolucji, szybkie pojawienie się życia i późna ewolucja ludzkości na pewno dają do myślenia. W tym badaniu możemy jednak dokonać zamiany faktów na liczby

Do przeprowadzenia analizy autor wykorzystał najwcześniejsze daty dowodów na istnienie życia oraz ewolucję człowieka. W swojej pracy zadał pytanie, jak często – chcąc powtórzyć historię Ziemi – można spodziewać się, że inteligentne formy życia znowu pojawią się na naszej planecie.

Możliwych odpowiedzi jest cztery: formy życia występują powszechnie i są inteligentne; formy życia występują rzadko, ale często są inteligentne; formy życia występują powszechnie, ale rzadko są inteligentne; formy życia rzadko występują i rzadko są inteligentne.

Wnioskowanie bayesowskie polega na obliczaniu, w jakim stopniu dana hipoteza jest prawdziwa, w miarę jak pojawiają się nowe przesłanki lub informacje. Do wykonania obliczeń wykorzystuje się rozkład a priori, który odzwierciedla wiedzę posiadaną w momencie rozpoczęcia badania. Następnie łączymy to z nowymi danymi, czego rezultatem jest rozkład a posteriori – uzyskany po uwzględnieniu nowych informacji.

– Technika ta przypomina obstawianie zakładów – dodał dr Kipping.  – Swoją hipotezę trzeba ponownie przeanalizować pod kątem nowych danych. W skrócie jest to sprzężenie zwrotne dodatnie, w którym dopracowujemy stopień prawdopodobieństwa wystąpienia jakiegoś zdarzenia.

Z tych czterech hipotez Kipping użył bayesowskich wzorów matematycznych, aby zważyć modele względem siebie.  – We wnioskowaniu bayesowskim zawsze należy ustalić rozkład prawdopodobieństwa a priori – skomentował dr Kipping. – Kluczowym rezultatem jest tutaj jednak sytuacja, w której porównujemy dwa scenariusze: rzadko występujące formy życia oraz powszechnie występujące formy życia. Okazuje się bowiem, że szanse na ten pierwszy są zawsze co najmniej 9 razy wyższe, niż w przypadku tego drugiego.

Przesłanka, na której opierał się autor badania to, że życie na Ziemi pojawiło się bardzo szybko – w ciągu 300 milionów lat od powstania oceanów. Fakt ten potwierdza analiza złóż cyrkonu ubogich w węgiel C13. Dr Kipping podkreśla w swojej pracy, że stosunek prawdopodobieństwa wynosi co najmniej 9:1 lub więcej, w zależności od wartości prawdziwej tego, jak często formy życia są inteligentne.

Wniosek jest taki, że jeśli powszechnie występują planety, na których panują podobne do ziemskich warunki, a historia ewolucji przypomina tą na Ziemi, to nie powinno być problemu z pojawieniem się na nich życia. Jakie są jednak szanse na to, że te formy życia będą złożone, różne od siebie i inteligentne? W tym przypadku stosunek wynosi 3:2.

Wynika to z faktu, że człowiek pojawił się na Ziemi relatywnie późno, sugerując, że nasza ewolucja nie była ani prosta, ani zagwarantowana. – Gdybyśmy chcieli powtórzyć historię naszej planety, jest bardzo mało prawdopodobne, że na Ziemi pojawiłyby się inteligentne formy życia – dodał.

Autor zwraca uwagę, że prawdopodobieństwo w badaniu nie jest zbyt duże, bo bliskie 50:50. Wyniki należy jednak potraktować jako zachętę w kierunku postawionej tezy. – Moja analiza nie daje żadnej pewności ani gwarancji, a jedynie statystyczne prawdopodobieństwo oparte na tym, co wydarzyło się tutaj na Ziemi – podsumował Kipping. – Wizja wszechświata „tętniącego” życiem wydaje się być tutaj ulubioną opcją. Nie należy jednak zniechęcać się do poszukiwania życia pozaziemskiego.

Źródło: „An objective Bayesian analysis of life’s early start and our late arrival” (Proceedings of the National Academy of Sciences)

Grafika: Amanda Carden