Um novo estudo usa estatísticas bayesianas para avaliar a probabilidade de vida e inteligência além do nosso sistema solar.
Crédito: Amanda Carden
Os seres humanos têm se perguntado se estamos sozinhos no universo desde a antiguidade.
Sabemos pelo registro geológico que a vida começou relativamente rápida, assim que o ambiente do nosso planeta ficou estável o suficiente para sustentá-lo. Também sabemos que o primeiro organismo multicelular, que acabou produzindo a civilização tecnológica de hoje, demorou muito mais para evoluir, aproximadamente 4 bilhões de anos.
Mas, apesar de saber quando a vida apareceu pela primeira vez na Terra, os cientistas ainda não entendem como a vida ocorreu, o que tem implicações importantes para a probabilidade de encontrar vida em outras partes do universo.
Em um novo artigo publicado no Proceeding of the National Academy of Sciences, David Kipping, professor assistente do Departamento de Astronomia da Columbia, mostra como uma análise usando uma técnica estatística chamada inferência bayesiana poderia lançar luz sobre como a vida extraterrestre complexa pode evoluir. mundos alienígenas.
"O rápido surgimento da vida e a evolução tardia da humanidade, no contexto da linha do tempo da evolução, são certamente sugestivos", disse Kipping. "Mas neste estudo, é possível quantificar o que os fatos nos dizem".
Para conduzir sua análise, Kipping usou a cronologia das primeiras evidências da vida e da evolução da humanidade. Ele perguntou quantas vezes esperaríamos que a vida e a inteligência ressurgissem se a história da Terra se repetisse, repetindo o relógio várias vezes.
Ele estruturou o problema em termos de quatro respostas possíveis: a vida é comum e freqüentemente desenvolve inteligência, a vida é rara, mas freqüentemente desenvolve inteligência, a vida é comum e raramente desenvolve inteligência e, finalmente, a vida é rara e raramente desenvolve inteligência.
Esse método de inferência estatística bayesiana - usado para atualizar a probabilidade de uma hipótese à medida que evidências ou informações se tornam disponíveis - declara crenças anteriores sobre o sistema que está sendo modelado, que são então combinadas com os dados para lançar probabilidades de resultados.
"A técnica é semelhante às chances de apostas", disse Kipping. "Ele incentiva o teste repetido de novas evidências contra sua posição, em essência um ciclo de feedback positivo para refinar suas estimativas de probabilidade de um evento".
A partir dessas quatro hipóteses, Kipping usou fórmulas matemáticas bayesianas para pesar os modelos uns contra os outros. "Na inferência bayesiana, distribuições de probabilidade anteriores sempre precisam ser selecionadas", disse Kipping. "Mas um resultado importante aqui é que, quando se compara os cenários de vida rara e de vida comum, o cenário de vida comum é sempre pelo menos nove vezes mais provável que o raro".
A análise baseia-se em evidências de que a vida surgiu dentro de 300 milhões de anos após a formação dos oceanos da Terra, encontrada em depósitos de zircão sem carbono 13, um início muito rápido no contexto da vida na Terra. Kipping enfatiza que a proporção é pelo menos 9: 1 ou superior, dependendo do valor real da frequência com que a inteligência se desenvolve.
A conclusão de Kipping é que, se planetas com condições semelhantes e linhas de tempo evolutivas à Terra são comuns, a análise sugere que a vida deve ter pouco problema surgindo espontaneamente em outros planetas. E quais são as chances de que essas vidas extraterrestres possam ser complexas, diferenciadas e inteligentes? Aqui, a investigação de Kipping é menos segura, encontrando apenas probabilidades de 3: 2 em favor da vida inteligente.
Esse resultado decorre da aparição relativamente tardia da humanidade na janela habitável da Terra, sugerindo que seu desenvolvimento não foi um processo fácil nem garantido. "Se jogarmos novamente a história da Terra, o surgimento da inteligência é realmente um tanto improvável", disse ele.
Kipping ressalta que as probabilidades do estudo não são impressionantes, chegando perto de 50:50, e as descobertas devem ser tratadas como não mais do que um empurrãozinho para uma hipótese.
"A análise não pode fornecer certezas ou garantias, apenas probabilidades estatísticas baseadas no que aconteceu aqui na Terra", disse Kipping. "Ainda assim, encorajador, o caso de um universo repleto de vida surge como a aposta preferida. A busca por vida inteligente em mundos além da Terra não deve ser desencorajada."
Mais informações: David Kipping, Uma análise bayesiana objetiva do início da vida e da nossa chegada tardia, Proceedings of National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073 / pnas.1921655117
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