Astrobiologia

Gli alieni esistono? Probabilmente. Sono intelligenti? Probabilmente no.

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Siamo soli?

Questa è una grande domanda. Enorme . È uno dei più grandi concetti filosofici che ci siano: c'è vita altrove nell'Universo?

Inoltre, c'è? intelligente vita? Sarei elettrizzato oltre misura se vedessimo la firma di, diciamo, clorofilla nel ghiaccio di Europa, ma trovare il fitoplancton è molto lontano dall'avere qualcuno con cui parlare.



Mi è stato chiesto se penso che la vita esista altrove, e la mia risposta è sempre che lo faccio. Questo si basa su un singolo fatto: la vita ha preso piede sulla Terra molto rapidamente dopo la formazione del pianeta, solo poche centinaia di milioni di anni. Ciò implica che è facile per la vita sorgere (un processo chiamato abiogenesi , vita dalla non-vita), perché è accaduto così rapidamente non appena le condizioni per esso sulla Terra erano presenti.

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Ma noi davvero non farlo sapere che. Forse la vita di solito dura miliardi di anni e siamo stati fortunati. Abbiamo solo il nostro esempio di vita che sorge e quindi in realtà non ci dice nulla su quanto sia facile. Tutto ciò che ci dice è che le probabilità che accada non sono 0.

Un nuovo studio che utilizza una sofisticata forma di analisi statistica mostra che è molto probabile che la vita possa sorgere se le condizioni lo consentono. Evviva! Tuttavia, mostra anche che la vita intelligente è lontana meno probabile. Boo.

Opera d'arte raffigurante un pianeta potenzialmente abitabile in orbita attorno alla vicina nana rossa TRAPPIST-1. Credito: ESO / M. KornmesserIngrandire

Opera d'arte raffigurante un pianeta potenzialmente abitabile in orbita attorno alla vicina nana rossa TRAPPIST-1. Credito: ESO / M. Kornmesser

Come ho detto, la mia ipotesi sulla probabilità del sorgere della vita è errata, dal momento che non conosciamo davvero le probabilità. Peggio ancora, siamo di parte; perché è successo a noi pensiamo che sia così ovunque. C'è anche un altro pregiudizio nel nostro pensiero: siamo qui e siamo intelligenti, e quindi la vita dovere sono sorti davanti a noi (questo si chiama il Principio Antropico Debole : Siamo qui, quindi le condizioni devono essere giuste per noi di esistere). È una condizione preesistente, necessaria per far sorgere l'intelligenza. È quasi una tautologia, ma influenza il nostro pensiero.

Quindi, dato questo, come possiamo decidere quali fattori sono importanti e capirlo?

Un paio di scienziati hanno cercato di risolverlo usando un tipo di matematica chiamato Statistiche bayesiane . È diverso dalle normali statistiche, in quanto consente di utilizzare la conoscenza precedente nel calcolo e ti consente di imparare da essa la prossima volta che esegui i calcoli. Quindi, diciamo, se chiedi le probabilità che un coin flip sia testa, diresti 50/50. Ma se sai che la moneta è leggermente sbilanciata e questo fa aumentare le probabilità, puoi usare i metodi bayesiani per scoprire quale sarebbe la tua scommessa migliore. Lancia di nuovo la moneta e puoi utilizzare i risultati per alimentare il tuo sistema.

In questo caso, la conoscenza preliminare che abbiamo è quanto tempo ha impiegato la vita a sorgere. Ma hanno scoperto che quando hanno eseguito i loro calcoli, la modifica delle ipotesi precedenti ha fortemente influenzato il loro risultato, dando risposte molto diverse. È frustrante.

L'astrofisico David Kipping — di cui ho già scritto; sta cercando esolune in orbita attorno a pianeti extrasolari — deciso di affrontare questo . Ha iniziato con la stessa metodologia dello studio precedente, ma ha aggiunto due fattori. Uno è che ha preso in considerazione per quanto è necessario che l'intelligenza sorga una volta che la vita esiste. Questo si rivela importante, perché non abbiamo tempo infinito! In questo momento, il Sole si sta lentamente riscaldando (in tempi molto lunghi; i negazionisti della scienza del clima, per favore, risparmiami i tuoi commenti chiazzati di sputo). Nei prossimi 900 milioni di anni circa, la Terra diventerà troppo calda perché possa sorgere una vita come noi. Ciò limita il tempo che la vita può impiegare a sorgere.

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Finestra di abitabilità della Terra: la vita è sorta rapidamente dopo la formazione della Terra, ma è abitabile solo per altri 900 milioni di anni. Ciò influisce sulla probabilità che insorga una vita intelligente. Credito: David KippingIngrandire

Finestra di abitabilità della Terra: la vita è sorta rapidamente dopo la formazione della Terra, ma è abitabile solo per altri 900 milioni di anni. Ciò influisce sulla probabilità che insorga una vita intelligente. Credito: David Kipping

La sua seconda ipotesi è più sottile. Lo studio precedente presumeva che la probabilità che sorgesse la vita fosse piatta: potrebbe essere 0, 1 o qualsiasi altra via di mezzo. Ma di solito non è così che funziona la fisica. Di solito, un processo non funziona mai o funziona sempre. Semplicisticamente, se faccio cadere un sasso, cade sempre. Non cade mai. La probabilità che cada è sempre 1 e la probabilità che voli via è 0.

Quindi Kipping ha distorto la funzione di probabilità della vita che sorge nel suo calcolo a valori vicini a 0 e 1. Ha anche limitato la sua matematica usando alcuni numeri reali; la prima vita che potrebbe essere sorta sulla Terra è di 4,1 miliardi di anni fa (basata sull'analisi del carbonio bloccato in minerali chiamati zirconi). L'ultimo è di 3,465 miliardi di anni fa, basato su microfossili trovati in Australia. Inoltre, ha usato la 'finestra di abitabilità' di quanto tempo la Terra è effettivamente abitabile (circa 5,3 miliardi di anni) e quanto tempo ci è voluto per l'intelligenza (si può discutere su cosa significhi, ma il lasso di tempo tra gli ominidi che si evolvono fino ad oggi è breve rispetto al tempo in cui esiste la Terra, quindi non importa molto cosa scegli). Questi ultimi due sono importanti, perché il fatto che abbiamo evoluto l'intelligenza vicino alla fine della finestra della Terra significa che probabilmente richiede molto tempo per sorgere.

Kipping descrive tutto questo in una serie di tweet :

[Clicca qui per vedere l'intero thread.]

Ha anche realizzato questo meraviglioso video su tutto questo. Dura circa mezz'ora, ma beh, bene vale il tuo tempo per guardare:

E cosa ha ottenuto?

Ha scoperto che se si riportano indietro gli orologi sulla Terra, si esegue nuovamente la fisica, allora in modo conservativo le probabilità che la vita sorga rapidamente sono circa 3:1 a favore rispetto al fatto che impiega molto tempo. Usando la data precedente degli zirconi, le probabilità salgono a circa 9:1! È piuttosto buono. Non significa che la vita sorgerà rapidamente ogni volta, solo che è molto più probabile che lo faccia.

E l'intelligenza? Supponendo che la vita sia nata rapidamente, le probabilità che la vita intelligente si evolva sono in realtà scarse. Guardando se la probabilità è molto vicina a 0 (che significa vita intelligente estremamente rara) o 1 (molto comune), il lavoro di Kipping favorisce la bassa probabilità con una probabilità di appena 3:2. In altre parole, è più probabile che la vita intelligente sia estremamente rara . Ciò è dovuto principalmente a quanto tempo ci è voluto per svilupparsi dopo che la vita è sorta, e quanto è lunga la finestra di abitabilità della Terra e che siamo vicini alla fine.

Cosa significa questo nell'Universo in cui viviamo? Bene, non puoi estrapolare questi risultati ad altri pianeti, dal momento che non sappiamo quali condizioni specifiche abbiano. Ma se ti piace giocare, è implica che la cosa migliore è che la vita è comune, ma l'intelligenza è rara .

Interessante! Non vediamo alcuna prova della vita o dell'intelligenza là fuori, ma in questo momento l'intelligenza è probabilmente più facile da individuare (supponendo che l'intelligenza porti alla tecnologia che a sua volta lascia indizi sulla sua esistenza). Non vedere la vita non implica molto: i pianeti ricoperti di batteri o lieviti potrebbero essere comuni, ma non abbiamo ancora la capacità di vederlo. Ma non vedere le prove della tecnologia è un po' più preoccupante, dato che in molte circostanze noi potere rilevarlo. I risultati di Kipping sono coerenti con questo.

Nota la parola coerente . Non ha dimostrato nulla, perché non è così che funziona questo tipo di probabilità. Ha appena dimostrato che, dati questi presupposti, la vita è probabile essere comune e l'intelligenza rara. Anche allora bisogna stare attenti perché forse alcuni pianeti hanno una finestra di abitabilità molto più lunga, e altri più brevi.

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C'è ancora molta strada da fare in questa esplorazione; questo è ancora un primo tentativo. Ma è incoraggiante. Se la vita è comune, è fantastico. E se l'intelligenza è rara, allora questo ci dice quanto sia preziosa e fragile la nostra specie.

Se questi risultati ci dicono qualcosa, è che dobbiamo prenderci cura di noi stessi. Dobbiamo promuovere ciò che abbiamo, coltivarlo. Dopotutto, tra 900 milioni di anni dovremo prendere una decisione importante.



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