Mensen vragen zich al sinds de oudheid af of wij alleen in het universum zijn.

We weten uit de geologische gegevens dat het leven relatief snel begon, zodra het milieu van onze planeet stabiel genoeg was om het te ondersteunen. We weten ook dat het eerste meercellige organisme, die uiteindelijk de huidige technologische beschaving voortbracht, duurde veel langer om te evolueren, ongeveer 4 miljard jaar.

Maar ondanks dat we weten wanneer het leven voor het eerst op aarde verscheen, wetenschappers begrijpen nog steeds niet hoe het leven is ontstaan, wat belangrijke implicaties heeft voor de waarschijnlijkheid van het vinden van leven elders in het universum.

In een nieuw artikel gepubliceerd in de Procedure van de National Academy of Sciences vandaag, David Kipping, een assistent-professor in Columbia's Department of Astronomy, laat zien hoe een analyse met behulp van een statistische techniek genaamd Bayesiaanse gevolgtrekking licht kan werpen op hoe complex buitenaards leven zich zou kunnen ontwikkelen in buitenaardse werelden.

"De snelle opkomst van het leven en de late evolutie van de mensheid, in de context van de tijdlijn van evolutie, zijn zeker suggestief, "Zei Kipping. "Maar in deze studie is het mogelijk om daadwerkelijk te kwantificeren wat de feiten ons vertellen."

Om zijn analyse uit te voeren, Kipping gebruikte de chronologie van het vroegste bewijs voor het leven en de evolutie van de mensheid. Hij vroeg hoe vaak we zouden verwachten dat leven en intelligentie opnieuw zouden verschijnen als de geschiedenis van de aarde zich zou herhalen, keer op keer de klok opnieuw laten lopen.

Hij formuleerde het probleem in termen van vier mogelijke antwoorden:het leven is gewoon en ontwikkelt vaak intelligentie, het leven is zeldzaam, maar ontwikkelt vaak intelligentie, het leven is gewoon en ontwikkelt zelden intelligentie en, Tenslotte, het leven is zeldzaam en ontwikkelt zelden intelligentie.

Deze methode van Bayesiaanse statistische gevolgtrekking - gebruikt om de waarschijnlijkheid van een hypothese bij te werken wanneer bewijs of informatie beschikbaar komt - geeft eerdere overtuigingen aan over het systeem dat wordt gemodelleerd, die vervolgens worden gecombineerd met gegevens om kansen op uitkomsten te bepalen.

"De techniek is vergelijkbaar met weddenschappen, "Zei Kipping. "Het moedigt het herhaaldelijk testen van nieuw bewijs tegen uw standpunt aan, in wezen een positieve feedbacklus van het verfijnen van uw schattingen van de waarschijnlijkheid van een gebeurtenis."

Van deze vier hypothesen, Kipping gebruikte Bayesiaanse wiskundige formules om de modellen tegen elkaar af te wegen. "In Bayesiaanse gevolgtrekking, eerdere kansverdelingen moeten altijd worden geselecteerd, "Zei Kipping. "Maar een belangrijk resultaat hier is dat wanneer men de zeldzame-leven versus gewone-leven-scenario's vergelijkt, het gewone scenario is altijd minstens negen keer meer waarschijnlijk dan het zeldzame."

De analyse is gebaseerd op bewijs dat leven ontstond binnen 300 miljoen jaar na de vorming van de oceanen van de aarde, zoals gevonden in koolstof-13-uitgeputte zirkoonafzettingen, een zeer snelle start in de context van het leven van de aarde. Kipping benadrukt dat de verhouding minimaal 9:1 of hoger is, afhankelijk van de werkelijke waarde van hoe vaak intelligentie zich ontwikkelt.

De conclusie van Kipping is dat als planeten met vergelijkbare omstandigheden en evolutionaire tijdlijnen naar de aarde veel voorkomen, dan suggereert de analyse dat het leven weinig problemen zou moeten hebben om spontaan op andere planeten op te duiken. En wat is de kans dat deze buitenaardse levens complex zijn, gedifferentieerd en intelligent? Hier, Het onderzoek van Kipping is minder zeker, het vinden van slechts 3:2 kansen in het voordeel van intelligent leven.

Dit resultaat komt voort uit de relatief late verschijning van de mensheid in het bewoonbare raam van de aarde, wat suggereert dat de ontwikkeling ervan noch een gemakkelijk, noch zeker proces was. "Als we de geschiedenis van de aarde opnieuw zouden spelen, de opkomst van intelligentie is eigenlijk enigszins onwaarschijnlijk, " hij zei.

Kipping wijst erop dat de kansen in het onderzoek niet overweldigend zijn, vrij dicht bij 50:50, en de bevindingen moeten worden behandeld als niet meer dan een zacht duwtje in de richting van een hypothese.

"De analyse kan geen zekerheden of garanties bieden, alleen statistische waarschijnlijkheden gebaseerd op wat er hier op aarde is gebeurd, ' zei Kipping. 'Toch bemoedigend, het geval voor een universum dat wemelt van het leven komt naar voren als de favoriete gok. De zoektocht naar intelligent leven in werelden buiten de aarde mag in geen geval worden ontmoedigd."