Carl Sagan disse que "afirmações extraordinárias exigem provas extraordinárias." Em uma exibição impressionante da lógica matemática vs senso comum, David Spiegel, da Universidade de Princeton e Edwin Turner, da Universidade de Tóquio publicou um artigo em 2012 que transforma a equação de Drake de cabeça para baixo usando o raciocínio Bayesian para mostrar que só porque nós evoluímos na Terra, doesn 't significa que a mesma ocorrência seria necessariamente acontecer em outros lugares; "usando a evidência de nossa própria existência não mostra nada", dizem eles, "diferente daquele que estamos aqui."
As recentes descobertas de Kepler Space-telescópio de planetas semelhantes à Terra em tamanho e proximidade com respectivos sóis dos planetas provocaram entusiasmo científico e público sobre a possibilidade de também encontrar vida semelhante à Terra nesses mundos.
Mas os pesquisadores da Universidade de Princeton descobriram que a expectativa de que a vida - das bactérias aos seres sencientes - tem ou vai desenvolver em outros planetas como na Terra pode ter sido baseado mais no otimismo do que a evidência científica.
Professor de ciências Astrophysical Turner e principal autor Spiegel analisou o que se sabe sobre a probabilidade de vida em outros planetas, em um esforço para separar os fatos da mera expectativa de que existe vida fora da Terra. Os pesquisadores usaram uma análise Bayesiana - que pesa o quanto de uma conclusão científica resulta de dados reais e quanto vem dos pressupostos anteriores do cientista - para determinar a probabilidade de vida extraterrestre uma vez que a influência desses pressupostos é minimizado.
Turner e Spiegel, que está agora no Instituto de Estudos Avançados, argumentou nos Anais da Academia Nacional de Ciências que a idéia de que a vida tem ou poderia surgir em um ambiente parecido com a Terra tem apenas uma pequena quantidade de provas, a maioria dos ele extrapolados a partir do que se sabe sobre a abiogênese, ou o surgimento da vida, nos primórdios da Terra. Em vez disso, sua análise mostrou que as expectativas de vida surgindo em exoplanetas - aqueles encontrados fora do sistema solar da Terra - são em grande parte baseada na suposição de que ele iria ou vai acontecer nas mesmas condições que permitiram que a vida floresça neste planeta.
Na verdade, concluem os pesquisadores, o conhecimento atual sobre a vida em outros planetas sugere que é muito possível que a Terra é uma aberração cósmica onde a vida tomou forma extraordinariamente rápida. Se assim for, então as chances de a média planeta vida hospedagem terrestre seria baixo.
"A evidência fóssil sugere que a vida começou muito cedo na história da Terra e que tem levado as pessoas para determinar que a vida pode ser bastante comum no universo porque aconteceu tão rapidamente aqui, mas o conhecimento sobre a vida na Terra simplesmente não revela muito sobre a probabilidade real de vida em outros planetas ", disse Turner.
"A informação sobre a probabilidade de que vem em grande parte dos pressupostos cientistas que vão dentro, e algumas das conclusões mais otimistas têm sido quase exclusivamente baseada essas suposições", disse ele.
Turner e Spiegel usado o teorema de Bayes para atribuir um peso matemática de correr para a suposição prévia de que a vida existe em outros planetas. O "valor" do que suposição foi utilizado para determinar a probabilidade de abiogênese, neste caso definido como o número médio de vezes que a vida surge a cada bilhão de anos em um planeta semelhante à Terra. Turner e Spiegel descobriram que como a influência da suposição aumentado, a probabilidade de vida percepcionada existente também aumentou, assim como os dados científicos básicos permaneceu a mesma.
"Se os cientistas começam assumindo que as chances de vida existente em outro planeta como acontece na Terra são grandes, em seguida, seus resultados serão apresentados de uma forma que suporta esse risco", disse Turner. "Nosso trabalho não é um julgamento, mas uma análise de dados existente que sugere o debate sobre a existência de vida em outros planetas é enquadrada em grande parte pelas suposições prévias dos participantes."
Joshua Winn, um professor associado de física no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, disse que Turner e Spiegel lançar dúvidas convincente em uma base proeminente para esperar vida extraterrestre. Winn, que concentra suas pesquisas sobre as propriedades dos exoplanetas, está familiarizado com a investigação, mas não teve nenhum papel nele.
"Há um argumento comumente ouvida de que a vida deve ser comum, ou então ele não teria surgido tão rapidamente após a superfície da Terra esfriou", disse Winn. "Este argumento parece convincente em seu rosto, mas Spiegel e Turner têm mostrado que não resiste a um exame estatístico rigoroso - com uma amostra de apenas um planeta rolamento de vida, não se pode mesmo obter uma estimativa aproximada da abundância de vida no universo.
"Eu também ter pensado que o surgimento relativamente precoce da vida na Terra deu razões para ser otimista sobre a busca de vida em outros lugares", disse Winn. "Agora eu não estou tão certo, embora eu acho que os cientistas ainda devem procurar vida em outros planetas, na medida em que pudermos."
Satélites do espaço profundo e projetos de telescópios foram recentemente identificados vários planetas que se assemelham a Terra em seu tamanho e composição, e estão na zona habitável de sua estrela, a distância ideal para ter água líquida.
De particular emoção foram as descobertas do telescópio espacial Kepler, da NASA. Em dezembro de 2011, a NASA anunciou a primeira observação de Kepler-22b, um planeta 600 anos-luz da Terra e da primeira encontrada dentro da zona habitável de uma estrela semelhante ao Sol. Semanas mais tarde, a NASA informou Keplers-20e e 20F, os primeiros planetas do tamanho da Terra encontrados orbitando uma estrela semelhante ao Sol. NASA anunciou desde a descoberta de mais de 2000 planetas Kepler, com cerca de 500 possíveis candidatos como a Terra.
Enquanto estas observações tendem a atiçar a expectativa de encontrar vida semelhante à Terra, eles realmente não fornecem evidências de que ele faz ou não existe, Spiegel explicou. Em vez disso, esses planetas têm o nosso conhecimento da vida na Terra projetada sobre eles, disse ele.
No entanto, quando o que se sabe sobre a vida na Terra é levado embora, não há nenhum sentido preciso de como abiogênese provável é em um determinado planeta, disse Spiegel. Foi essa "ignorância antes", ou a falta de expectativas, que ele e Turner queria explicar em suas análises, disse ele.
"Quando usamos um antes matemático que representa verdadeiramente ignorância antes, os dados do início da vida na Terra torna-se ambígua", disse Spiegel.
"Nossa análise sugere que a abiogênese poderia ser um processo bastante rápido e provável para outros mundos, mas também não se pode descartar a alta confiança de que a abiogênese é um evento raro, improvável", disse Spiegel. "Nós realmente não tenho idéia, mesmo para dentro ordens de magnitude, como provável a abiogênese é, e nós mostramos que não existe evidência para mudar substancialmente isso."
Spiegel e Turner também propor que uma vez que a história deste planeta é considerado, o surgimento da vida na Terra pode ser tão distinta que é um barómetro pobre de como ocorreu em outros lugares, independentemente da probabilidade de que essa vida existe.
Em uma virada filosófica, eles sugerem que porque os seres humanos são os únicos que querem saber sobre o surgimento da vida, é possível que devemos estar em um planeta onde a vida começou cedo a fim de chegar a um ponto tão pouco tempo após a formação do planeta 4,5 bilhões de anos atrás onde poderíamos perguntar sobre isso.
Assim, Spiegel e Turner explorou como a probabilidade de abiogênese exoplanetário mudaria se se verificar que a evolução exige, como fez na Terra, cerca de 3,5 bilhões anos para a vida a desenvolver a partir de sua forma mais básica para os organismos complexos capazes de ponderar a existência. Se fosse esse o caso, então a 4,5 bilhões anos, a Terra tinha claramente uma vantagem. Um planeta da mesma idade em que a vida não começou até vários bilhões de anos após o planeta se formou teria únicas formas de vida básicos neste momento.
"Dinossauros e caranguejos-ferradura, que eram cerca de 200 milhões de anos atrás, provavelmente não considerou a probabilidade de abiogênese. Então, teríamos de nos encontrar em um planeta com abiogenesis cedo para chegar a este ponto, independentemente de quão provável este processo realmente é ", disse Spiegel. "Esta escala de tempo evolutiva limita a nossa capacidade de fazer inferências fortes sobre como abiogênese provável é."
Turner acrescentou: "Ela poderia facilmente ser que a vida surgiu na Terra de uma forma, mas surgiu em outros planetas em outras maneiras, se ela surgiu em tudo. A melhor maneira de descobrir, é claro, é para olhar. Mas eu não acho que nós vamos saber por debater o processo de como a vida surgiu na Terra. "
Mais uma vez, disse Winn, do MIT, Spiegel e Turner oferecer uma consideração única para que cientistas explorem a possibilidade de vida fora da Terra.
"Eu nunca tinha pensado sobre a sutileza que nós, como uma espécie jamais poderia ter" encontrado "a nós mesmos em um planeta com um surgimento tardio da vida, se a evolução leva um longo tempo para produzir senciência, como provavelmente faz", disse Winn.
"Com isso em mente", disse ele, "parece razoável dizer que os cientistas não podem tirar qualquer conclusão forte sobre a vida em outros planetas com base no surgimento precoce da vida na Terra."
O raciocínio Bayesian vista, é claro, é o fato inconveniente de que existem alguns de um trilhão de galáxias no universo conhecido e cerca de 50 bilhões de planetas estimados de existir na Via Láctea sozinha e alguns 500 milhões previstos para existir em uma zona habitável. Spiegel e Turner salientar que basear nossas expectativas de vida existente em outros planetas, por nenhuma razão melhor que existe aqui, é realmente apenas uma prova de que foram são mais do que capaz de enganar-nos a pensar que as coisas são muito mais provável do que realmente são .
Eles argumentam que existem outros fatores desconhecidos que poderiam ter contribuído para nós estarmos aqui que nós ainda não entendemos. Assim, concluem que, derivando números a partir de uma equação, como a apresentada por Drake, só serve para sublinhar a nossa crença na existência de outras formas de vida alienígenas, em vez de as chances reais de ser assim.
Pensamos provas serão descobertos nos próximos 20 anos: A missão Kepler descobriu 1.235 exoplanetas que giram em torno de um sol, em uma área que representa cerca de 1/400 da Via Láctea. Extrapolando estes números, a equipe de Kepler estimou que existem pelo menos 50 bilhões de planetas extra-solares em nossa galáxia - 500 milhões dos quais sentar dentro do habitáveis "Goldilocks" zonas de seus sóis, a área que não é nem muito quente nem muito frio para vida de suporte.
Os astrônomos estimam que existam 100 bilhões de galáxias no universo. Se você quiser extrapolar esses números, isso significa que existem cerca de 50 quintilhões (50,000,000,000,000,000,000) planetas potencialmente habitáveis no universo.
Como Arthur C. Clarke, físico e autor de 2001: Uma Odisséia no Espaço escreveu: "A idéia de que somos as únicas criaturas inteligentes em um cosmos de cem bilhões de galáxias é tão absurda que há muito poucos astrônomos hoje que iria levá-la a sério . É mais seguro para assumir, portanto, que eles estão lá fora e considerar a maneira pela qual isso pode invadir a sociedade humana. "Para um objetivista, vista empírico, as regras da estatística Bayesiana pode ser justificada por exigências de racionalidade e coerência e interpretado como uma extensão da lógica. Usando uma visão subjetivista, no entanto, o estado dos conhecimentos mede uma "crença pessoal".
A imagem na parte superior da página mostra a galáxia espiral barrada NGC 1097 na constelação Fornax sul a uma distância de 45 milhões de anos-luz. No centro dessa galáxia cara-na, um buraco negro supermassivo está sugando gradualmente na matéria ao seu redor. A área imediatamente em torno do buraco negro brilha poderosamente com a radiação proveniente do material em queda.
O toque diferenciado em torno do buraco negro da NGC 1097 está estourando com formação de estrela nova. Uma afluência do material para o bar central da galáxia está fazendo com que o anel se iluminar com novas estrelas. O anel é cerca de 5.000 anos-luz de diâmetro, embora os braços espirais da galáxia estender dezenas de milhares de anos-luz além dele .. Ao estudar o movimento de duas moléculas, os astrônomos foram capazes de determinar que o buraco negro supermassivo no centro dessa galáxia tem uma massa de 140 milhões de vezes maior do que o nosso Sol
Mais informações: "A vida pode ser raro, apesar de seu surgimento precoce na Terra: a análise Bayesiana da probabilidade de abiogênese" http://arxiv.org/abs/1107.3835 e physorg.com
O Galaxy diário via Universidade de Princeton
Crédito da imagem: ALMA / NRAO / ESO / NAOJ / K. Onishi / NASA / ESA / Hubble Space Telescope / E. Sturdivant / AUI / NSF.
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