Što ako teleskopi pronađu mogući trag izvanzemaljskog života, ali ga statistika ne može potvrditi?

Budući svemirski teleskopi mogli bi pronaći kemijske signale koji nalikuju tragovima života na planetima izvan Sunčeva sustava. No nova analiza upozorava na neugodan problem: i vrlo zanimljiv signal može ostati nedovoljan ako ne znamo koliko ga često mogu proizvesti neživi procesi.

Biopotpis nije isto što i dokaz života

Potraga za životom izvan Zemlje često se prikazuje kao tehnološki izazov: izgraditi dovoljno snažan teleskop, promatrati planete oko drugih zvijezda i u njihovim atmosferama tražiti kemijske tragove koji bi mogli upućivati na biologiju.

No David Kipping sa Sveučilišta Columbia u novom radu upozorava da bi jedan od presudnih problema mogao biti statistički. Čak i ako teleskop otkrije signal koji izgleda kao mogući biopotpis, znanstvenici će morati pokazati da ga ne može razumno objasniti neživa kemija.

To je mnogo teže nego što se čini. Astrobiologija već ima povijest pogrešnih tragova. Navodni “kanali” na Marsu i rasprave o fosfinu u atmosferi Venere pokazuju koliko je opasno prerano povezati neobičan signal sa životom. Ono što se u početku čini kao znak biologije kasnije može dobiti objašnjenje koje ne uključuje žive organizme.

Najveći problem nisu poznati lažno pozitivni signali, nego oni koje još ne znamo predvidjeti. Rijetka kemijska reakcija, električno pražnjenje u atmosferi ili neki drugi nepoznati proces mogli bi stvoriti signal koji izgleda kao trag života

Neživa kemija može oponašati život

U astrobiologiji je najveća opasnost da se biološko objašnjenje pripiše signalu koji je zapravo nastao bez života. Takvi lažno pozitivni signali posebno su nezgodni kada ne znamo koji ih proces stvara. Tada se u podatke uvlači nepoznat čimbenik koji može promijeniti cijelo tumačenje.

Kippingov rad bavi se upravo tim pitanjem: kako procijeniti mogući biopotpis kada ne znamo dvije ključne stvari, koliko je život čest i koliko često neživi procesi mogu proizvesti isti trag. U Bayesovoj statistici, koju astronomi često koriste, takva se neizvjesnost obično rješava širokim početnim pretpostavkama. Drugim riječima, modelu se priznaje da nemamo dobar početni odgovor.

Tu nastaje problem. Kada su početne pretpostavke toliko nesigurne, količina podataka potrebna za čvrst zaključak naglo raste. Prema Kippingovoj analizi, za Bayesov faktor 10, odnosno za situaciju u kojoj su dokazi za život deset puta jači od dokaza protiv takvog tumačenja, trebalo bi analizirati od 12.366 do čak 44 bilijuna planeta.

Pritom nije riječ o bilo kojim planetima. Svi bi morali pokazivati isti signal koji se ispituje. Tek bi se na takvom uzorku moglo ozbiljno procjenjivati govori li signal doista u prilog životu ili ga mogu objasniti nepoznati neživi procesi.

Uzorak koji astrobiologija nema

Danas je potvrđeno malo više od 6.200 egzoplaneta. Čak i najniža brojka iz Kippingove analize daleko je iznad onoga što je trenutačno dostupno za ovakvu vrstu statističkog testa. Stroži scenariji odlaze u razmjere koji nemaju veze s bliskom budućnošću.

To ne znači da su buduće potrage za biopotpisima besmislene. One mogu pronaći važne tragove, suziti popis zanimljivih planeta i pokazati gdje treba gledati dalje. No prvi mogući signal života vjerojatno neće automatski značiti konačnu potvrdu da je život pronađen.

Kipping predlaže jedno moguće rješenje koje podsjeća na A/B testiranje. Planeti s istim zanimljivim signalom mogli bi se podijeliti u dvije skupine, pod uvjetom da obje skupine imaju istu stopu lažno pozitivnih signala. U tom bi slučaju nepoznati neživi čimbenik, barem matematički, mogao biti uklonjen iz usporedbe.

Na papiru je to uredno rješenje. U stvarnosti se odmah pojavljuje novo pitanje: kako pronaći dvije skupine planeta u kojima se život ponaša drukčije, dok se nepoznata neživa kemija ponaša jednako?

Ako ne znamo koji proces oponaša život, teško možemo biti sigurni da se taj proces jednako pojavljuje u obje skupine.

Teleskopi neće sami riješiti najteže pitanje

Dolazeća generacija svemirskih teleskopa mogla bi otvoriti najvažniju fazu potrage za životom izvan Zemlje. Planeti koji danas postoje samo kao točke u podacima mogli bi dobiti atmosferske opise, kemijske profile i prve signale koji će izgledati biološki zanimljivo.

No Kippingova analiza pokazuje da promatranje nije dovoljno. Astrobiologiji će trebati i bolji statistički okvir za rad s nepoznatim lažno pozitivnim signalima. Bez toga će se i najuzbudljiviji mogući biopotpis morati tumačiti oprezno.

Prvi ozbiljan trag izvanzemaljskog života možda neće doći kao trenutak konačne objave. Mogao bi doći kao signal koji izgleda obećavajuće, ali ga treba dugo provjeravati, uspoređivati i braniti pred najtežim pitanjem: je li to doista život ili svemir samo oponaša njegove kemijske tragove?

Ivan Petričević

Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.