Про спекуляции на тему жизни за пределами Земли.
Астроном объясняет, сколько доказательств нужно ученым, чтобы заявлять об открытиях, подобных внеземной жизни.
Крис Импи
Понедельник, 28 апреля 2025 г.
Обнаружение жизни за пределами Земли стало бы одним из самых значимых открытий в истории науки. Только в галактике Млечный Путь находятся сотни миллионов потенциально обитаемых планет. Астрономы используют мощные космические телескопы для поиска молекулярных индикаторов биологии в атмосферах планет наиболее похожих на Землю.
Но до сих пор не было найдено никаких убедительных доказательств существования жизни за пределами Земли. В статье, опубликованной в апреле 2025 года, утверждается, что в атмосфере планеты K2-18b обнаружены следы жизни. И хотя это открытие интригует, большинство астрономов, включая авторов статьи, не готовы утверждать, что оно означает существование внеземной жизни. Обнаружение жизни было бы замечательным достижением.
Астроном Карл Саган использовал фразу «экстраординарные заявления требуют экстраординарных доказательств» в отношении поиска внеземной жизни. Она передает идею о том, что должна быть высокая планка для доказательств, подтверждающих выдающееся заявление.
Я астроном, написавший книгу об астробиологии. За свою карьеру я видел несколько убедительных научных открытий. Но чтобы достичь порога обнаружения жизни за пределами Земли, результат должен соответствовать нескольким важным критериям.
Когда результат значим и надежен?
Есть три критерия для того, чтобы научный результат представлял собой истинное открытие и не был подвержен неопределенности и сомнениям. Насколько соответствует действительности утверждение о жизни на K2-18b?
Во-первых, эксперимент должен измерить значимую и важную величину. Исследователи наблюдали за атмосферой K2-18b с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба и увидели спектральную особенность, которую они идентифицировали как диметилсульфид.
На Земле диметилсульфид связан с биологией , в частности, с бактериями и планктоном в океанах. Однако он может возникать и другими способами, поэтому эта одиночная молекула не является окончательным доказательством жизни.
Во-вторых, количественный показатель должен быть значительным . Каждый детектор имеет некоторый шум от случайного движения электронов. Сигнал должен быть достаточно сильным, чтобы иметь низкую вероятность случайного возникновения из этого шума.
Обнаружение K2-18b имеет значимость три сигма , что означает, что вероятность его случайного возникновения составляет 0,3%.
Это звучит неубедительно, и большинство ученых посчитали бы это "вероятным обнаружением". Существует много молекул, которые могли бы создать аномалию в том же спектральном диапазоне.
«Золотым стандартом» научного обнаружения является пять сигм , что означает, что вероятность случайного обнаружения составляет менее 0,00006%. Например, физики в ЦЕРНе терпеливо собирали данные в течение двух лет, пока не обнаружили частицу бозона Хиггса с точностью пять сигм, что привело к Нобелевской премии год спустя, в 2013 году.
В-третьих, результат должен быть повторяемым . Результаты считаются надежными, когда они были повторены - в идеале подтверждены другими исследователями или подтверждены с помощью другого инструмента. Для K2-18b это может означать обнаружение других молекул, которые указывают на биологию, например, кислорода в атмосфере планеты. Без дополнительных и более качественных данных большинство исследователей относятся к заявлению о жизни на K2-18b со скептицизмом .
Утверждения о жизни на Марсе
В прошлом некоторые ученые утверждали, что обнаружили жизнь гораздо ближе к дому, на планете Марс.
Более века назад бывший бостонский торговец, ставший астрономом, Персиваль Лоуэлл утверждал, что линейные объекты, которые он видел на поверхности Марса, были каналами, построенными умирающей цивилизацией для транспортировки воды с полюсов на экватор. Искусственные водные пути на Марсе, безусловно, стали бы крупным открытием, но этот пример не соответствовал двум другим критериям: веским доказательствам и повторяемости.
Лоуэлл был введен в заблуждение своими визуальными наблюдениями, и он принимал желаемое за действительное. Никакие другие астрономы не смогли подтвердить его выводы .
В 1996 году НАСА провело пресс-конференцию, на которой группа ученых представила доказательства биологического характера марсианского метеорита ALH 84001. Их доказательства включали детальные изображение, на которых, по-видимому, были видны микроископаемые в метеорите.
Однако ученые дали логичное объяснения необычных особенностей метеорита, которые не связаны с биологией. Это необычное заявление развалилось.
Совсем недавно астрономы обнаружили следы метана в атмосфере Марса. Подобно диметилсульфиду и кислороду, метан на Земле производится в основном - но не исключительно - жизнью. Различные космические аппараты и марсоходы на поверхности Марса давали противоречивые результаты, когда обнаруженное одним космическим аппаратом не было подтверждено другим.
Низкий уровень и изменчивость метана на Марсе до сих пор остаются загадкой. И в отсутствии окончательных доказательств того, что этот очень низкий уровень метана имеет биологическое происхождение, никто не претендует на окончательные доказательства жизни на Марсе.
Следы развитых цивилизаций
Обнаружение микробной жизни на Марсе или экзопланете было бы великим событием, но открытие внеземных цивилизаций было бы поистине впечатляющим.
Поиск внеземного разума, или SETI, ведется уже 75 лет. Никаких доказательств не было получено, но в 1977 году радиотелескоп в Огайо зафиксировал сильный сигнал, который длился всего минуту.
Этот сигнал был настолько необычным, что астроном, работавший у телескопа, написал на распечатке «Wow!», дав сигналу его название. К сожалению, с тех пор ничего подобного в этой области неба обнаружено не было, поэтому сигнал Wow! не прошел тест на повторяемость.
В 2017 году скалистый сигарообразный объект под названием «Оумуамуа» стал первым известным межзвездным объектом, посетившим Солнечную систему. Странная форма и траектория «Оумуамуа» заставили астронома из Гарварда Ави Леба утверждать, что это был инопланетный артефакт. Однако объект уже покинул Солнечную систему, поэтому у астрономов нет никаких шансов снова его наблюдать. И некоторые исследователи собрали доказательства, предполагающие, что это просто комета.
Хотя многие ученые считают, что мы не одиноки, учитывая огромное количество пригодной для жизни территории за пределами Земли, ни одно открытие не преодолело порог, обозначенный Карлом Саганом.
Утверждения о вселенной
Эти же критерии применимы к исследованию всей вселенной. Одной из особых проблем в космологии является тот факт, что, в отличие от случая с планетами, есть только одна вселенная для изучения.
Показательная история - попытка показать, что Вселенная прошла через период чрезвычайно быстрого расширения за долю секунды после Большого взрыва. Космологи называют это событие инфляцией , и оно используется для объяснения того, почему Вселенная сейчас однородная.
В 2014 году астрономы заявили, что нашли доказательства инфляции в едва заметном сигнале от микроволн, оставшихся после Большого взрыва. Однако в течение года команда отозвала результат, поскольку у сигнала было обыденное объяснение: они перепутали пыль в нашей галактике с признаком инфляции.
С другой стороны, открытие ускорения Вселенной показывает успех научного метода. В 1929 году астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется. Затем, в 1998 году, появились доказательства того, что это космическое расширение ускоряется. Физики были поражены этим результатом .
Две исследовательские группы использовали сверхновые, чтобы по отдельности проследить расширение. В дружеском соперничестве они использовали разные наборы сверхновых, но получили тот же результат. Независимое подтверждение увеличило их уверенность в том, что расширение Вселенной ускоряется . Они назвали силу, стоящую за этим ускоряющимся расширением, темной энергией и получили Нобелевскую премию в 2011 году за ее открытие.
В больших и малых масштабах астрономы пытаются установить высокую планку доказательств, прежде чем заявлять об открытии.
