Teleskopy, sondy i pojazdy kosmiczne od lat wypatrują śladów życia poza Ziemią, a dowodów wciąż brak. Może szukamy niewłaściwych sygnałów? Międzynarodowy zespół astrobiologów pyta, czy przypadkiem nie przeoczamy sygnałów, które już mamy w danych. Winne mogą być wyniki fałszywie ujemne – pojęcie znane ze statystyki, medycyny i informatyki, które w poszukiwaniu obcego życia bywa lekceważone – a na końcu możesz sprawdzić, czy masz oko łowcy obcych śladów.
Czy jesteśmy sami we Wszechświecie? To pytanie zadaje sobie niemal każdy, kto choć raz spojrzał w rozgwieżdżone niebo. Nauka traktuje je bardzo poważnie. Do poszukiwania oznak życia poza naszą planetą wykorzystuje się potężne teleskopy, sondy i pojazdy kosmiczne. Mimo tego wysiłku nikomu nie udało się dotąd znaleźć dowodów, które potwierdzałyby istnienie życia gdzie indziej.
Brak odkrycia nie musi jednak oznaczać, że nie ma czego odkrywać. Badacze zastanawiają się, czy nie szukamy niewłaściwych sygnałów. A może pomijamy, a nawet lekceważymy dane z odległych planet, które w rzeczywistości wskazują na obecność życia?
Poszukiwanie życia pozaziemskiego rzadko daje odpowiedź w stylu „tak” albo „nie”. Naukowcy często gromadzą dane, które można nazwać niejednoznacznymi. Muszą więc odsiewać dwa rodzaje błędów.
Pierwszy to wynik fałszywie dodatni, czyli sytuacja, w której dane błędnie potwierdzają obecność życia. Drugi to wynik fałszywie ujemny – prawdziwy ślad istnieje, ale zostaje pominięty albo w ogóle niezauważony. Kto miał zajęcia ze statystyki, zna to rozróżnienie jako błąd pierwszego i drugiego rodzaju. Studenci medycyny spotykają je przy testach diagnostycznych, a informatycy przy ocenie klasyfikatorów. W astrobiologii stawka jest wyjątkowo wysoka: pomyłka w jedną stronę oznacza fałszywą sensację, w drugą – przegapienie być może największego odkrycia w historii.
Właśnie tym drugim rodzajem błędu zajął się międzynarodowy zespół badawczy. Naukowcy przyjrzeli się metodom, które pozwalają skutecznie wskazywać wyniki fałszywie ujemne, mogące sprawić, że ślady obcych form życia umykają uwadze. Swoje wnioski opublikowali w czasopiśmie „Nature Astronomy”.
Główną autorką badania jest Inge Loes ten Kate, astrobiolożka związana z Uniwersytetem w Utrechcie i Uniwersytetem w Amsterdamie, gdzie wykłada astrobiologię. Jak zaznacza: „Powinniśmy mieć świadomość istnienia wyników fałszywie ujemnych”. I dodaje: „Takie wyniki oznaczają, że nie dostrzegamy istniejących oznak życia. Tego rodzaju problemy wciąż nie są istotnym elementem naszych badań”.
Przyczyn, dla których ślady obcego życia mogą zostać przeoczone, jest kilka. Zespół wskazuje przede wszystkim na to, że:
Każdy z tych czynników może prowadzić do wyniku fałszywie ujemnego. Innymi słowy: życie mogło gdzieś istnieć lub nadal istnieć, a my wciąż nie mamy narzędzi albo sposobu patrzenia, żeby je zauważyć.
Badacze zwracają uwagę na zjawisko powszechne w całej dziedzinie. Astrobiolodzy poświęcają znacznie więcej czasu na unikanie wyników fałszywie dodatnich niż na zajmowanie się fałszywie ujemnymi. Pierwsze biorą się zwykle z błędów w danych albo problemów z aparaturą i prowadzą do ogłoszenia czegoś, czego nie ma. Drugie sprawiają, że oznaki życia pozostają całkowicie niezauważone.
Ta ostrożność jest zrozumiała, bo nikt nie chce ogłosić sensacji, która po chwili okaże się pomyłką. Ma jednak swoją cenę. Misje kosmiczne i instrumenty projektuje się z myślą o wykrywaniu potencjalnych oznak życia, ale nikt nie zakłada, że jakieś ślady mogą zostać przeoczone. „Dlatego opowiadamy się za opracowaniem ukierunkowanej strategii badawczej, która w sposób systematyczny rozwiąże te problemy” – mówi ten Kate. Poszukiwanie śladów życia powinno iść w parze z jasno sformułowanymi pytaniami i hipotezami, które da się zweryfikować.
Jednym z obiecujących narzędzi jest sztuczna inteligencja wykorzystywana do rozpoznawania wzorców. Pozwala analizować nowe obserwacje i sprawdzać, jak pasują do istniejących schematów. Dzięki temu w danych może wyjść na jaw coś, co ludzkie oko łatwo przeoczy. „Dzięki temu możemy odkrywać pewne rzeczy, których nie bylibyśmy w stanie dostrzec bez tych nowych metod” – podkreśla ten Kate.
Dla studentów to wyraźny sygnał, że astrobiologia coraz mocniej łączy się z analizą danych. Obok biologii, chemii i fizyki liczy się tu umiejętność pracy z algorytmami.
Najtrudniejsze pytanie pozostaje jednak bez odpowiedzi: jak badać coś, czego nie widać? „To pytanie dotyczy sedna problemu – ludzkość ma tendencję do szukania rzeczy, które już znamy” – zauważa badaczka. Szukamy więc życia podobnego do ziemskiego i łatwo pomijamy to, co wygląda inaczej.
Zdaniem zespołu trzeba zacząć od innej strony: najpierw ustalić, jakie rodzaje życia są możliwe w danym miejscu, jakie panują tam warunki i jak można rozpoznać ślady takiego życia. Nie daje to gwarancji sukcesu, ale zmniejsza ryzyko, że prawdziwy sygnał przejdzie niezauważony.
Poszukiwanie życia poza Ziemią to nie tylko kwestia coraz lepszych teleskopów i sond. To także pytanie o to, jak interpretujemy dane i których błędów boimy się bardziej. Zespół Inge Loes ten Kate przekonuje, że wyniki fałszywie ujemne zasługują na tyle samo uwagi co fałszywie dodatnie. Systematyczna strategia, jasne hipotezy i sztuczna inteligencja mogą sprawić, że jeśli obce życie gdzieś jest, w końcu przestaniemy je przeoczać.
5 pytań · minuta
poleca:
