Astronomie ohne Teleskop – Die Unwahrscheinlichkeit von Leben

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Von Steve Nerlich in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff

seti Die Suche nach außerirdischen Intelligenzen könnte, in Übereinstimmung mit einer kürzlich durchgeführten statistischen Analyse über die Wahrscheinlichkeit von Leben, das spontan auf Exoplaneten in bewohnbaren Zonen auftaucht, vergeudete Zeit sein (und wann haben sich Zukunftsstatistiken jemals geirrt?). Quelle: SETI-Institut

Die Geschichte hat es immer wieder gezeigt, daß mathematische Modelle kein Ersatz für ein Teleskop (oder andere Daten sammelnde Einrichtungen) sind. Gleichwohl haben zwei Theoretiker jüngst eine statistische Analyse vorgestellt, die vermuten läßt, daß Leben im Universum vermutlich sehr selten ist – ungeachtet der offensichtlichen Häufigkeit von Exoplaneten in bewohnbaren Zonen, die durch die Kepler-Mission und anderen Techniken zur Suche von Exoplaneten gefunden wurden.

Man sollte schon skeptisch sein angesichts einer Bayesschen Analyse, die auf der einzigen Erfahrung mit Urzeugung beruht, die wir kennen – nämlich der Entstehung von Leben aus Nicht-Leben hier auf der Erde. In der Tat wird die scheinbar schnelle Urzeugung, die auf der Erde schon kurz nach ihrer Entstehung erfolgte, als der entscheidende Beweis angesehen, daß die Urzeugung auf Exoplaneten in bewohnbaren Zonen selten sein muß.

Das Bayessche Theorem stellt eine Grundlage zur Abschätzung einer Wahrscheinlichkeit dafür bereit, daß eine erste Annahme oder Hypothese (z.B. das Urzeugung auf Exoplaneten in bewohnbaren Zonen alltäglich ist) richtig ist und nutzt dafür jedweden Beleg, der erhältlich ist. Die Anwendung des nach Bayes benannten Theorems wird auf leichte Weise durch das Lösen des Drei-Türen-Problems gezeigt.

Hierzu einige kurze Informationen:

Es gibt drei Türen; hinter einer steht ein Auto, hinter den beiden anderen steht je eine Ziege. Man wählt eine Tür aus – und weiß, daß man mit einer Wahrscheinlichkeit von 1:3 die Tür mit dem Auto auswählt. Dann öffnet der Moderator, der weiß, hinter welcher Tür das Auto steht, eine der nicht ausgewählten Türen und es kommt eine Ziege zum Vorschein. Jetzt weiß man, daß diese Tür immer eine Wahrscheinlichkeit von Null besaß, das Auto zu verbergen. Die Wahrscheinlichkeit für die verbleibende Tür, hinter der das Auto verborgen ist, trägt die verbleibende Wahrscheinlichkeit des Systems in Höhe von2/3, da es immer eine absolute Wahrscheinlichkeit von 1/1 gab, daß sich das Auto hinter einem der drei Türen befand. So macht es mehr Sinn, die verbliebene Tür zu öffnen an Stelle von derjenigen, die man anfangs ausgewählt hatte.

In dieser Geschichte verkörpert das Öffnen der Tür mit einer Ziege eine neue Information. Es erlaubt aber nicht, mit letzter Sicherheit zu entscheiden, wo sich das Auto befindet, aber die Information erlaubt, die Wahrscheinlichkeit, ob die ursprüngliche Annahme (daß das Auto hinter der Tür steht, die man zuerst ausgewählt hatte) richtig ist, neu zu bestimmen.

Aber die Bayessche Anwendung auf das Problem der Urzeugung auf Exoplaneten in bewohnbaren Zonen ist schon ziemlich weit hergeholt. Spiegel und Turner argumentieren, daß der Beweis, der uns zur Verfügung steht – nämlich daß Leben auftrat, kurz nachdem die Erde bewohnbar wurde – nichts zur Abschätzung der Wahrscheinlichkeit beiträgt, daß Leben regelmäßig auf Exoplaneten in bewohnbaren Zonen auftritt.

Wir müssen den anthropischen Charakter der Beobachtungen, die wir machen, natürlich zugestehen. Wir sind nach 3.5 Milliarden Jahren der Evolution hier – was uns die Fähigkeit verleiht, die Belege zu sammeln, daß das Leben hier vor 3.5 Milliarden Jahren begann, kurz nachdem die Erde bewohnbar wurde. Aber dies liegt nur daran, wie sich die Dinge auf der Erde entwickelten. Da es uns an weiteren Anhaltspunkten fehlt, könnte die offenkundige Schnelligkeit der Urzeugung hier auf der Erde auch nur ein Zufall gewesen sein.

stromatolithenStromatolithen – eine ziemlich frühe Form des Lebens auf der Erde. Die Erde wurde von solch frühen Lebensformen besiedelt, kurz nachdem sie bewohnbar wurde. Dies könnte vermuten lassen, daß Leben etwas Unausweichliches ist, wenn die Bedingungen richtig sind. Aber ein Statistiker wird solch ein Argument niemals akzeptieren, wenn es auf einem einzigen Beispiel beruht.

Dies ist ein interessanter Standpunkt, aber ein im hohen Maße philosophischer. Er durchzieht die unten genannten sechs Seiten der Bayesschen Untersuchung von Spiegel und Turner, aber es ist keine Schlußfolgerung dieser Analyse.

Die Autoren bemühen sich uns daran zu erinnern, daß wenn man bei der Befragung einer Person herausfindet, daß er oder sie gebackene Bohnen mag, es nicht erlaubt ist darauf zu schließen, daß die meisten Menschen gebackene Bohnen mögen. Dem stimmt man zu, denn das ist ja gerade Statistik – aber es ist nicht wirklich Bayessche Statistik.

Wenn wir je in der Lage sein sollten, einen Exoplaneten näher zu untersuchen, der für 3.5 Milliarden Jahre in einem habitablen Zustand gewesen ist und wir entdecken, daß er entweder Leben, oder auch nicht, beherbergt – wird dies dem Öffnen einer weiteren Tür im Drei-Türen-Problem entsprechen.

Aber einstweilen könnten wir nur ein Glücksfall sein – oder auch nicht. Wir benötigen mehr Daten.

 

Weiterführende Literatur (im Internet zu finden unter):

arXiv:1107.3835v1

David S. Spiegel, Edwin L. Turner

Life might be rare despite its early emergence on Earth: a Bayesian analysis of the probability of abiogenesis (2011)

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