2023. június 8., csütörtök

Nem értjük a statisztikát: Van-e élet a Földön kívül?

Fel szoktam tenni a kérdést hallgatóknak, hogy mit gondolnak van-e élet a Földön kívül. Mindenféle válasz mellett néha feltűnik az a válasz, hogy statisztikailag elképzelhetetlen, hogy ne legyen.


Statisztikailag nem tudunk semmit mondani az élet jelenlétéről más bolygókon


Egyetlen bolygót ismerünk és ezen egyetlen bolygón van élet. Ezt a tudásunkat hogyan lehet általánosítani? Lehet úgy is, hogy minden bolygón van élet, hiszen az ismert bolygók 100%-n van élet. És lehet úgy is, hogy nincs máshol élet, mert mi különlegesek vagyunk. És ezen két érték között akármit lehet mondani.



Amennyiben ismernénk pár ezer hasonló bolygót közelről, amiből 300-on van élet, a többin meg nincs, akkor tudnánk egy becslést adni az élet valószínűségére. Akkor már van egy tisztes becslésünk! Ezen becslés alapján már lehetne olyan kijelentést tenni, hogy ha van a Tejúton ennyi és ennyi naprendszer, amiben ennyi és ennyi földszerű bolygót várunk, akkor annak a becsült érték százalékán van élet. Ennek a becslésnek is lesz szórása, de mivel találtunk már 300 bolygót, amin van élet, eléggé lovon érezhetjük magunkat azzal kapcsolatban, hogy fogunk találni egy 301-dik ilyen bolygót is. De mi most a második példát keressük és nem a 301-diket!


Ha valami kis valószínűségű is, nagyon sok ismétlésnél biztosan bejön egyszer?


Ha az a kérdés, hogy hatoldalú kockával egymás után lehet-e ezerszer 1-est dobni (mást pedig közben nem), akkor a válasz az, hogy lehet. A valószínűsége is kiszámítható (1/6)1000. Ez egy kicsi szám. Ha nagyon sokszor dobálunk kockával, akkor „statisztikailag” egyszer fogunk ilyen sorozatot kapni? Nem. Az is kiszámolható, hogy véges dobás mellett mi a valószínűsége, hogy nincs benne egymás utáni 1000 1-es dobás.


Visszatérve az élet kereséséhez, amennyiben még lenne is egy olyan becslésem, hogy a földszerű bolygót 1/7-én van élet (légből kapott szám), akkor sem jelenthetem ki, hogy a következő 7 ilyen felfedezett bolygóból az egyiken biztosan lesz. De még azt sem, hogy a következő 700-on biztosan lesz. Ha a becslésem, azaz a földszerű bolygók 1/7-én van élet, jó, akkor persze 700 földszerű bolygóból tényleg várom, hogy legyen olyan 100 élettel rendelkező, de megvan a nem nulla valószínűsége, hogy egyet sem találok. A valószínűségek már csak ilyen dolgok. Ha valaminek nem 100% vagy 0% a valószínűsége, akkor 100%-ban bizonyos nem lehet a kimenettel kapcsolatban.


Biztosan tudom mi kell az élethez?


A földszerű bolygó az önmagában egy paramétertartomány és igen sokféle bolygót takarhat. Nem elég a méret és a csillagtól való távolság, az összetétel, mágneses mező, tengelyferdeség, szárazföldek és óceánok aránya, a többi égitest hatása (mondjuk túl sok a dinókat kipusztító meteorcsapás nem tesz jót), stb. mind befolyásolhatja az élet megjelenését. Tehát a modellem, hogy milyen valószínűséggel várok életet egy adott bolygón eleve sok paramétertől fog függeni. Ezt elvileg a megfelelő statisztikával kezelni tudom. Ez azt jelneti, hogy minél többet tudunk egy bolygóról és persze minél több korábbi ismeretem van az élettel rendelkező bolygókról, annál jobb becslést adhatok. Elég sok bolygót ismerve, már van értelme olyan kérdést feltenni, hogy „ha kiterjedt folyékony vízóceán van az egyenlítő körül az év 70%-ban, akkor milyen valószínű, hogy ott találunk életet?”


Ezt a nyakatekert kérdést azért írtam le, mert egyszer megkérdezték egy marsi felfedezéssel kapcsolatban, hogy akkor a víz éppen aktuális megtalálása mennyivel növeli a valószínűségét az életnek a Vörös Bolygón? A válaszom meg az volt, hogy mivel nem ismerünk a Földön kívül más bolygót, amin lenne élet, így nem tudjuk megmondani, hogy a víz olyan körülmények közötti jelenléte mennyit ad hozzá az élet valószínűségéhez. Minden más válasz egyszerűen tudománytalan.


Akinek a kockadobásos példák jobban bejönnek: tudjuk, hogy 5-ösd dobtunk (ez jelenti, hogy van élet). Mond meg, hogy mi a valószínűsége, hogy 5-öst dobunk a következő 10 dobásból legalább egyszer? Már csak azt nem áruljuk el neked, hogy hány oldalú kockát kapsz a kísérlethez. És hát nem mindegy, hogy egy 4 oldalúval próbálkozol, egy 6 oldalúval, vagy egy 60 oldalúval.