С раннего детства Манасви Лингам, ныне астробиолог из Флоридского технологического института, задавался вопросами, которые будоражили умы многих юных исследователей: о динозаврах и, конечно же, о существовании жизни за пределами нашей планеты. Его любопытство было неутолимым – он буквально бомбардировал родителей вопросами о тайнах Вселенной во время автобусных поездок и проводил мозговые штурмы с дедушкой о том, как жизнь могла зародиться на разных типах планет.
От детских размышлений к научным моделям
Этот пытливый интерес к ранней жизни и астробиологии никогда не угасал. Став ассистентом профессора астробиологии, Лингам перешел от бесед с дедушкой к созданию собственных моделей, чтобы исследовать сложные вопросы, такие как зарождение жизни. Он осознал, что поиски окончательных ответов в этой области обречены на неудачу, и вместо этого сосредоточился на научных выводах, принимая во внимание неопределенность Вселенной и роль случайностей.
Модели: окна в неизведанное
По словам Лингама, модели – это упрощенные представления о реальности, которые выполняют две ключевые функции. Во-первых, они помогают предсказывать вероятность различных сценариев. Во-вторых, они предлагают альтернативу дорогостоящим и не всегда практичным экспериментам.
Так, в недавно опубликованном анализе Лингама, посвященном потенциальному возникновению жизни на Земле, модели стали инструментом для изучения взаимосвязи между гипотезами о местах, благоприятных для абиогенеза (перехода от неживой к живой материи), и вероятностью появления жизни в этих местах.
Байесовский анализ: игра с вероятностями
В основе исследования лежит байесовский анализ – метод, который использует предварительные знания для оценки вероятности последующих событий. Исследователи сосредоточились на Земле, исходя из того, что жизнь здесь уже существует. Это значит, что модель предполагает, что жизнь зародилась на нашей планете хотя бы один раз.
Для Лингама это был первый серьезный шаг в изучении самого зарождения жизни, но он также моделировал смежные вопросы, например, эволюцию технологически обусловленного интеллекта.
Поиск “горячих точек” для жизни
Исследователи собрали список потенциально благоприятных участков на Земле, выявленных в предыдущих исследованиях. Каждый из них имел разный уровень пригодности для абиогенеза – от подводных вулканов и мыльных пузырей до смол и природных ядерных реакторов, подобных тем, которые существовали в Габоне два миллиарда лет назад.
Модель строилась на двух ключевых вопросах: скольких местах на Земле могла возникнуть жизнь, и какова вероятность этого события в каждом из этих мест? Цель не состояла в получении однозначных ответов, а в поиске самого точного способа интерпретации данных, полученных с помощью моделей.
Неожиданный поворот: меньше – значит лучше?
Исследователи провели моделирование трех сценариев: с 10, 1031 и 1016 потенциальными местами возникновения жизни. Первоначально Лингам предполагал, что большее количество доступных мест повысит вероятность появления жизни – как в лотерее, где больше билетов значит больше шансов на выигрыш.
Однако результаты оказались диаметрально противоположными. С ростом числа потенциальных мест вероятность возникновения жизни в каждом из них уменьшалась**. Это парадоксальное открытие бросает вызов здравому смыслу и подчеркивает сложность процессов, лежащих в основе зарождения жизни.
“Мы привыкли думать, что “больше – значит лучше”, – говорит Лингам. – Но в данном случае оказалось, что меньшее количество, но более благоприятных мест, может быть фактором успеха.”
Значение для поиска жизни во Вселенной
Результаты моделирования указывают на то, что установление ограничений на наличие подходящих условий для возникновения жизни на Земле может дать ценные подсказки о вероятности абиогенеза и частоте появления жизни в других частях Вселенной.
Дальнейшие исследования: от моделей к лабораториям
Лингам видит потенциал этих моделей в контексте понимания предпочтительных сред обитания для зарождения жизни.
“Затем можно провести лабораторные эксперименты, чтобы понять, какие условия и испытания необходимы для перехода от неживой к живой материи”, – говорит он.
Лингам также планирует продолжить исследования ранних стадий жизни, углубившись в истоки интеллекта.
Несмотря на то, что прямых ответов на детские вопросы о динозаврах и инопланетянах он пока не нашел, Лингам осознает ограничения и неопределенность, присущие его моделированию.
“Мы не можем заглянуть в прошлое”, – признается он. – “Иногда мы получаем ответы, умело используя ограниченные данные… но часть загадки навсегда останется неизведанной.”
Путь Лингама от любознательного ребенка к успешному астробиологу – это яркий пример того, как детское любопытство может стать мощным двигателем научных открытий. Он продолжает свой путь, исследуя тайны Вселенной и приближаясь к разгадке одной из самых фундаментальных загадок – зарождения жизни.
