Les humains se demandent si nous sommes seuls dans l'univers depuis l'antiquité.

Nous savons d'après les archives géologiques que la vie a commencé relativement rapidement, dès que l'environnement de notre planète était suffisamment stable pour le supporter. On sait aussi que le premier organisme multicellulaire, qui a finalement produit la civilisation technologique d'aujourd'hui, a mis beaucoup plus de temps à évoluer, environ 4 milliards d'années.

Mais malgré le fait de savoir quand la vie est apparue pour la première fois sur Terre, les scientifiques ne comprennent toujours pas comment la vie s'est produite, ce qui a des implications importantes pour la probabilité de trouver de la vie ailleurs dans l'univers.

Dans un nouvel article publié dans le Actes de l'Académie nationale des sciences aujourd'hui, David Kipping, professeur adjoint au département d'astronomie de Columbia, montre comment une analyse utilisant une technique statistique appelée inférence bayésienne pourrait faire la lumière sur la façon dont la vie extraterrestre complexe pourrait évoluer dans des mondes extraterrestres.

"L'émergence rapide de la vie et l'évolution tardive de l'humanité, dans le contexte de la chronologie de l'évolution, sont certainement suggestifs, ", a déclaré Kipping. "Mais dans cette étude, il est possible de quantifier réellement ce que les faits nous disent."

Pour mener son analyse, Kipping a utilisé la chronologie des premières preuves de la vie et de l'évolution de l'humanité. Il a demandé à quelle fréquence nous nous attendrions à ce que la vie et l'intelligence réapparaissent si l'histoire de la Terre se répétait, relancer l'horloge encore et encore.

Il a formulé le problème en termes de quatre réponses possibles :la vie est commune et développe souvent l'intelligence, la vie est rare mais développe souvent l'intelligence, la vie est commune et développe rarement l'intelligence et, finalement, la vie est rare et développe rarement l'intelligence.

Cette méthode d'inférence statistique bayésienne - utilisée pour mettre à jour la probabilité d'une hypothèse à mesure que des preuves ou des informations deviennent disponibles - énonce les croyances antérieures sur le système modélisé, qui sont ensuite combinés avec des données pour établir des probabilités de résultats.

"La technique s'apparente à des paris sur les cotes, " a déclaré Kipping. " Cela encourage le test répété de nouvelles preuves contre votre position, essentiellement une boucle de rétroaction positive pour affiner vos estimations de probabilité d'un événement."

A partir de ces quatre hypothèses, Kipping a utilisé des formules mathématiques bayésiennes pour peser les modèles les uns par rapport aux autres. "Dans l'inférence bayésienne, les distributions de probabilité a priori doivent toujours être sélectionnées, " a déclaré Kipping. " Mais un résultat clé ici est que lorsque l'on compare les scénarios de vie rare par rapport à la vie courante, le scénario de la vie courante est toujours au moins neuf fois plus probable que le scénario rare."

L'analyse est basée sur des preuves que la vie a émergé dans les 300 millions d'années suivant la formation des océans de la Terre, comme dans les gisements de zircon appauvri en carbone-13, un démarrage très rapide dans le contexte de la vie de la Terre. Kipping souligne que le ratio est d'au moins 9:1 ou plus, en fonction de la vraie valeur de la fréquence à laquelle l'intelligence se développe.

La conclusion de Kipping est que si les planètes avec des conditions et des lignes temporelles d'évolution similaires à la Terre sont communes, alors l'analyse suggère que la vie devrait avoir peu de problème à émerger spontanément sur d'autres planètes. Et quelles sont les chances que ces vies extraterrestres soient complexes, différencié et intelligent ? Ici, L'enquête de Kipping est moins assurée, trouver seulement 3:2 chances en faveur de la vie intelligente.

Ce résultat découle de l'apparition relativement tardive de l'humanité dans la fenêtre habitable de la Terre, suggérant que son développement n'était ni un processus facile ni assuré. "Si nous rejouions l'histoire de la Terre, l'émergence de l'intelligence est en fait quelque peu improbable, " il a dit.

Kipping souligne que les chances dans l'étude ne sont pas écrasantes, étant assez proche de 50:50, et les résultats devraient être traités comme rien de plus qu'un petit coup de pouce vers une hypothèse.

"L'analyse ne peut pas fournir de certitudes ou de garanties, seulement des probabilités statistiques basées sur ce qui s'est passé ici sur Terre, " a déclaré Kipping. " Pourtant, de façon encourageante, le cas d'un univers grouillant de vie apparaît comme le pari privilégié. La recherche d'une vie intelligente dans des mondes au-delà de la Terre ne doit en aucun cas être découragée."