Проблема ранней жизни в сценарии "Лебедя" и вариант её разрешения

[olenellus]

Ознакомившись впервые с зодиаком SETI, я осознал, что являюсь "Лебедем". Чуть позже пришло понимание некоторого мировоззренческого конфликта в позиции "Лебедя". Это неудивительно. Любая позиция зодиака SETI противоречива, любая оставляет неудовлетворённость. Я называю эти противоречия, возникающие вследствие отбрасывания одного из самоочевидных положений (выбор угла треугольника), проклятыми вопросами.

"Рак" отбрасывает очевидную ненаблюдаемость следов иного разума вокруг. Соответствующий проклятый вопрос заключается в правдоподобном объяснении, как так может получиться, что пространство вокруг занято технологической цивилизацией, а мы не может этого заметить. "Щука" отбрасывает наше очевидное космическое будущее. Проклятый вопрос для "Щук" заключается в объяснении, почему никто никогда ни на одной из многих (за время существования Галактики) населённых планет так и не смог выйти в космос по-настоящему. "Лебедь" отбрасывает очевидную лёгкость и закономерность возникновения жизни в подходящих условиях и очевидно направленная прогрессивная эволюция вплоть до разумных форм. Проклятый вопрос "Лебедей" — это вопрос о том, во первых, почему возникновение жизни и/или цивилизации настолько редкое, а во-вторых, почему, если жизнь так трудно возникает, у нас на планете она возникла так рано. Именно последний вопрос я и предлагаю обсудить в этой теме. Кроме того, предлагаю также некоторые количественные расчёты, которые удалось сделать недавно, когда я в этот раз серьёзно задумался над этой проблемой.

Замечу в сторону, что "Щуко-Лебедю" придётся отвечать сразу на два проклятых вопроса, гибриды с "Раком" проблематичны, а позиция "Лебедя-Рака-Щуки" невозможна в принципе.

Когда-то давно я создал тему по поводу конфликта позиции "Лебедя" и палеонтологических данных на форуме dxdy.ru. Там проблема поставлена более полно. Здесь же я лишь вкратце её обрисую, прежде чем приступить к обсуждению одного из возможных решений.

Начнём с щучей формулы Дрейка в следующей форме
\[N = N_* p_p n_v p_\ell p_c L/T\]
Здесь \(N\) — это количество цивилизаций в Галактике, в данный момент готовых к контакту, \(N_*\) — это количество звёзд в Галактике, \(p_p\) — вероятность звезде иметь планетную систему, \(n_v\) — матожидание количества планет, пригодных для жизни, на планетную систему, \(p_\ell\) — вероятность зарождения жизни на подходящей планете, \(p_c\) вероятность зарождения из биосферы цивилизации, способной на контакт (для наших целей это космоплавающие цивилизации), \(L\) — среднее время жизни такой цивилизации и \(T\) — время жизни Галактики. Если взять \(N_* \approx 10^{11}\), \(p_p \approx0,\!1\), \(n_v \approx 0,\!01\), \(L/T = 1\) и \(N \leqslant 1\) (почему именно так, смотрите ссылку), то получим оценку
\[p_\ell p_c \leqslant 10^{-8}\]
Предположим, что всё бремя малой вероятности ложится на происхождение жизни, то есть \(p_\ell \leqslant 10^{-8}\) на планету за её время пригодности для такого возникновения. Тогда, как мне раньше казалось, это входит в вопиющее противоречие с хронологией биотической эволюции на Земле. Действительно, жизнь зародилась очень рано. Более менее достоверные следы жизни видны уже 3,6 млрд лет назад. При том, что, как сейчас считается, до, примерно 4 млрд лет назад современная жизнь зародиться не могла из-за импактной стерилизации примерно до этого времени. Если взять за возможное окно 15 млрд лет до перехода Солнца в стадию красного гиганта, то получается, что жизнь возникла в первых 3% от этого окна.

Тогда мне это казалось очень странным. Я вообще считал по глупости, что жизнь должна была возникнуть в конце окна, раз она такая невероятная. Более глубоко задуматься меня заставило допущение ещё одного редкого критического события. Тогда как они оба должны быть расположены в допустимом окне? Оказалось, надо было всего лишь немного подумать.

Во-первых, забегая вперёд, следует отметить, что единичное очень редкое событие будет распределено в допустимом окне равномерно. Поэтому, по его однократному измерению ничего вообще сказать нельзя. В среднем оно ожидается в середине окна, но среднее для одноэлементной выборки из равномерного распределения неинформативно. А что, если было несколько редких событий?

Идея рассмотреть эволюцию как вполне нормальный адаптогенез, прерываемый очень редкими ключевыми событиями, без которых дальнейшие ароморфозы невозможны, не нова. Она обсуждалась и на этом форуме. И некоторые кандидаты на такие события даже приводились. Например

Вообще-то по малопонятности/маловероятности появление сложной клетки - эукариотизация - стоит сразу за появлением жизни вообще, а некоторые исследователи и популяризаторы (например Михаил Никитин) вообще готовы поставить это событие или же появление фотосинтеза по уникальности впереди даже абиогенеза.

Сразу должен признаться, что мне самому такой взгляд на эволюцию биосферы не нравится. Он требует чудес. Но "Лебедь" — это в любом случае про чудеса, как ни крутись. Да и все остальные позиции тоже. Но именно "Лебедь" ­— это про чудеса в эволюции. Итак, я выбрал 4 кандидата на такие редкие ключевые события:

• Возникновение жизни t₁ = 3,6 млрд лет назад
• Возникновение оксигенного фотосинтеза t₂ = 3 млрд лет назад
• Эукариотизация t₃ = 2 млрд лет назад
• Возникновение животных t₄ = 0,6 млрд лет назад

К этому списку можно ещё добавить, в зависимости от точки зрения, последнее потенциально редкое событие

• Возникновение разумного вида t₅ = 0 млрд лет назад

Добавим сюда ещё одно обстоятельство. Сейчас стало общепринятым считать, что окно возможностей не будет продолжаться ещё 10 млрд лет, а будет закрыто примерно через 1 млрд лет. Закрыто по разным причинам: затухание тектоники, разгорание Солнца, связывание углерода из атмосферы. Снявши голову по волосам не плачут, поэтому добавление к уже принятым чудесам одной катастрофы сильно не повредит. Возьмём за начало окна возможностей уже упомянутые выше 4 млрд лет назад, а за конец — 1 млрд лет вперёд (то есть "Миллиард лет до конца света" теперь понимается буквально). Итого имеем период в T = 5 млрд лет, благоприятный для появления цепи событий, ведущих к нашему появлению.

Обозначим долю времени, прошедшую с начала окна возможностей, от всей длительности окна для каждого события через x_i = t_i/T. Тогда имеем 4 или 5 редких событий, распределённых следующим образом на отрезке [0,T] (а их относительные времена на отрезке [0,1]):

• x₁ = 0.08
• x₂ = 0.2
• x₃ = 0.4
• x₄ = 0.68
• (x₅ = 0.8 )

А какое распределение должны мы ожидать, если считать каждое из этих событий очень редким (характерное время \(\tau_i \gg T\))? Оказывается, ответить на этот вопрос очень просто, и ответ связан с так называемой статистикой порядка для равномерного распределения. Ожидаемое распределение редких событий, не важно, насколько частота их появления отличается между собой, главное, чтобы она была очень мала (по сравнению с 1/T), это равномерное распределение всех событий по отрезку [0,T], причём ожидаемые положения такие
\[\bar x_i  = \frac{i}{n + 1},\]
где  n — число событий (4 или 5, соответственно). Дальше я покажу, почему так.

Во-первых, предположим, что появление каждого события описывается равномерным пуассоновским процессом, так что вероятность i-тому событию произойти в интервале dt равна \(\lambda_i dt\). Здесь \(\lambda_i = 1/\tau_i\). При предположении \(\tau_i \gg T\) имеем на отрезке меньше T почти равномерную плотность вероятности для каждого события. Отсюда сразу следует вывод о равномерной распределённости единичного события, и его матожидания на середине окна, упомянутые выше. Однако вернёмся к множественным событиям, и учтём ещё, что (i+1)-ое событие может произойти только, если уже произошло i-е событие. Тогда совместная плотность вероятности в гиперкубе [0,T]ⁿ либо равна нулю (если условия порядка не соблюдаются), либо постоянна и равна \(\prod\limits_i \lambda_i\), и таким образом описывается формулой (\(\theta\) — это функция Хэвисайда, ступенька):
\[\rho(t_1,\ldots,t_n) = \left(T^n\prod_i \lambda_i\right) \theta(x_2 - x_1) \theta(x_3 - x_2) \ldots \theta(x_n - x_{n-1}).\]
Как будет показано ниже,
\[\int_{[0,1]^n}\theta(x_3 - x_2) \ldots \theta(x_n - x_{n-1}) dx_1\ldots dx_n = \frac{1}{n!}.\]
Именно такой объём отсекает от единичного куба условие на порядок. Отсюда сразу первый вывод:

Вероятность возникновения цивилизации на подходящей для жизни планете равна
\[p = \frac{T^n}{n!}\prod\limits_i \lambda_i\]
Эта вероятность имеет ту же оценку из лебединого сценария, что \(p_\ell p_c\) выше, то есть \(p \leqslant 10^{-8}\).

Вычислим частные распределения для величин x_i

(кликните для показа/скрытия)

Начнём с самого простого, частного распределения для n-ого события. Для этого в формуле для совместной плотности, которая пропорциональна, ка было показано выше, произведению всех функций Хэвисайда, надо заменить \(x_n\) на \(x\) и проинтегрировать по всем остальным \(x_k\), \(k \neq n\)
\[\rho_n(x) \sim \int_0^1\ldots\int_0^1 dx_{n-1} \ldots dx_1 \theta(x - x_{n-1}) \ldots \theta(x_2 - x_1) =\]
\[=\int_0^x dx_{n-1} \ldots \int_0^{x_3} dx_2 \int_0^{x_2} dx_1 = \int_0^x dx_{n-1} \ldots \int_0^{x_3} dx_2\,x_2 =\]
\[= \int_0^x dx_{n-1} \ldots \int_0^{x_4} dx_3 \frac{x_3^2}{2} = \int_0^x dx_{n-1}\frac{x_{n-1}}{(n-2)!} = \frac{x^{n-1}}{(n-1)!}\]
Отсюда сразу получаем приведённый выше нормировочный коэффициент через вычисление объёма, занимаемого произведением функций Хэвисайда в единичном кубе
\[\int_0^1 \frac{x^{n-1}}{(n-1)!} dx = \frac{1}{n!}\]
Далее посчитаем более сложный случай первого события, заменяя многомерный интеграл на повторный с другим порядком переменных
\[\rho_1(x) \sim \int_0^1\ldots\int_0^1 dx_2 \ldots dx_n \theta(x_2 - x) \ldots \theta(x_n - x_{n-1}) = \int_x^1 dx_2 \ldots \int_{x_{n-1}}^1 dx_n = \frac{(1-x)^{n-1}}{(n-1)!}\]
здесь в каждом интеграле при вычислении делаем замену \(x_i \mapsto (1-x_i)\) и фактическим сводим вычисление к первому случаю.

Для других i замечаем, что все функции Хэвисайда можно разбить на две группы: от \(\theta(x_n - x_{n-1})\) до \(\theta(x_{i+1} - x)\) и от \(\theta(x - x_{i-1})\) до \(\theta(x_2 - x_1)\). В итоге разбиваем многомерный интеграл на два повторных с теми и с этими функциями и в первом интеграле делаем замены при вычислении, а второй вычисляем прямо так. Получим, используя результат выше
\[\rho_i(x) \sim x^{i-1}(1-x)^{n-i}\]
Заметим, что \(\int_0^1 x^{a-1}(1-x)^{b-1}dx = B(a,b)\) — это бета-функция Эйлера (а полученные плотности соответствуют бета-распределениям), поэтому нормировочный коэффициент даётся формулой
\[\frac{1}{B(i,n-i+1)} = iC^i_n\]

Получаем плотность частного распределения i-го события (при общем числе событий n) при условии, что все они произошли на интервале [0,1] в нужном порядке
\[\rho_i(x) = iC^i_n x^{i-1}(1-x)^{n-i}.\]
Оно известно как частный случай бета-распределения. Из этой формулы можно получить приведённую выше формулу для матожидания времени появления i-го события.

(кликните для показа/скрытия)

\[\bar x_i = \frac{\int_0^1 x x^{i-1}(1-x)^{n-i}dx}{\int_0^1 x^{i-1}(1-x)^{n-i} dx} =\frac{B(i+1,n-i+1)}{B(i,n-i+1)} = \frac{i}{n+1}\]

Можно также получить положение моды каждого частного распределения

(кликните для показа/скрытия)

На моде плотность распределения имеет экстремум, значит
\[\rho_i'(m_i) = 0 \Rightarrow m_i^{i-2}(1-m_i)^{n-i-1}((i-1)(1-m_i) - (n-i)m_i) = 0\]
Для случаев i = 1 и i = n экстремум оказывается на конце отрезка.

Получим
\[m_i = \frac{i-1}{n-1}\]

Как это всё соотносится с наблюдаемым распределением событий, можно посмотреть на приложенном графике.

Только буквально два дня назад, после того, как начал писать этот текст, я узнал, что зря мучался, и что всё уже украдено до нас. Оказывается, такие рассуждения и такие вычисления уже были сделаны ранее, и результат известен в литературе по SETI под названием аргуманта Картера.

(кликните для показа/скрытия)

Carter, B. (2008). Five-or six-step scenario for evolution?. International Journal of Astrobiology, 7(2), 177-182.
Можно прочитать, например, здесь.

Там есть и графики этих распределений, и матожидания, и расчёт общей вероятности всех событий вместе. В сообществе аргумент Картера не любят и называют его аргументом против SETI. Таким образом, такая позиция — сертифицированный "Лебедь". Что ещё можно к этому добавить?


Во-первых, мы видим, что хоть в целом события распределены более менее равномерно по окну, но всё же не так уж равномерно, чтобы нельзя было поспорить. Можно попробовать более точно статистически проверить гипотезу о том, что они являются выборкой из равномерно распределённых вероятностей. Да, у нас до сих пор лишь одна планета в распоряжении, но зато реализация сложного события возникновения цивилизации структурировано, в отличии от "простого" происхождения жизни, и представляет собой траекторию из 4–5 точек. Здесь уже кое-какая статистика есть. Так как распределение различных вариантов расположения этих событий, при условии, что все они произошли, оказалось, после перемасштабирования на единичный куб, статистике порядка для независимых идентично равномерно распределённых на [0,1] событий, то можно использовать статистические критерии проверки гипотезы о получении выборки из равномерного распределения.

Я выбрал критерий Чена-Спиринга, так как, во-первых, он применим для довольно малых выборок, а во-вторых, для него опубликованы функции распределения для n = 4 и n = 5, а не только таблицы значений для заранее заданных уровней достоверности.

(кликните для показа/скрытия)

Cheng, S. W., & Spiring, F. A. (1987). A test to identify the uniform distribution, with applications to probability plotting and other distributions. IEEE transactions on reliability, 36(1), 98-105
Saffi, M. (2023). Summarizing Standpipe Water Data for Meknes Small Rural Communities (Morocco): An Extended Table for Testing for the Uniform Distribution. Earth, 12(3), 65-73.
В последней ссылке даётся исправленная формула для функции распределения критерия в случае n = 4

Вот определение критерия
\[W_u = \frac{\left((x_n - x_1)\frac{n+1}{n-1}\right)^2}{\sum\limits_i(x_i - \bar x)^2},\]
где \(\bar x = \frac{1}{n}\sum\limits_i x_i \)

Для n = 4 (без цивилизации, как редкого события) имеем W_u = 4,84. Из графика Функции распределения для выборки объёмом 4 (надо использовать нижнюю синюю кривую, красная — старые ошибочные значения) получаем, что к этому значению набирается F(W_u) = 0,66 вероятности. Так как критерий двусторонний, p-значение (вероятность, что данная выборка получена из предполагаемого распределения) надо считать, как если бы мы наполняли вероятность в обе стороны симметрично вокруг медианы, поэтому p_value = 2 min(F,1-F) = 68%. То есть, ну никак не получается отбраковать гипотезу о том, что мы видим результат четырёх последовательных очень редких событий.

Для n = 5 (с цивилизацией, как редким событием) имеем W_u = 3,10. Из графика (тут график для n = 5 самый правых из серии графиков) получаем F(W_u) = 0,37 и p_value = 74%. То есть, ещё меньше оснований отбрасывать гипотезу о многих маловероятных ключевых событиях.

Следует отметить, что что-то подобное уже делалось, но на основании Байесовской статистики, в работе
Snyder-Beattie, A. E., Sandberg, A., Drexler, K. E., & Bonsall, M. B. (2021). The timing of evolutionary transitions suggests intelligent life is rare. Astrobiology, 21(3), 265-278.
В ней авторы предполагали пуассоново распределение редких явлений и выяснили, начиная с некоторого, как всегда субъективного в Байесовском подходе, априорного распределения параметров этих распределений, что процедура сходится к распределению для характерных времён всех событий такому, что не исключаются значения от 1 млрд лет и на многие порядки выше.

Во-вторых, давайте вот на что посмотрим. Оценка лебединного сценария на вероятность появления цивилизации на подходящей планете \(p \leqslant 10^{-8}\)  в предположении, что на всех них окно возможностей длится столько же, сколько на Земле, T, даёт следуюущую оценку на геометрическое среднее частоты каждого из редких событий:
\[ \bar \lambda = \left(\prod_i^n \lambda_i\right)^\frac{1}{n} = \frac{(p n!)^{1/n}}{T} \leqslant \frac{(10^{-8}n!)^{1/n}}{T} \]
Отсюда можно оценить количество планет, где есть только примитивная жизнь (только первое событие произошло), или только прокариоты уровня цианобактерий (только два первых события), или только эукариоты, и т. д. Делается это по формуле \(P_i = (\bar \lambda T)^i/i! = P_1^i/i!\).

Для четырёх ключевых событий имеем оценку \(\bar \lambda \leqslant 0,\!02\) на 5 млрд лет и следующие грубые оценки вероятностей состава биоты и количества соответствующих планет:

Максимальный уровень сложности	Доля планет с таким уровнем сложности	Количество таких планет в Галактике
Простейшая жизнь	P1 = 0,02	n1 = 2·106
Продвинутые прокариоты	P2 = 2·10-4	n2 = 2·104
Эукариоты	P3 = 2·10-6	n3 = 200
Животные	P4 = 10-8	n4 = 1

Для пяти ключевых событий имеем оценку \(\bar \lambda \leqslant 0,\!07\) на 5 млрд лет и следующие грубые оценки вероятностей состава биоты и количества соответствующих планет:

Максимальный уровень сложности	Доля планет с таким уровнем сложности	Количество таких планет в Галактике
Простейшая жизнь	P1 = 0,07	n1 = 7·106
Продвинутые прокариоты	P2 = 2·10-3	n2 = 2·105
Эукариоты	P3 = 5·10-5	n3 = 5000
Животные	P4 = 8·10-7	n4 = 80
Цивилизация	P5 = 10-8	n5 = 1

Можно ли считать, что лебединный сценарий доказан? Конечно, нет. Слабое место этих рассуждений в их основной гипоетезе: фиксированная частота осуществления редкого события. Фактически это предполагает случайный поиск решения путём блуждания в неверных решениях. Чем больше детерминизма в эволюционных преобразованиях, тем сильнее рушится схема. Например, можно предположить, что чтобы появлению эукариот вообще произошло, сначала должна случиться оксигенизация атмосферы. Последняя, в свою очередь, не может произойти раньше, чем будет окислено всё, что можно окислить в океане и на суше, в первую очередь двухвалентное железо. Это даёт необходимый детерминированный сдвиг между вторым и третьим событиями, который надо отрезать при расчёте вероятностей. Да и вообще эволюция на любом из этих этапов может быть совсем не похожа на случайное блуждание в поисках правильного решения.

Но эти оценка также показывают, что необязательно допускать плюрализм в одной голове, стоя на позиции "Лебедя" и занимаяь при этом абиогенезом. Абиогенез может быть не таким уж умопомрачительно редким событием, и тогда есть возможность, при правильной организации эксперимента, наблюдать его этапы в лаборатории.

Если есть желание оспорить некоторые ключевые точки и посчитать вероятности для новых значений, следуйте описанной выше методике и используйте приведённые графики для теста Чена-Спиринга по образцу, изложенному выше.

[Rattus]

формулы Дрейка

Уравнения.

Если взять за возможное окно 15 млрд лет до перехода Солнца в стадию красного гиганта

Откуда столько? Всегда было около 10 - это раз. Но задолго до того повышение светимости приведёт к венеризации Земли, сделав её совершенно непригодной для любой мыслимой жизни. А для фанерозойской - т.е. пригодной для существования наблюдателя - всего около 1±½ миллиарда.

Сейчас стало общепринятым считать, что окно возможностей не будет продолжаться ещё 10 млрд лет, а будет закрыто примерно через 1 млрд лет. Закрыто по разным причинам: затухание тектоники, разгорание Солнца

Так.

Там есть и графики этих распределений, и матожидания, и расчёт общей вероятности всех событий вместе. В сообществе аргумент Картера не любят и называют его аргументом против SETI. Таким образом, такая позиция — сертифицированный "Лебедь".

Т.е. изобретя велосипед, Вы таки добросовестно поискали более ранние работы и в итоге набрели на первооткрывателя и представили его читателям ВЖР. Это хороший вклад в наполнение Раздела. Сейчас он может быть дополнен недавней работой Т.Тотани с детальными расчетами по "предыстории" - собственно вероятностей абиогенеза с РНК.

Вместе с тем не следует упускать из виду и ещё одно обстоятельство:

Возникновение оксигенного фотосинтеза

- не только "ароморфозная ступенька" сама по себе, но и имеющая важное следствие в виде способствования снижению парниковых свойств атмосферы до критического уровня при недостаточной светимости центральной звезды: не исключено, что Гуронское оледенение (а может и потом Криогений) могли стать последними главами в истории земной биоты, случись они ранее. А с другой стороны, появись оксигенный фотосинтез позже, мы бы может получили венеризацию куда раньше.
Возможность подобной климатической временнОй Сциллы-Харибды в палеоистории также следует иметь ввиду в данных рассуждениях.

[MenFrame]

появись оксигенный фотосинтез позже, мы бы может получили венеризацию куда раньше.

Для венеризации нужно удалить жидкую воду.

[alex_semenov]

Там есть и графики этих распределений, и матожидания, и расчёт общей вероятности всех событий вместе. В сообществе аргумент Картера не любят и называют его аргументом против SETI. Таким образом, такая позиция — сертифицированный "Лебедь".

Т.е. изобретя велосипед, Вы таки добросовестно поискали более ранние работы и в итоге набрели на первооткрывателя и представили его читателям ВЖР. Это хороший вклад в наполнение Раздела. Сейчас он может быть дополнен недавней работой Т.Тотани с детальными расчетами по "предыстории" - собственно вероятностей абиогенеза с РНК.

Ну почему же только "велосипед"? Картер (насколько я мог понять посмотрев в его статье пока только картинки и поискав х-формулы-таблицы) подсчитывает ЛИШЬ интервал времени на зарождение жизни в НАЧАЛЕ. То есть исходный закон. То есть он сосредоточился на объяснении того, почему СЛУЧАЙНОЕ СОБЫТИЕ "зарождение жизни" (если оно, разумеется, случайно) произошло в самом-самом начале жизни планеты. Он убивает еще один "верный аргумент" направленного абиогенеза.
За это Картета и не любят.

Но Оленелус нам дал еще кое-что, чего у Картера (ну явно) я не увидел!
Вот:

Для четырёх ключевых событий имеем оценку \(\bar \lambda \leqslant 0,\!02\) на 5 млрд лет и следующие грубые оценки вероятностей состава биоты и количества соответствующих планет:

Максимальный уровень сложности	Доля планет с таким уровнем сложности	Количество таких планет в Галактике
Простейшая жизнь	P1 = 0,02	n1 = 2·106
Продвинутые прокариоты	P2 = 2·10-4	n2 = 2·104
Эукариоты	P3 = 2·10-6	n3 = 200
Животные	P4 = 10-8	n4 = 1

Для пяти ключевых событий имеем оценку \(\bar \lambda \leqslant 0,\!07\) на 5 млрд лет и следующие грубые оценки вероятностей состава биоты и количества соответствующих планет:

Максимальный уровень сложности	Доля планет с таким уровнем сложности	Количество таких планет в Галактике
Простейшая жизнь	P1 = 0,07	n1 = 7·106
Продвинутые прокариоты	P2 = 2·10-3	n2 = 2·105
Эукариоты	P3 = 5·10-5	n3 = 5000
Животные	P4 = 8·10-7	n4 = 80
Цивилизация	P5 = 10-8	n5 = 1

То есть он предложил, можно сказать дополнил "формулу" Дрейка новыми подробностями.
Этого мало?
 
Одно "но", если я не ошибаюсь, эти замечательные прикидки сколько у нас в Галактике таких, таких и таких планет вытекает (помимо самой вероятностьной модели, которую. как показал Ратус можно и нужно совершенствовать) из базового допущения:

Во-вторых, давайте вот на что посмотрим. Оценка лебединного сценария на вероятность появления цивилизации на подходящей планете \(p \leqslant 10^{-8}\) в предположении, что на всех них окно возможностей длится столько же, сколько на Земле, T, даёт следуюущую оценку на геометрическое среднее частоты каждого из редких событий:
\[ \bar \lambda = \left(\prod_i^n \lambda_i\right)^\frac{1}{n} = \frac{(p n!)^{1/n}}{T} \leqslant \frac{(10^{-8}n!)^{1/n}}{T} \]
Отсюда можно оценить количество планет, где есть только примитивная жизнь (только первое событие произошло), или только прокариоты уровня цианобактерий (только два первых события), или только эукариоты, и т. д. Делается это по формуле \(P_i = (\bar \lambda T)^i/i! = P_1^i/i!\).

Насколько я понимаю, меньше или равно предполагает не сильно меньше. Так? Не порядки. Ну что-то около того но с одного краю (меньше!). То есть это не просто сценарий "Лебедь" вообще (отсутствие их объясняется редкостью, вплоть до крайности гипотезы Кунина-Мазура). Это очень "мягкий" "Лебедь". Наимягчайший. Даже мягче чем у Кулиша. Аккуратно придвинутый в стык с  уравнением Дрейка. Предполагающий что в каждой галактике у нас В СРЕДНЕМ по одной цивилизации (что и объясняет "где они?" "их-тута-нет!"). Ну ладно, одна на десять галактик. Но не одна на миллиард уже...
Так?

[alex_semenov]

Возможность подобной климатической временнОй Сциллы-Харибды в палеоистории также следует иметь ввиду в данных рассуждениях.

Но такая поправка, как я могу понять, ТОЛЬКО УЖЕСТОЧИТ исходную идею Оленелуса. То есть прижмёт интервал времени для первого случайного (зарождение) события еще сильней к началу. То есть, всё становится еще жестче. Факт, что (гипотетически) случайное событие "зарождение жизни" на нашей планете произошло ТАК РАНО - никак не опровергает гипотезу случайности (как это принято до сих пор). Мол, раз так рано, значит  это неслучайное событие, мол это направленный абиогинез. Мол, утёс Бога есть!
Нет! Напротив! Если не только зарождение жизни но и сам процесс эволюции этакий "случайный ХРАПОВИК" по тому же Назаретяму.... (да есть направленность, но не ясно через какие интервалы он "проворачивается вперёд" (араморфозы) и попадаем ли мы в окна возможностей для этого очередного проворота?), то если бы жизнь случайно не зародилась тут так рано, некому было бы тут над этим сейчас ломать голову.

Ясно что ясности любые подобные умозрения "за письменным столом" нам не добавляют. Ясность появится лишь с получением ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ данных оттуда (откуда? Оттуда! "Ту тикет туда Даблин. Куда блин? Туда блнин!"). Но наводя вот такой порядок внутри обособленных концепций "Лебедь"-"Рак"-"Щука" (уточняя детали при принятых допущениях), мы сами противоположные концепции-углы, взаимно удаляем, обособляет, так сказать, парадокс Ферми, приводим к полному "холивару" по исходным посылкам.

[gans2]

отбрасывает очевидную ненаблюдаемость следов иного разума вокруг.

А Вы не думаете, что мы вообще еще и не искали всерьез. Панов именно про это и рассказывает. Вы ищете Лебедя, и не находя , объявляете им себя. Подойдите ближе к писсуару.
Нас замечательно видно и слышно на сто светолет вокруг в рефрактоскопы и гравископы. Связываться с нами никому не надо. Мы ленивы и нелюбопытны.
https://gans2.livejournal.com/37387.html

[MenFrame]

А Вы не думаете, что мы вообще еще и не искали всерьез.

А в серьез искать и не нужно, если МП возможны то нас снесет каток разума за долго до появления, а раз не снесли значит мы либо находимся в самом начале окна появления ВЦ(что явно не так) и до нас не добрались, либо мы одни.
Если МП не возможны, то как объяснить молчание галактического сообщества, которым не чего не остается как только слать послания друг другу и в том числе новичкам.

[Rattus]

Но такая поправка, как я могу понять, ТОЛЬКО УЖЕСТОЧИТ исходную идею Оленелуса. То есть прижмёт интервал времени для первого случайного (зарождение) события еще сильней к началу. То есть, всё становится еще жестче.

Разумеется.

то если бы жизнь случайно не зародилась тут так рано, некому было бы тут над этим сейчас ломать голову.

Спасибо, Капитан. Для отсечения "сильноантропной" телеологии есть п.3.1.ж Правил Астрофорума, так что в повторной риторике на эту тему нужды нет.

Ясность появится лишь с получением ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ данных оттуда

Наблюдательных. По биомаркерам землеподобных экзопланет. Лучше на сегодня ничего нет в принципе. Ну ещё можно продолжать слушать радио в радиусе толщины галактического диска квадратнокилометровыми антеннами.

[gans2]

как объяснить молчание галактического сообщества,

По ссылке написано "как".
Скорость света непреодолима. Культурное поле Галактики доступно тем, кто хочет и может присмотреться и прислушаться. Кому нужны тупые и ленивые новички-солипсисты? Которым лень собрать простеший рефрактоскоп и посмотреть уже на возможные узлы связи.
А - они себя считают первыми и уникальными, гыгыгы!

[MenFrame]

Кому нужны тупые и ленивые новички-солипсисты?

Связь там идет на уровне отправил и забыл, потому как...

Скорость света непреодолима.

Потому не вижу причин скрываться от новичков, тем более на уровне всего сообщества. Один местный альтруист, может построить большую фазированную решетку и разослать послания всем звездам в галактике, за относительно короткое время.

Потому, некий заговор альтруистов посланников выглядит явно притянутым за уши.
Потому вывод либо все трещат без умолку, либо их просто нет. Второй вариант соответствует нашим наблюдениям.

[gans2]

скрываться от новичков

А почему Вы не построили собственную вышку, а пользуетесь коммерческими? Неграм в Африке почему не помогаете учить русский?

все трещат без умолку

Даже если трещат, то через гравископы. Там разница в мощности на несколько (десять)порядков больше, чем между радиостанциями и сотовыми вышками. Нам их разговор недоступен. И?
Такие тупые, как Вы - не единственные в Галактике. И?

[MenFrame]

Даже если трещат, то через гравископы.

А какая мотивация?...Допустим кто то решил....что не траим много...Пускай слушают нас через гравископы.
Все же требуется некоторый уровень солидарности для наблюдаемого молчания? И это должно быть на уровне прям генетической необходимости? Что бы все прям решили единодушно не вмешиваться в жизнь новичков....

[olenellus]

Давайте рачьи дела будем обсуждать в другой теме.

Возможность подобной климатической временнОй Сциллы-Харибды в палеоистории также следует иметь ввиду в данных рассуждениях.

Авторегуляция против прохождения по лезвию бритвы. Я всё же пока больше склоняюсь к авторегуляции. Хотя с такими оценками на вероятности может быть что угодно, и пойди отличи одно от другого.

Насколько я понимаю, меньше или равно предполагает не сильно меньше. Так?

Сама формула верна всегда, но вот оценки на вероятности и число планет я привёл, считая неравенство равенством. То есть, это оценки сверху на числа планет. И это в предположении, что все скорости событий логарифмически близки к геометрическому среднему, что можно понимать, что они близки по порядку величины. Это может быть не так, и какое-то событие может быть значительно более редким, то за счёт более частых других событий. Если так, то это исказит распределение разных типов планет. Правда, свобода не произвольная, а ограничена условием \(\lambda_i < 1/T\) что даёт, при заданной p, разброс \(pn! \leqslant T\lambda_i \leqslant 1\). Короче, может быть больше примитивной жизни, но почти не быть сложной. Или наоборот, простая жизнь гораздо реже, но зато большая её доля развивается в сложную.

Это очень "мягкий" "Лебедь". Наимягчайший. Даже мягче чем у Кулиша. Аккуратно придвинутый в стык с  уравнением Дрейка. Предполагающий что в каждой галактике у нас В СРЕДНЕМ по одной цивилизации (что и объясняет "где они?" "их-тута-нет!"). Ну ладно, одна на десять галактик. Но не одна на миллиард уже...
Так?

Да, так. У Кулиша, кстати, то же самое.

Вероятность может быть гораздо меньше. Но это не меняет вывода о равномерном распределении редких ключевых этапов на планете, на которой жизнь всё-таки зародилась и через них все прошла, пусть даже вероятность этого чудовищно мала.

Однако я последнее время внимательно присматриваюсь к недавно открытым ультрадиффузным галактикам (UDG). У них есть несколько весьма любопытных и пока не до конца объяснимых свойств. Возможно, как это всегда пока бывало, при более тщательном изучении подозрения отпадут, но не могут ли они быть теми самыми, в которых цивилизация таки появилась? Особенно это становится интересно в свете недавно осознанной возможности загасить звезду с помощью сферы Дайсона. Во-первых, эти галактики намного тусклее обычных, имея при этом не малые размеры и массы. Обычно это объясняется малостью количества звёзд, или редкостью водорода. Но эти оценки получаются по фотометрии и по спектроскопии, а не прямым подсчётом звёзд, которые не разглядеть. Во-вторых, их цвет сдвинут обычно в красную сторону по сравнению с нормальными галактиками из того же региона. В-третьих, были работы, где приходилось теоретически вводить наличие пыли, хотя самой пыли на ожидаемых частотах видно не было. Нужно это было для объяснения спектра в ИК. А может, это и не пыль вовсе? В одной из таких работ у одной из таких галактик был большой поток на 11 мкм, который даже пылью не удалось объяснить. 11 мкм это пик излучения при нуле по Цельсию. При этом шаровые скопления у таких галактик вполне нормальные. В третьих, они встречаются как в скоплениях, так и вне их. Одну нашли даже в воиде. Их распределение такое же, как у обычных галактик. Поэтому терпят неудачу многие гипотезы их происхождения, требующие специальных условий. Этих галактик оказалось очень много: почти столько, сколько обычных. Например, в скоплении Волос Вероники таких галактик 800, тогда как обычных: 1000 (впрочем, я не ручаюсь за эти числа). Ну и пожалуй самое интересное, в одной из работ было показано, что за последние 8 млрд лет (смотрели на z = 1,2) их плотность (приведённая к расширению пространства) увеличилась втрое. Обычных больших галактик тоже стало больше, но не такими темпами.

Если это ОНО, то мы почти на медиане, а оценка в 10^-8 как раз то, что надо.

Сейчас он может быть дополнен недавней работой Т.Тотани с детальными расчетами по "предыстории" - собственно вероятностей абиогенеза с РНК.

Надо будет как-нибудь обсудить.

[gans2]

для наблюдаемого молчания

Нету такого. Вам просто лень посмотреть.
Это молчание, как сейчас на средних волнах, ЕВПОЧЯ.
Представьте, что сто лет назад люди узнали, что семь миллиардов людей слушают сто тысяч

По данным на август 2021 года, в интернете насчитывается 1,88 млрд сайтов

радиостанций.
" Навоз до второго этажа"

[MenFrame]

Нету такого.

Ну НЭТ и суда НЭТ

[EmperioAf]

а во-вторых, почему, если жизнь так трудно возникает, у нас на планете она возникла так рано.

Может быть потому что вскоре после образования планеты вероятность возникновения жизни  на порядки выше, чем когда всё устаканится, потому что возможно, что для создания жизни нужен некоторый уровень неравновесности энергетических процессов.
Ну это как с образованием элементов тяжелее железа внутри звёзд. Пока звезда гидростатична, то элементы тяжелее железа не образуются. А вот когда равновесие теряется, то начинается самое интересное взрывной нуклеосинтез

[olenellus]

Да, это одно из возможных объяснений: условия, необходимые для зарождения жзни, на планете существуют только в самом начале её эволюции. В пользу этого может свидетельствовать, во-первых, общепринятая необходимость восстановительной атмосферы, а во-вторых отсутствие необходимых условий в данный момент не только на Земле (что исключается уже даже оксигенезацией атмосферы), но и на Венере и на Марсе. Правда, на Титане условия более схожие с тем, что предполагается на ранней Земле. И разной органики на нём много генерируется. Но там другие проблемы.

[pkl]

Да, это одно из возможных объяснений: условия, необходимые для зарождения жзни, на планете существуют только в самом начале её эволюции. В пользу этого может свидетельствовать, во-первых, общепринятая необходимость восстановительной атмосферы, а во-вторых отсутствие необходимых условий в данный момент не только на Земле (что исключается уже даже оксигенезацией атмосферы), но и на Венере и на Марсе. Правда, на Титане условия более схожие с тем, что предполагается на ранней Земле. И разной органики на нём много генерируется. Но там другие проблемы.

А это не могут быть мощные потоки энергии? На молодых Земле, Венере и Марсе должен был быть просто чудовищный вулканизм - планеты ведь едва остыли! Примерно как на Ио, а может даже и более того. Радиация должна была быть интенсивной, т.к. не все изотопы ещё распались. Наконец, метеоритная бомбардировка просто несравнима с нынешней, включая Позднюю тяжёлую. А синергетика нас учит, что для усложнения системы нужны потоки энергии. Ничего подобного, конечно, на современных планетах земной группы нет и быть не может.

[MenFrame]

Тут на самом деле есть еще один момент. Мы оцениваем вероятность событий которые произошли, но не учитываем что наверняка возможны события которые с большой вероятностью случаются но при этом гарантируют скудную эволюцию в дальнейшем.