martes, 2 de agosto de 2011

Busqueda de vida inteligente: estadistica estandard vs. bayesiana...

1.- La Búsqueda de vida inteligente según los métodos convencionales se basa  en los cálculos de Drake. ..pero cada día mas y mas los astrónomos se desilusionan de la búsqueda por la via que se basa en el calculo estadístico según probabilidades (obtenido aplicando la estadista normal o estandard) ....:

Un proyecto científico destinado a la búsqueda de vida inteligente en el universo, como el Seti, es necesariamente muy complejo y costoso, porque exige la utilización de instrumentos muy avanzados, como, por ejemplo, los modernos radiotelescopios para indagar en las profundidades del cosmos.

Más allá de la poderosa motivación que impulsa al hombre a realizar este tipo de investigaciones, es necesario ante todo que el proyecto descanse sobre sólidads bases científicas y que ofrezca unas posibilidades razonables de éxito para justificar su financiación.

Estos requisitos estaban sin duda muy claros para el más famoso pionero en este campo: el radioastrónomo estadounidense Frank Drake, que en 1960 inició el primer proyecto SETI, orientando la antena de su instrumento hacia dos estrellas semjantes al Sol.
En efecto, Drake concibió una fórmula para calcular la cantidad de civilizaciones tenológicas que puede haber actualmente en nuestra galaxia y, de hecho, el número resultante es extraordinariamente elevado, tanto que la inversión en un proyecto como el SETI queda plenamente justificada. Aun así, la fórmula está basada en factores que no son científicamente determinables de manéra unívoca, sino que son fruto de especulaciones, y ésta es precisamente su limitación.

Así pues, la fórmula de Drake permite calcular el número de civilizaciones tecnológicas contemporáneas (N) presentes en la galaxia, como un producto de diferentes factores, cada uno de los cuales expresa la probabilidad de que se verifiquen ciertas condiciones consideradas fundamentales para el desarrollo de tales culturas. La fórmula es la siguiente:

N = Ns X Fs X Fp X Nt X Fv X Fvl X Fct X VMct

El primer término, Ns, es el número de estrellas existentes en nuestra galaxia, y es, probablemente, el que se puede establecer con mayor exactitud: se sitúa entre 100.000 y 300.000 millones, según los distintos cálculos.

Fs indica la proporción de estrellas simples de tipo solar y Fp, el porcentaje de estas estrellas que pueden tener un sistema planetario. Se considera que las características fundamentales para que una estrella posea un sistema planetario con planetas situados a la distancia oportuna (de manera que exista un ambiente apto para la vida, es decir, ni demasiado frío ni demasiado cálido, según nuestros conocimientos biológicos) son las de nuestro Sol: una estrella simple, enana amarilla de baja temperatura superficial, que gira lentamente y posee abundantes elementos pesados.

El término Nt, representa la fracción de estrellas con un planeta en la posición oportuna, es decir, a una distancia que garantice variaciones térmicas reducidas, y con condiciones fisicoquímicas semejantes a las de la Tierra (como la presencia de atmósfera de composición análoga y de agua); por lo tanto, planetas "habitables".

Fv indica el porcentaje de estrellas con un planeta "habitable" donde se ha desarrollado la vida; pero sólo en una fracción de estos planetas (Fvl) puede haber vida inteligente; finalmente, la evolución hacia una civilización tecnológica sólo puede haberse verificado en un porcentaje Fct de estos últimos.

En realidad, sabemos muy poco acerca de las probabilidades de que se desarrolle la vida en ambientes ajenos al nuestro, y todavía menos sobre la posibilidad de que no supere la fase de vida bacteriana o, por el contrario, evolucione hacia la vida inteligente, capaz de aprovechar los recursos del ambiente.

El último factor (VMct) hace referencia a la duración media de una civilización tecnológica, como fracción de la edad de la galaxia. Evidentemente, es preciso que las otras culturas sean contemporáneas a la nuestra para que existan posibilidades de contacto. También este factor es fruto de extrapolaciones basadas en nuestra historia.

Atribuyendo valores considerados realistas a los diversos factores de la fórmula de Drake, obtenemos un número enorme de civilizaciones tecnológicas contemporáneas a la nuestra: tal vez decenas de millones. Sin embargo, si consideramos que el volumen ocupado por ellas se reduce al plano galáctico, podemos calcular que la distancia media entre una y otra debe de ser del orden del centenar de años luz, una distancia insalvable con las tecnologías actuales, incluso para el simple intercambio de mensajes.

El factor distancia, que no está contemplado en la fórmula de Drake, es muy importante: aunque el número de civilizaciones con las que podríamos entablar contactos sea enorme, las distancias son tan impresionantes que el diálogo se vuelve imposible.

Esta dificultad se añade a la incertidumbre que pesa sobre muchos de los parámetros de la fórmula, que pueden elegirse de manera bastante arbitraria, para llegar finalmente a resultados muy diferentes.

Aun así, si consideramos que en el universo hay por lo menos 100.000 millones de galaxias, cada una de las cuales está compuesta por unos 100.000 millones de estrellas, resulta imposible no confiar en la posible existencia de otras civilizaciones. Un cálculo optimista permite pensar en varios billones de planetas con vida inteligente. En cuanto a las posibilidades de contacto... ésa es otra historia que probablemente nunca conoceremos.

 ¿Cuántas civilizaciones tecnológicas pueden existir? (según fórmula de Drake)
 FactorCálculo pesimista Cálculo optimista
Número de estrellas en la galaxia 100.000 millones 300.000 millones
Estrellas de rotación lenta 93.000 millones 279.000 millones
Estrellas de tipo solar 23.200 millones 69.700 millones
Estrellas simples 9.300 millones 27.900 millones
Estrellas de población I 930 millones 2.790 millones
Estrellas con planeta en posición oportuna 465 millones 1.390 millones
Estrellas con planeta semejante a la Tierra 46,5 millones 698 millones
Estrellas con planeta "habitable" 23,2 millones 349 millones
Estrellas con planeta y vida bacteriana 697.500 320,8 millones
Estrellas con planeta y vida evolucionada 13.950 193 millones
Distancia media entre las civilizaciones
tecnológicas de la galaxia
1.790 años luz 75 años luz

Esta tabla representa el cálculo del número de civilizaciones tecnológicas contemporáneas a la nuestra presentes en la galaxia según la fórmula de Drake. Algunos parámetros d ela fórmula clásica han sido disociados posteriormente para demostrar la enorme influencia de las diversis hipótesis adoptadas sobre el resultado obtenido

Naturalmente, hoy por hoy no tenemos forma de averiguar si estos cálculos y suposiciones están en lo cierto

2.- Asi las cosas ,ha surgido una propuesta: variar el uso de la formula de Drake -basado en la estadistica normal o estandard para utilizar la estadisica bayesiana .

 
La estadistica  tradicional sólo admite probabilidades basadas en experimentos repetibles y que tengan una confirmación empírica mientras que la estadistica bayesiana  permite probabilidades subjetivas. Pues bien,los astronomos  que buscan vida en otros sitios del Universo estan tentado a dejar la probabilidad estadistica  normal por la probababilidad estadística bayesiana..Por que: Desde los 70 todas las exploracione para buscar vida en la galaxia han sido contraproducentes…cambiando de metodo podría  tenerse mas suerte…lo que implica cambiar-igualmente de parámetros de búsqueda ,según se detalla en este articulo: 


The search for extraterrestrial intelligence could be a waste of time according to a recent statistical analysis of the likelihood of life arising spontaneously on habitable-zone exoplanets out there in the wider universe (and when have predictive statistics ever got it wrong?). Credit: SETI Institute.
History has proved time and again that mathematical modelling is no substitute for a telescope (or other data collection device). Nonetheless, some theoreticians have recently put forward a statistical analysis which suggests that life is probably very rare in the universe – despite the apparent prevalence of habitable-zone exoplanets, being found by the Kepler mission and other exoplanet search techniques.

You would be right to be skeptical, given the Bayesian analysis undertaken is based on our singular experience of abiogenesis – being the origin of life from non-life, here on Earth. Indeed, the seemingly rapid abiogenesis that occurred on Earth soon after its formation is suggested to be the clinching proof that abiogenesis on habitable-zone exoplanets must be rare. Hmm…
Bayes theorem provides a basis for estimating the likelihood that a prior assumption or hypothesis (e.g. that abiogenesis is common on habitable-zone exoplanets) is correct, using whatever evidence is available. Its usage is nicely demonstrated in solving the Monty Hall problem.
Go here for the detail, but in a nutshell:
There are three doors, one with a car behind it and the other two have goats. You announce which door you will pick – knowing that it carries a 1/3 probability of hiding the car. Then Monty Hall, who knows where the car is, opens another door to reveal a goat. So, now you know that door always had a zero probability of hiding the car. So, the likelihood of the remaining door hiding the car carries the remaining 2/3 probability of the system, since there was always an absolute 1/1 probability that the car was behind one of the three doors. So, it makes more sense for you to open that remaining door, instead of the first one you picked.
In this story, Monty Hall opening the door with a goat represents new data. It doesn’t allow you to definitively determine where the car is, but it does allow you to recalculate the likelihood of your prior hypothesis (that the car is behind the first door you picked) being correct.
Applying Bayesian analysis to the problem of abiogenesis on habitable-zone exoplanets is a bit of a stretch. Speigel and Turner argue that the evidence we have available to us – that life began quite soon after the Earth became habitable – contributes nothing to estimating the likelihood that life arises routinely on habitable-zone exoplanets.
We need to acknowledge the anthropic nature of the observation we are making. We are here after 3.5 billion years of evolution – which has given us the capacity to gather together the evidence that life began here 3.5 billion years ago, shortly after the Earth became habitable. But that is only because this is how things unfolded here on Earth. In the absence of more data, the apparent rapidity of abiogenesis here on Earth could just be a fluke.
This is a fair point, but a largely philosophical one. It informs the subsequent six pages of Spiegel and Turner’s Bayesian analysis, but it is not a conclusion of that analysis.
The authors seek to remind us that interviewing one person and finding that she or he likes baked beans does not allow us to conclude that most people like baked beans. Yes agree, but that’s just statistics – it’s not really Bayesian statistics.
If we are ever able to closely study an exoplanet that has been in a habitable state for 3.5 billion years and discover that either it has life, or that it does not – that will be equivalent to Monty Hall opening another door.
But for now, we might just be a fluke… or we might not be. We need more data.


Fuente de 1.- http://www.cielodeguadaira.org/index.php?option=com_content&task=view&id=186&Itemid=26
Fuente de 2:  Universe Today