Vào giữa tháng 4, các nhà nghiên cứu thông báo rằng họ đã xác định được dấu hiệu tiềm tàng của sự sống trên một ngoại hành tinh. Phát hiện này đã trở thành tiêu đề trên các báo quốc tế, vì các tác giả của công trình này tin rằng họ đã thu được dữ liệu đặc biệt đáng tin cậy và mang tính đại diện... nhưng một nghiên cứu độc lập mới đã phản đối mạnh mẽ kết luận này, vốn đã vấp phải sự hoài nghi.
Để cung cấp bối cảnh, công trình đang đề cập đến ngoại hành tinh K2-18b, nằm cách Trái đất chưa đầy 125 năm ánh sáng. Sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb, một nhóm từ Đại học Cambridge danh tiếng đã xác định được các loại khí mà họ tin là hoàn toàn tương ứng với các dấu hiệu sinh học – các dấu hiệu trực tiếp của hoạt động sinh học liên quan đến các sinh vật sống.
Cụ thể hơn, nhóm của nhà sinh vật học vũ trụ Nikku Madhusudhan đã xác định được dấu hiệu quang phổ của mêtan, carbon dioxide, nhưng cũng và đặc biệt là dimethyl sulfide (DMS) và dimethyl disulfide (DMDS) – hai hợp chất lưu huỳnh mà trên Trái đất, hầu như chỉ được tạo ra bởi các vi sinh vật biển.
Trong thông cáo báo chí của mình, các tác giả đã trình bày khám phá của họ là dấu hiệu sinh học “có triển vọng nhất cho đến nay” và cho rằng đây có thể là một bước ngoặt lớn trong lịch sử của ngành sinh vật học vũ trụ. Họ lập luận rằng các phép đo của họ chỉ trực tiếp đến sự tồn tại của cái gọi là thế giới "Hyceanic", tức là một hành tinh được bao phủ bởi nước và được bao quanh bởi bầu khí quyển giàu hydro có khả năng chứa các dạng sống.
Thật vậy, đây không phải là lần đầu tiên kính viễn vọng không gian tìm thấy dấu vết của các hợp chất hóa học có khả năng sinh học, tức là các hợp chất có khả năng được tạo ra bởi các sinh vật sống. Nhưng cho đến nay, chưa ai có thể đưa ra bằng chứng xác đáng về điều này. Rào cản chính là nguồn gốc của các loại khí đang được đề cập chưa bao giờ thực sự rõ ràng. Thông thường, nghiên cứu này dựa trên sự sống trên cạn như chúng ta biết và không có gì đảm bảo rằng có sự sống tương đương trên các hành tinh khác.
Hơn nữa, trong phần lớn các trường hợp, các hợp chất này cũng có thể được tạo ra bởi các hiện tượng địa chất mà không cần sự can thiệp nhỏ nhất của sinh vật sống. Ví dụ, mêtan, cũng như nhiều hợp chất gốc nitơ và lưu huỳnh khác, thường là nguồn gốc của các kết quả dương tính giả mà cuối cùng đã bị các nghiên cứu khác bác bỏ.
Như thường lệ, các nhà nghiên cứu khác đã tiến hành phân tích độc lập dữ liệu do nhóm Cambridge trình bày. Mục tiêu: kiểm tra xem liệu họ có đi đến cùng một kết luận khi sử dụng các phương pháp khác nhau hay không. Đây chính là điều mà Jake Taylor, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Oxford, quyết định thực hiện.
Đây là một cách tiếp cận hoàn toàn hợp lệ, nhưng phải thận trọng khi sử dụng. Khi một mô hình sử dụng nhiều tham số tự do, sẽ dễ dàng hơn nhiều để điều chỉnh chúng, cố ý hoặc vô ý, theo hướng hỗ trợ kết quả mong đợi. Nói cách khác, điều này có thể dẫn đến cái gọi là thiên kiến xác nhận - một thiên kiến nhận thức khiến chúng ta ủng hộ các giả thuyết củng cố một ý tưởng có sẵn.
Để tránh điều này, Taylor đã áp dụng một phương pháp tối giản hơn. Thay vì giả định rằng bầu khí quyển của ngoại hành tinh chứa những hợp chất này rồi sau đó xác minh lại, ông chỉ đơn giản cố gắng phát hiện xu hướng thống kê thô trong dữ liệu mà không làm lộn xộn quá trình phân tích của mình với nhiều tham số phụ thuộc lẫn nhau. Chỉ sau khi xác định được các "đỉnh" này, ông mới tìm cách xác minh xem liệu chúng có thực sự tương ứng với DMS và DMDS hay không. Đây là một sự khác biệt tinh tế về mặt phương pháp luận, nhưng lại rất quan trọng trong trường hợp này – một phần vì nó dẫn Taylor đến một kết luận rất khác.
Theo ông, dữ liệu không chứa bằng chứng nào cho thấy bầu khí quyển của K2-18b thực sự chứa DMS… hay thậm chí bất kỳ phân tử cụ thể nào. Ông tin rằng tính phức tạp cao của mô hình Cambridge đã làm vấn đề trở nên phức tạp hơn đáng kể và xu hướng thống kê thực tế ít rõ ràng hơn nhiều so với những gì nghiên cứu gợi ý. Ông cũng nêu ra một điểm quan trọng khác: nếu loại khí này có mặt và tập trung, như nghiên cứu của Cambridge gợi ý, thì các phân tử khác dễ phát hiện hơn như etan cũng sẽ xuất hiện—nhưng trường hợp này không phải vậy.
Nói cách khác: Taylor cho rằng nhóm của Madhusudhan có thể đã suy nghĩ viển vông.
"Điều quan trọng là chúng ta phải luôn hoài nghi sâu sắc về kết quả của chính mình, bởi vì chỉ bằng cách thử nghiệm nhiều lần, chúng ta mới có thể đạt đến điểm mà chúng ta chắc chắn," https://www.eurekalert.org/news-releases/1080558?utm_source=diendancongnghe.com Madhusudhan cho biết. "Đây chính là cách khoa học nên hoạt động."
Sẽ rất thú vị khi theo dõi công trình nghiên cứu tiếp theo này; Họ sẽ có thể cung cấp thông tin cho chúng ta về tiềm năng của K2-18b trong việc lưu trữ các dạng sống, đồng thời củng cố cơ sở phương pháp luận để tránh các kết quả dương tính giả trong các quan sát trong tương lai.
Để cung cấp bối cảnh, công trình đang đề cập đến ngoại hành tinh K2-18b, nằm cách Trái đất chưa đầy 125 năm ánh sáng. Sử dụng Kính viễn vọng không gian James Webb, một nhóm từ Đại học Cambridge danh tiếng đã xác định được các loại khí mà họ tin là hoàn toàn tương ứng với các dấu hiệu sinh học – các dấu hiệu trực tiếp của hoạt động sinh học liên quan đến các sinh vật sống.
Cụ thể hơn, nhóm của nhà sinh vật học vũ trụ Nikku Madhusudhan đã xác định được dấu hiệu quang phổ của mêtan, carbon dioxide, nhưng cũng và đặc biệt là dimethyl sulfide (DMS) và dimethyl disulfide (DMDS) – hai hợp chất lưu huỳnh mà trên Trái đất, hầu như chỉ được tạo ra bởi các vi sinh vật biển.
Trong thông cáo báo chí của mình, các tác giả đã trình bày khám phá của họ là dấu hiệu sinh học “có triển vọng nhất cho đến nay” và cho rằng đây có thể là một bước ngoặt lớn trong lịch sử của ngành sinh vật học vũ trụ. Họ lập luận rằng các phép đo của họ chỉ trực tiếp đến sự tồn tại của cái gọi là thế giới "Hyceanic", tức là một hành tinh được bao phủ bởi nước và được bao quanh bởi bầu khí quyển giàu hydro có khả năng chứa các dạng sống.
Sự hoài nghi có cơ sở
Tuy nhiên, nhiều nhà nghiên cứu đã thể hiện sự hoài nghi thận trọng đối với những tuyên bố này. Không có gì đáng ngạc nhiên trong bối cảnh này; Đây thậm chí là phản ứng phổ biến nhất đối với loại tuyên bố này.Thật vậy, đây không phải là lần đầu tiên kính viễn vọng không gian tìm thấy dấu vết của các hợp chất hóa học có khả năng sinh học, tức là các hợp chất có khả năng được tạo ra bởi các sinh vật sống. Nhưng cho đến nay, chưa ai có thể đưa ra bằng chứng xác đáng về điều này. Rào cản chính là nguồn gốc của các loại khí đang được đề cập chưa bao giờ thực sự rõ ràng. Thông thường, nghiên cứu này dựa trên sự sống trên cạn như chúng ta biết và không có gì đảm bảo rằng có sự sống tương đương trên các hành tinh khác.
Hơn nữa, trong phần lớn các trường hợp, các hợp chất này cũng có thể được tạo ra bởi các hiện tượng địa chất mà không cần sự can thiệp nhỏ nhất của sinh vật sống. Ví dụ, mêtan, cũng như nhiều hợp chất gốc nitơ và lưu huỳnh khác, thường là nguồn gốc của các kết quả dương tính giả mà cuối cùng đã bị các nghiên cứu khác bác bỏ.
Như thường lệ, các nhà nghiên cứu khác đã tiến hành phân tích độc lập dữ liệu do nhóm Cambridge trình bày. Mục tiêu: kiểm tra xem liệu họ có đi đến cùng một kết luận khi sử dụng các phương pháp khác nhau hay không. Đây chính là điều mà Jake Taylor, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Oxford, quyết định thực hiện.
Xác nhận thiên kiến?
Để đi đến kết luận của mình, nhóm Cambridge đã bắt đầu với một mô hình phức tạp trong đó họ đưa rõ các hợp chất lưu huỳnh như DMS và DMDS vào. Sau đó, các tác giả cho phép nhiều tham số được gọi là “tự do” thay đổi, nghĩa là giá trị của chúng không được xác định trước bởi lý thuyết hoặc phép đo. Thay vào đó, tất cả các giá trị này được điều chỉnh dần dần bằng các thuật toán để đảm bảo rằng mô hình phù hợp nhất có thể với giả thuyết đang được kiểm tra (trong trường hợp này là sự hiện diện của các hợp chất lưu huỳnh này). Từ đó, điều cần làm duy nhất là phân tích xem các mô hình này tương ứng như thế nào với dữ liệu quang phổ do JWST báo cáo. Các tác giả kết luận rằng mô hình của họ chứa các hợp chất lưu huỳnh này rất phù hợp với các quan sát.Đây là một cách tiếp cận hoàn toàn hợp lệ, nhưng phải thận trọng khi sử dụng. Khi một mô hình sử dụng nhiều tham số tự do, sẽ dễ dàng hơn nhiều để điều chỉnh chúng, cố ý hoặc vô ý, theo hướng hỗ trợ kết quả mong đợi. Nói cách khác, điều này có thể dẫn đến cái gọi là thiên kiến xác nhận - một thiên kiến nhận thức khiến chúng ta ủng hộ các giả thuyết củng cố một ý tưởng có sẵn.
Để tránh điều này, Taylor đã áp dụng một phương pháp tối giản hơn. Thay vì giả định rằng bầu khí quyển của ngoại hành tinh chứa những hợp chất này rồi sau đó xác minh lại, ông chỉ đơn giản cố gắng phát hiện xu hướng thống kê thô trong dữ liệu mà không làm lộn xộn quá trình phân tích của mình với nhiều tham số phụ thuộc lẫn nhau. Chỉ sau khi xác định được các "đỉnh" này, ông mới tìm cách xác minh xem liệu chúng có thực sự tương ứng với DMS và DMDS hay không. Đây là một sự khác biệt tinh tế về mặt phương pháp luận, nhưng lại rất quan trọng trong trường hợp này – một phần vì nó dẫn Taylor đến một kết luận rất khác.
Theo ông, dữ liệu không chứa bằng chứng nào cho thấy bầu khí quyển của K2-18b thực sự chứa DMS… hay thậm chí bất kỳ phân tử cụ thể nào. Ông tin rằng tính phức tạp cao của mô hình Cambridge đã làm vấn đề trở nên phức tạp hơn đáng kể và xu hướng thống kê thực tế ít rõ ràng hơn nhiều so với những gì nghiên cứu gợi ý. Ông cũng nêu ra một điểm quan trọng khác: nếu loại khí này có mặt và tập trung, như nghiên cứu của Cambridge gợi ý, thì các phân tử khác dễ phát hiện hơn như etan cũng sẽ xuất hiện—nhưng trường hợp này không phải vậy.
Nói cách khác: Taylor cho rằng nhóm của Madhusudhan có thể đã suy nghĩ viển vông.
Cuộc săn lùng sự sống ngoài hành tinh vẫn tiếp tục
Điều quan trọng cần lưu ý là không có nghiên cứu nào là bằng chứng xác đáng theo cách này hay cách khác. Tuy nhiên, điều chắc chắn là có thể sẽ cần phải triển khai các mô hình mới hoặc thậm chí khởi động một chiến dịch quan sát JWST mới để có được bức tranh rõ ràng hơn. Và các tác giả của nghiên cứu vẫn nhận thức sâu sắc về thực tế này."Điều quan trọng là chúng ta phải luôn hoài nghi sâu sắc về kết quả của chính mình, bởi vì chỉ bằng cách thử nghiệm nhiều lần, chúng ta mới có thể đạt đến điểm mà chúng ta chắc chắn," https://www.eurekalert.org/news-releases/1080558?utm_source=diendancongnghe.com Madhusudhan cho biết. "Đây chính là cách khoa học nên hoạt động."
Sẽ rất thú vị khi theo dõi công trình nghiên cứu tiếp theo này; Họ sẽ có thể cung cấp thông tin cho chúng ta về tiềm năng của K2-18b trong việc lưu trữ các dạng sống, đồng thời củng cố cơ sở phương pháp luận để tránh các kết quả dương tính giả trong các quan sát trong tương lai.