Människor har undrat om vi är ensamma i universum sedan antiken.

Vi vet från de geologiska uppgifterna att livet började relativt snabbt, så snart vår planets miljö var stabil nog att stödja den. Vi vet också att den första flercelliga organismen, som så småningom producerade dagens tekniska civilisation, tog mycket längre tid att utvecklas, cirka 4 miljarder år.

Men trots att man visste när livet först dök upp på jorden, forskare förstår fortfarande inte hur livet uppstod, vilket har viktiga konsekvenser för sannolikheten att hitta liv någon annanstans i universum.

I en ny tidning publicerad i Nationella vetenskapsakademin fortsätter i dag, David Kipping, en biträdande professor vid Columbias institution för astronomi, visar hur en analys som använder en statistisk teknik som kallas Bayesiansk slutledning kan kasta ljus över hur komplext utomjordiskt liv kan utvecklas i främmande världar.

"Livets snabba uppkomst och mänsklighetens sena utveckling, i samband med evolutionens tidslinje, är verkligen suggestiva, " sade Kipping. "Men i den här studien är det möjligt att faktiskt kvantifiera vad fakta säger oss."

För att göra sin analys, Kipping använde kronologin för de tidigaste bevisen för livet och mänsklighetens utveckling. Han frågade hur ofta vi skulle förvänta oss att liv och intelligens skulle återuppstå om jordens historia skulle upprepas, kör klockan om och om igen.

Han formulerade problemet i termer av fyra möjliga svar:Livet är vanligt och utvecklar ofta intelligens, livet är sällsynt men utvecklar ofta intelligens, livet är vanligt och utvecklar sällan intelligens och, till sist, livet är sällsynt och utvecklar sällan intelligens.

Denna metod för Bayesiansk statistisk slutledning – som används för att uppdatera sannolikheten för en hypotes när bevis eller information blir tillgänglig – anger tidigare uppfattningar om systemet som modelleras, som sedan kombineras med data för att bestämma sannolikheter för utfall.

"Tekniken liknar betting odds, " sade Kipping. "Det uppmuntrar upprepade tester av nya bevis mot din position, i huvudsak en positiv feedbackloop för att förfina dina uppskattningar av sannolikheten för en händelse."

Från dessa fyra hypoteser, Kipping använde Bayesianska matematiska formler för att väga modellerna mot varandra. "I Bayesiansk slutledning, tidigare sannolikhetsfördelningar måste alltid väljas, ", sa Kipping. "Men ett nyckelresultat här är att när man jämför scenarierna för sällsynt liv kontra vanligt liv, det vanliga scenariot är alltid minst nio gånger mer sannolikt än det sällsynta."

Analysen är baserad på bevis för att liv uppstod inom 300 miljoner år efter bildandet av jordens hav som finns i kol-13-utarmade zirkonavlagringar, en mycket snabb start i samband med jordens livstid. Kipping betonar att förhållandet är minst 9:1 eller högre, beroende på det verkliga värdet av hur ofta intelligens utvecklas.

Kippings slutsats är att om planeter med liknande förhållanden och evolutionära tidslinjer till jorden är vanliga, då antyder analysen att livet borde ha små problem att spontant dyka upp på andra planeter. Och vad är oddsen för att dessa utomjordiska liv kan vara komplexa, differentierad och intelligent? Här, Kippings förfrågan är mindre säker, hitta bara 3:2 odds till förmån för intelligent liv.

Detta resultat härrör från mänsklighetens relativt sena uppträdande i jordens beboeliga fönster, vilket tyder på att dess utveckling varken var en enkel eller säker process. "Om vi ​​spelade jordens historia igen, uppkomsten av intelligens är faktiskt något osannolik, " han sa.

Kipping påpekar att oddsen i studien inte är överväldigande, är ganska nära 50:50, och resultaten bör inte behandlas som mer än en försiktig knuff mot en hypotes.

"Analysen kan inte ge säkerheter eller garantier, bara statistiska sannolikheter baserade på vad som hände här på jorden, sade Kipping. Men ändå uppmuntrande, fallet för ett universum som vimlar av liv framstår som den gynnade satsningen. Sökandet efter intelligent liv i världar bortom jorden bör på intet sätt avskräckas."