Статистическая ошибка выжившего встречается с психологической потребностью в завершённости в нашем поиске космических гостей.
Когда в 2017 году был обнаружен 1I/ʻOumuamua, решающим признаком оказалась его орбитальная энергия.
Его эксцентриситет превышал 1. Орбита была гиперболической. Объект не был гравитационно связан с Солнцем.
Именно эта динамическая характеристика — больше, чем форма или необычное ускорение — подтвердила его межзвёздное происхождение. То же самое относится к 2I/Borisov и 3I/ATLAS. Без гиперболической орбиты они считались бы обычными малыми телами из пояса Койпера или облака Оорта. В строгом смысле гиперболичность — это «свидетельство о рождении» межзвёздного объекта (ISO).
Будем рады если вы подпишитесь на наш телеграм канал
Однако орбитальная энергия сама по себе не определяет, увидим ли мы объект.
Расстояние перигелия — насколько близко объект проходит к Солнцу — влияет на нагрев, активность и, следовательно, яркость. А яркость определяет, зафиксируют ли его обзорные телескопы. Но обзоры не всеведущи: они работают в рамках определённых порогов чувствительности, частоты наблюдений и ограниченного покрытия неба.
Например, у Борисова перигелий находился примерно на расстоянии 2 а.е. — в районе пояса астероидов. Он был однозначно гиперболическим, но не нырял глубоко во внутреннюю часть Солнечной системы. Его удалось обнаружить потому, что активность и геометрия сложились благоприятно. Но такое совпадение не гарантировано для каждого межзвёздного странника.
Межзвёздный объект может иметь сильно гиперболическую орбиту и всё же не подходить к Солнцу ближе чем на 3–4 а.е. Он может двигаться быстро, слабо нагреваться, почти не проявлять газовыделения и никогда не становиться достаточно ярким для обнаружения. Его орбита может быть динамически «чистой», несвязанной с Солнцем — но фотометрически невидимой.
Такие объекты просто не попадают в наши каталоги.
С точки зрения статистики это классический пример ошибки выжившего. До открытия «доживают» лишь те объекты, которые пересекают наши пороги обнаружения. Мы в основном фиксируем межзвёздные объекты тогда, когда они подходят относительно близко к Солнцу, достаточно ярко светятся и проходят через наблюдаемые участки неба в нужное время.
А что насчёт тех, которые этого не делают?
Если десятки, сотни или даже тысячи тусклых межзвёздных тел проходят через Солнечную систему на больших расстояниях перигелия, оставаясь слабыми и быстрыми, они не влияют на нашу текущую статистику. Тогда наша выборка будет смещена в сторону самых ярких, богатых летучими веществами или геометрически «удачных» объектов.
В таком случае вопрос о том, являются ли ʻOumuamua, Борисов и ATLAS «типичными» представителями межзвёздной популяции, становится рискованным. Мы не можем судить о репрезентативности, не зная размера невидимого знаменателя.
Представьте ночное погружение в открытой воде. Поиск межзвёздного объекта может напоминать попытку заметить редкий вид рыбы в узком луче фонаря. Рыба, попавшая в свет, становится «наблюдением». Всё за пределами освещённого круга — огромный живой риф — статистически отсутствует.
Темнота не означает пустоту. Она лишь обозначает границу того, что позволяют увидеть наши приборы.
Астрономия работает похожим образом. Наши телескопы — это лучи света в космическом океане.
Есть и второй уровень проблемы.
Человеческое мышление эволюционировало так, чтобы уменьшать неопределённость. Незавершённые схемы требуют завершения; неоднозначные аномалии притягивают внимание. Когнитивная наука описывает такие механизмы, как эффект Зейгарник и потребность в когнитивной завершённости — оба отражают стремление довести незавершённый сюжет до логического конца.
В дискуссии о межзвёздных объектах этот психологический фактор незаметно переплетается со статистическими ограничениями.
Если обнаруженные объекты похожи на кометы, мы можем сделать вывод, что большинство межзвёздных тел — кометоподобные. Если один из них ведёт себя аномально, мы либо подчёркиваем его уникальность, либо пытаемся вписать его в расширенную «естественную» категорию. Оба варианта уменьшают неопределённость — но разными способами.
Однако если невидимое большинство — те тусклые объекты, проходящие дальше 3–4 а.е. — систематически отличаются от ярких, которые мы обнаруживаем, наши интерпретации могут быть привязаны к смещённой выборке. Отбор по яркости влияет не только на вероятность обнаружения, но и на выводы о составе, структуре и характере активности.
Гиперболичность говорит нам, что объект пришёл извне Солнечной системы.
Расстояние перигелия влияет на то, будет ли он светиться.
Яркость определяет, заметим ли мы его.
Интерпретация приходит позже.
Ошибка выжившего формирует то, что «выживает» до обнаружения. Психологическая предвзятость формирует то, что «выживает» в интерпретации.
Даже по мере того как новые поколения обзоров повышают чувствительность и частоту наблюдений, остаётся вероятность, что наш нынешний каталог отражает лишь светящуюся кромку гораздо более широкой и тихой популяции.
Если сотни или тысячи межзвёздных объектов проходят на больших расстояниях — незамеченными из-за слабой яркости и высокой скорости — насколько мы можем быть уверены, что те немногие, которые мы видим, принадлежат к той же статистической популяции?
Три обнаружения — это ещё не демография.
Это всего лишь порог.
Пока мы не измерим невидимый фон — молчаливое большинство за пределами наших фотонных возможностей — мы не узнаем, являются ли ʻOumuamua, Борисов и ATLAS типичными посланниками огромной популяции… или просто самыми яркими объектами, решившими представиться.