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Sommes-nous seuls dans le cosmos ? – partie 5 :Où est tout le monde ?

Exoplanètes :vérifiez

Planètes potentiellement habitables :vérifier

Disponibilité des éléments constitutifs de la vie :vérifier

Signaux de l'espace :négatifs

Le paradoxe de Fermi

Il y a environ 2 millions d'années, l'espèce « gay » est apparue sur Terre. Cela a donné naissance à l'homo sapiens, qui a mis environ 250 000 ans pour commencer à explorer le cosmos avec des télescopes, des engins spatiaux et une bonne partie des mathématiques. Au total, il a fallu environ 4,5 milliards d'années à notre planète pour produire des êtres capables de se faire connaître (d'une partie) du cosmos et, inversement, de recevoir des signaux provenant (d'une partie) du cosmos et (dans une certaine mesure de hauteur).

Il y a environ 500 milliards d'exoplanètes dans la Voie lactée. Nous nous attendons à trouver environ 10 milliards de spécimens semblables à la Terre entre les deux. Une grande partie de celle-ci a dû se former bien avant le système solaire. Après tout, notre Soleil est né alors que le cosmos avait déjà 9 milliards d'années. A l'exception des 1 à 1,5 premiers milliards d'années, le cosmos s'est aussi suffisamment enrichi via les supernovas des éléments dont on a besoin, en plus de l'hydrogène qui était là dès le départ, pour construire la vie (terrestre), notamment le carbone. oxygène, azote, soufre et phosphore.

Imaginez maintenant l'une de ces 10 milliards d'exoplanètes semblables à la Terre de la Voie lactée qui a suivi une trajectoire évolutive similaire à celle de la planète Terre. Nous entendons par là qu'il a également besoin d'une période de 4,5 milliards d'années pour produire le genre d'êtres qui comprennent l'art de voir et d'être vus dans l'univers. Comme le Soleil est assez jeune, on peut supposer qu'il aurait pu le démarrer plusieurs milliards plus tôt.

Mais si vous pouvez extrapoler la croissance de nos connaissances et de notre ingéniosité technique quelques milliards d'années dans le futur, alors cela devrait être un jeu d'enfant pour que cette exocivilisation vienne nous dire au revoir ? Et pourtant il reste d'un silence assourdissant...

Cette apparente contradiction est connue sous le nom de paradoxe de Fermi, du nom du physicien italien Enrico Fermi (1901-1954). La question "Où est tout le monde ?" ou le nom "Le Grand Silence" expriment bien ce paradoxe.

Sommes-nous seuls dans le cosmos ? – partie 5 :Où est tout le monde ?

Mais comment devrions-nous comprendre cela maintenant ?

La puissance du paradoxe de Fermi tient ou tombe avec l'hypothèse qu'il existe des exoplanètes qui ont subi une évolution comme la Terre. Si cela est probable, nous avons bien affaire à une apparente contradiction qui appelle une solution. Dans l'autre cas, il n'y a absolument rien à résoudre :le Grand Silence est, bien sûr, exactement ce à quoi nous nous attendons lorsque nous sommes seuls.

D'une part...

L'estimation selon laquelle la Voie lactée regorge d'exoplanètes ayant parcouru un chemin similaire à notre planète utilise les éléments suivants :

  • Les processus physiques et chimiques ont un caractère universel :le Soleil n'a rien de spécial, son origine et son évolution suivent des lois généralement applicables.
  • La formation des planètes est la règle plutôt que l'exception :théoriquement, elle apparaît comme un sous-produit de la formation des étoiles, empiriquement plusieurs milliers ont déjà été découvertes en peu de temps.
  • L'univers est si vaste et existe depuis si longtemps que presque toutes les configurations intéressantes des paramètres des exoplanètes (et des exomanes) doivent avoir été réalisées à un moment ou à un autre.
  • Les premières formes de vie sur Terre sont apparues peu après la création de notre planète.
  • Même dans les endroits les plus inhospitaliers de la Terre (température extrême, pression extrême, rayonnement à haute énergie, manque d'oxygène et d'eau, ...) des formes de vie semblent être présentes, le tardigrade étant peut-être le survivant le plus coriace. Actuellement, environ 9 millions d'espèces différentes vivent sur notre planète. De plus, il y a des indications que la vie est apparue plusieurs fois sur Terre.
Sommes-nous seuls dans le cosmos ? – partie 5 :Où est tout le monde ?

Sinon...

Ceux qui doutent de l'existence des exocivilisations, voire de l'exovie, sont plutôt amenés aux considérations suivantes :

  • L'un des éléments constitutifs de la vie, le phosphore, n'est pas si omniprésent dans l'univers.
  • Afin de permettre la vie, une exoplanète (voir aussi Partie 3 ):
    • Allongez-vous dans la zone Boucle d'or pour avoir de l'eau liquide.
    • Avoir un rayon et une masse permettant une structure rocheuse.
    • Créez une atmosphère.
    • Offrir un package de protection conséquent :contre les rayonnements à haute énergie, contre les impacts de météorites, contre une configuration planétaire instable, contre les phénomènes perturbateurs à proximité (supernovae, trous noirs, fortes sources de rayonnement, ...), tout cela grâce à , entre autres, un emplacement galactique favorable, un champ magnétique protecteur, une atmosphère appropriée, un système planétaire multiple.
  • Les naines rouges font partie des types d'étoiles les plus courants. Deux facteurs jouent contre la vie telle que nous la connaissons dans ce cas :
    • Ces étoiles à longue durée de vie sont beaucoup plus froides que le Soleil, ce qui rend la région de Goldilocks beaucoup plus proche de l'étoile. Cela rend les exoplanètes potentiellement habitables sensibles aux éruptions parfois violentes et à haute énergie des naines rouges.
    • Les exoplanètes autour des naines rouges devraient tourner en synchronisation avec l'étoile naine (comme la Lune par rapport à la Terre), faisant ainsi face à l'étoile dans la même direction. Cela provoque de grandes différences de température entre le côté faisant face à l'étoile et le côté opposé à celle-ci, ce qui ne profite pas immédiatement à la qualité de vie.

Le grand filtre

Nous pouvons analyser le paradoxe de Fermi un peu plus attentivement en invoquant l'équation de Drake, dont nous avons discuté dans la Partie 4 introduit. Tout paramètre du membre droit de cette équation peut en principe prendre une valeur nulle et ainsi couper le chemin menant aux exo-civilisations.

Entre-temps, nous avons rassemblé suffisamment de connaissances pour surmonter rapidement les trois premiers obstacles - des étoiles doivent se former autour desquelles existent des exoplanètes qui permettent la vie.

Les étapes restantes dans l'évolution possible de la planète inanimée à l'exo-civilisation sont alors :inanimé – vie unicellulaire – formes de vie complexes – intelligence comparable à l'homme – supercivilisation high-tech. Toute transition entre deux étapes successives est potentiellement infranchissable.

1. L'abiogenèse, la transition de la matière morte à la vie

On ne sait toujours pas comment la vie est née sur Terre. Bien qu'il n'y ait pas de définition concluante, la vie nécessite la présence de fonctions telles que le métabolisme, la reproduction, la croissance, l'évolution par l'adaptation à l'environnement et la réponse aux stimuli.

Il existe des preuves que la lumière ultraviolette est nécessaire pour transformer des molécules simples en molécules dont vous avez besoin pour la vie. Mais trop de lumière ultraviolette détruit la vie, bien qu'il y ait des indications que les premières formes de vie sur Terre, il y a environ 4 milliards d'années, ont résisté à de fortes doses de rayonnement ultraviolet.

Tout comme la zone Goldilocks, on peut alors définir une zone d'abiogenèse :la zone ni trop ni trop peu de rayonnement ultraviolet. La vie nécessite alors au moins un chevauchement entre la région de Goldilocks et la région d'abiogenèse, avec l'exigence supplémentaire que l'exoplanète soit en forme de roche.

Sur les 4 000 exoplanètes que nous avons découvertes jusqu'à présent, une seule serait rocheuse et située à la fois dans les régions de Goldilocks et d'abiogenèse. Il s'agit de Kepler-452b. Et même ce candidat est discutable. Généralement, un rayon de 1,7 fois le rayon de la Terre est la valeur seuil entre rocheux et gazeux. Le rayon de Kepler-452b est 1,63 fois celui de la Terre. De plus, après la confirmation de Kepler-452b comme exoplanète, des doutes ont surgi quant à la fiabilité de la détection.

Sommes-nous seuls dans le cosmos ? – partie 5 :Où est tout le monde ?

Des deux planètes dont nous savons avec certitude qu'elles se trouvent à la fois dans la zone Boucle d'or et dans la zone d'abiogenèse et qu'elles ont la forme d'une roche, Mars et la Terre, une seule contient de la vie (pour autant que l'on sache).

Si le passage de la non-vie à la vie est exceptionnel, nous sommes véritablement (presque) uniques dans un univers quasiment sans vie.

2. La transition d'organismes unicellulaires à des formes de vie complexes

Alors que les premières formes de vie sur Terre sont apparues assez rapidement, le passage de la vie unicellulaire aux formes de vie complexes a pris beaucoup de temps. Peut-être que cette étape est exceptionnelle et que l'univers regorge de bactéries, de champignons et d'algues.

3. Le passage des formes de vie complexes à l'intelligence (humaine)

Il y a environ 500 millions d'années, l'explosion cambrienne a donné naissance à une multitude de formes de vie complexes. Sur les millions de formes de vie sur Terre, une seule (jusqu'à présent) essaie de comprendre le cosmos et de rechercher des exos voisins. Peut-être que les créatures marines nagent joyeusement sur des planètes exoaquatiques, sans se soucier de leur place dans l'univers. En aparté, il convient de noter que tout le monde ne suppose pas facilement que notre civilisation est la seule que notre planète ait connue. Un type de recherche se concentre sur la possibilité que des civilisations technologiques aient existé sur Terre il y a des millions d'années, mais que leurs traces n'aient pas résisté à l'épreuve du temps. Mais en l'absence de preuves empiriques, nous ne pouvons rien faire de plus que de considérer cela comme une possibilité théorique.

4. La transition de l'intelligence humaine vers une supercivilisation high-tech

Peut-être que l'(auto)destruction est inhérente à un être qui se développe au-delà de l'intelligence humaine. Utilisation abusive de la technologie, invivabilité de la planète, nanotechnologie incontrôlée, manipulation génétique conduisant à un superbactérie, évolution vers des machines de traitement de l'information accompagnée d'un sentiment écrasant de futilité et d'inutilité, vous n'avez pas besoin d'extrapoler aussi loin pour trouver des formes possibles d'auto- destruction. Si cela est vrai, c'est une nouvelle peu encourageante pour l'homme :notre chemin évolutif serait alors dans la dernière ligne droite vers l'abîme.

Peut-être s'agit-il d'une course contre l'horloge cosmique :l'exo-civilisation ne peut éviter l'autodestruction que si elle peut dépasser Kardashev Type II (voir partie 4) à temps. Si vous réussissez, vous serez peut-être "sauvé" pour continuer à exister. Et pour découvrir ou au moins être visible des autres exo-civilisations.

Où est tout le monde ?

Avec ces stades de développement à l'esprit, nous pouvons répondre à la question de Fermi. Nous ne trouvons aucun signe de vie depuis l'espace, car

  1. La vie sur Terre est unique et il n'y a que de la matière morte ailleurs dans l'espace.
  2. La vie sur les exoplanètes n'est pas suffisamment développée pour communiquer, car aucune forme de vie sur Terre au cours des 4,5 milliards d'années passées n'a pu se faire connaître.
  3. Bien que la vie soit high-tech, nous ne l'avons pas (encore) découvert.

Cette troisième possibilité varie selon diverses explications possibles :

  1. L'exo-civilisation est incapable de se faire connaître. Elle n'est pas ou insuffisamment capable de voyager interstellaire.
  2. L'exo-civilisation peut se faire connaître de nous, mais choisit de ne pas le faire.
  3. L'exo-civilisation s'est déjà fait connaître de nous, mais nous ne sommes pas suffisamment développés pour la reconnaître.

Examinons de plus près chacune de ces possibilités :

1. L'exo-civilisation est collée à sa propre planète. Peut-être que ce sont des créatures aquatiques, peut-être que leur planète est si compacte qu'il est trop difficile d'échapper à sa propre gravité.

Ou peut-être qu'ils voyagent dans l'espace, mais ils ne peuvent pas (encore) combler la distance cosmique avec nous.

2. L'hypothèse du zoo stipule qu'une civilisation exosuper nous regarde comme nous regardons les autres espèces animales. Peut-être qu'ils ne nous trouvent pas assez intéressants. Peut-être veulent-ils que nous nous développions à notre rythme dans le cadre d'une politique de diversité galactique. Ils attendent que nous donnions un premier signe. Nous ne l'avons fait pour la première fois qu'il y a environ 100 ans, avec la transmission des ondes radio. Mais alors seuls les exos dans un rayon de 40 années-lumière – une somme dérisoire selon les normes cosmiques – auraient eu la chance de nous envoyer un message entre-temps.

Peut-être la forêt sombre Théorie :Chaque espèce sait que toutes les autres espèces veulent survivre, donc contre une autre civilisation, vous avez deux options :cacher ou anéantir l'autre civilisation. Les exos épris de paix choisissent le premier.

3. Sur la base de notre compréhension avancée de l'intelligence artificielle, des gens comme Elon Musk croient que nos vies sont une illusion :nous sommes le produit d'une sorte de jeu vidéo d'extraterrestres post-biologiques. Il est également possible que les exos mesurent régulièrement l'état des choses dans l'espace. La dernière fois qu'ils ont regardé notre planète, nous avions surtout des dinosaures qui sautillaient.

Le 20 octobre 2017, un télescope a repéré un objet en forme de cigare filant à travers le système solaire. Avi Loeb, chef du département d'astronomie de l'Université de Harvard, garde ouverte la possibilité qu'il s'agisse d'une sonde fabriquée par des extraterrestres (bien que la grande majorité des astronomes préfèrent une explication moins spectaculaire).

Ou peut-être que les extraterrestres sont tout simplement trop différents de nous pour les identifier comme des extraterrestres.

Sommes-nous seuls dans le cosmos ? – partie 5 :Où est tout le monde ?

Le temps apporte des conseils

Dans la sixième et dernière partie, nous regardons vers l'avenir :à quelles réponses la science espère-t-elle pouvoir répondre dans un avenir proche ?


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