Retour sur le paradoxe de Fermi

Le paradoxe de Fermi – du nom du physicien italo-américain Enrico Fermi – peut se résumer en une simple question que tous ceux qui regardent le ciel nocturne se sont probablement posée un jour : où sont les autres habitants de l’univers ?

Autrement dit, nous vivons dans un univers immense, alors pourquoi ne pouvons-nous pas voir la vie ailleurs que sur Terre ?

FRB extraterrestre

Avant de nous intéresser aux tentatives de réponse à cette question, découvrons ensemble la petite histoire à l’origine du paradoxe de Fermi.

Origine du paradoxe de Fermi

Fermi aurait posé cette question un jour lors d’un déjeuner avec des amis en 1950, après une discussion sur les observations d’OVNIS. Mais en tant que scientifique, Fermi a pris soin d’apporter un raisonnement mathématique à l’énonciation du problème.

Fermi était en effet un théoricien doué qui a permis des progrès significatifs dans la mécanique statistique. Il a été le premier à postuler l’existence du neutrino, et a également construit le premier réacteur nucléaire du monde. Il a en outre joué un rôle clé dans le projet Manhattan qui a développé la bombe atomique. Fermi, qui a remporté un prix Nobel en 1938, était célèbre pour sa capacité à apporter des réponses assez pertinentes à des questions difficiles en utilisant très peu de données et de calculs. C’est la technique qu’il a utilisée pour la question de la vie extraterrestre.

En résumé, l’argumentation de Fermi est la suivante :

  1. La Voie Lactée contient des centaines de milliards d’étoiles, et des milliards d’entre elles sont semblables au soleil.
  2. Il est très probable que certaines de ces étoiles aient des planètes semblables à la Terre.
  3. Si nous supposons – selon le principe de Copernic – que la Terre n’est pas particulièrement spéciale, alors la vie intelligente devrait également exister sur une partie de ces planètes ressemblant à la Terre.
  4. Certaines de ces formes de vie intelligentes pourraient développer une technologie avancée, et même des voyages interstellaires.
  5. Le voyage interstellaire prendrait beaucoup de temps, mais comme il y a beaucoup d’étoiles semblables au soleil qui ont des milliards d’années de plus, il y a eu suffisamment de temps pour qu’un tel voyage se produise.
  6. Compte tenu de tout cela, pourquoi n’avons-nous pas encore rencontré ou vu aucune trace d’extraterrestres ? Où sont-ils tous ?

Selon Herbert York, qui était présent au déjeuner, Fermi aurait soutenu cette argumentation avec quelques calculs grossiers, mais il n’a jamais poursuivi la question plus sérieusement. Cette tâche a été laissée à l’astrophysicien Michael Hart, qui a apporté des chiffres plus rigoureux dans un article publié en 1975.

Bien que le « paradoxe de Fermi » soit le nom communément accepté pour cette argumentation, certains soutiennent qu’il est plus juste de l’attribuer à Hart. Quoi qu’il en soit, le paradoxe de Fermi soulève une bien complexe question.

L’équation de Frank Drake

Les scientifiques ont exploré la question pendant des années. En 1961, le physicien Frank Drake a développé une équation mathématique pour l’aider à résoudre le problème. Elle est formulée comme suit : N = R*fpneflfifcL.

L’équation visait à trouver le nombre (N) de civilisations intelligentes dans les limites établies par les facteurs suivants – dans notre cas, la Voie Lactée.

  • R* est le taux de formation des étoiles qui pourrait potentiellement permettre le développement d’une vie intelligente sur les planètes voisines;
  • fp est la fraction desdites étoiles qui ont réellement des systèmes planétaires;
  • ne est le nombre de planètes dans un système solaire avec un environnement qui pourrait soutenir la vie;
  • fl est la fraction des planètes qui soutiennent la vie;
  • fi est la fraction des planètes qui soutiennent la vie et sur lesquelles il y a une vie intelligente;
  • fc est la fraction des civilisations intelligentes qui ont survécu assez longtemps pour développer une technologie de communication pouvant envoyer des signaux de leur existence dans l’espace;
  • et L est la durée pendant laquelle ces civilisations émettent ces signaux avant de cesser d’exister.

Les nombres communément cités pour ces variables simplifient l’équation à N = 10 × 0,5 × 2 × 1 × 0,1 × 0,1 × L, ce qui simplifie l’équation à N = L/10. En tant que civilisation, nous émettons dans l’espace depuis 1974, donc, selon cette équation, même si nous cessons d’exister en tant qu’espèce en 2074, il y aurait 10 civilisations intelligentes dans notre seule galaxie.

Échelle de Kardachev – les trois catégories de vie intelligente

Pour élucider davantage cette énigme, les scientifiques utilisent l’échelle de Kardashev, qui divise la vie intelligente en trois catégories.

  • Les civilisations de type I peuvent utiliser toute l’énergie disponible sur leur planète d’origine (nous approchons de cela, la plupart des scientifiques s’accordent à dire que nous sommes actuellement à 0,7 sur l’échelle de Kardashev, avec un Type I complet d’ici environ un siècle).
  • Les civilisations de type II peuvent contrôler et canaliser toute l’énergie de leur étoile hôte.
  • Les civilisations de type III ont accès à une puissance équivalente à celle de leur galaxie hôte.

La voie lactée a environ 10 milliards d’années et 100 000 années-lumière de diamètre. Si les extraterrestres avaient des vaisseaux spatiaux qui pourraient voyager à 1% de la vitesse de la lumière, la galaxie aurait déjà pu être colonisée 1000 fois. Mais alors, pourquoi n’avons-nous toujours pas entendu parler d’une autre vie dans la notre galaxie ?

Il y a de nombreuses tentatives d’explication au paradoxe de Fermi. En voici les principales :

Hypothèse 1 : le Grand Filtre

Certains scientifiques pensent que ce silence dans l’univers est le produit de quelque chose qu’ils ont baptisé le Grand Filtre, un mur évolutif imperméable à la vie. Pour ces scientifiques, il y a deux possibilités fondamentales concernant le Grand Filtre : soit il est derrière nous, soit il est devant nous. S’il est derrière nous, les scientifiques ont spéculé que cela pourrait avoir eu lieu à la création de la vie elle-même ou lors de l’évolution des procaryotes unicellulaires vers les eucaryotes multicellulaires.

Dans le premier cas, cela implique que nous sommes un cas rare et que la communication ne se fait pas parce que nous sommes l’un des très rares organismes survivants, voire le seul. Par contre, si le Grand Filtre est devant nous, nous ne recevons pas de communication parce que les civilisations avancées ont atteint le mur et ont cessé d’exister, ce qui implique que nous finirons nous aussi par atteindre ce mur.

Hypothèse 2 : nous sommes une civilisation inférieure

D’autres scientifiques ont trouvé une autre explication à ce silence radio littéral. Peut-être que la plus grande partie de l’univers est colonisée et communique, mais nous sommes coincés dans une zone désolée loin de l’action. Ou peut-être que les civilisations de type III ne se soucient pas de communiquer avec une vie inférieure comme la nôtre. S’ils ont toute la puissance d’une galaxie entière, peut-être qu’ils ne s’intéressent pas à nos téléphones portables.

Certains scientifiques pensent même que le manque de communication pourrait être dû à l’existence d’espèces prédatrices dont les civilisations intelligentes ont peur, et donc ils s’abstiennent de transmettre pour ne pas révéler leur position.

Le consensus général, cependant, est que s’il y a d’autres civilisations intelligentes qui transmettent des signaux, nous n’écoutons probablement pas de la bonne façon : nous n’avons pas la technologie ou la compréhension de l’univers appropriée pour recevoir ou décoder des messages pour l’instant.

Hypothèse 3 : l’autodestruction des civilisations avancées

Selon l’équation de Drake, si une civilisation pouvait vivre au moins un siècle après avoir développé une technologie de transmission, il pourrait y avoir 10 civilisations dans notre seule galaxie. Mais que se passerait-il s’ils ne pouvaient pas vivre 100 ans après avoir développé cette technologie ? Alors que nous commençons à développer notre propre technologie de transmission, nous développons également l’énergie nucléaire, faisons progresser le réchauffement climatique et épuisons nos sources de nourriture avec la surpopulation.

Cela serait-il la preuve que peut-être une civilisation intelligente ne peut pas vivre 100 ans après avoir développé une technologie de transmission qui traverse l’espace ? Si oui, nous pouvons revoir l’équation de Drake, et la réponse change radicalement. Si les civilisations peuvent typiquement survivre seulement 10 ans après avoir développé cette technologie, alors N = 1, signifiant que nous pourrions être la seule vie intelligente dans notre galaxie – ou même dans l’univers entier.

Les possibilités de réponses au paradoxe de Fermi sont infinies, et la spéculation continuera sans doute toujours… enfin jusqu’à ce que nous trouvions des extraterrestres.