Le paradoxe de Fermi après une vague de découvertes d'exoplanètes

Dans la galaxie RX J1131-1231, une équipe d'astrophysiciens de l'Université de l'Oklahoma a découvert le premier groupe connu de planètes en dehors de la Voie lactée. Les objets "suivis" par la technique des microlentilles gravitationnelles ont des masses différentes - de la lune à celle de Jupiter. Cette découverte rend-elle le paradoxe de Fermi plus paradoxal ?

Il y a à peu près le même nombre d'étoiles dans notre galaxie (100-400 milliards), à peu près le même nombre de galaxies dans l'univers visible - il y a donc une galaxie entière pour chaque étoile dans notre vaste Voie lactée. En général, pendant 10 ans²² à 10²⁴ étoiles. Les scientifiques n'ont pas de consensus sur le nombre d'étoiles similaires à notre Soleil (c'est-à-dire similaires en taille, température, luminosité) - les estimations vont de 5% à 20%. En prenant la première valeur et en choisissant le plus petit nombre d'étoiles (10²²), nous obtenons 500 billions ou un milliard de milliards d'étoiles comme le Soleil.

Selon les études et estimations du PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), au moins 1% des étoiles de l'univers tournent autour d'une planète capable de supporter la vie - on parle donc du nombre de 100 milliards de milliards de planètes aux propriétés similaires vers la terre. Si nous supposons qu'après des milliards d'années d'existence, seulement 1% des planètes de la Terre développeront la vie, et 1% d'entre elles auront une vie évolutive sous une forme intelligente, cela signifierait qu'il y a une planète de billard avec des civilisations intelligentes dans l'univers visible.

Si nous ne parlons que de notre galaxie et répétons les calculs, en supposant le nombre exact d'étoiles dans la Voie lactée (100 milliards), nous concluons qu'il y a probablement au moins un milliard de planètes semblables à la Terre dans notre galaxie. et 100 XNUMX. civilisations intelligentes !

Certains astrophysiciens estiment à 1 chance sur 10 que l'humanité devienne la première espèce technologiquement avancée.²²c'est-à-dire qu'il reste insignifiant. D'autre part, l'univers existe depuis environ 13,8 milliards d'années. Même si les civilisations n'ont pas émergé au cours des premiers milliards d'années, il s'est encore écoulé beaucoup de temps avant qu'elles ne le fassent. Soit dit en passant, si après l'élimination finale dans la Voie lactée, il n'y avait «que» mille civilisations et qu'elles auraient existé pendant à peu près le même temps que la nôtre (jusqu'à présent environ 10 XNUMX ans), alors elles ont probablement déjà disparu, en train de s'éteindre ou d'en rassembler d'autres inaccessibles à notre niveau de développement, dont il sera question plus loin.

Notez que même les civilisations existantes « simultanément » communiquent difficilement. Ne serait-ce que pour la raison que s'il n'y avait que 10 20 années-lumière, il leur faudrait XNUMX XNUMX années-lumière pour poser une question et y répondre. années. En regardant l'histoire de la Terre, on ne peut exclure que dans une telle période de temps une civilisation puisse surgir et disparaître de la surface ...

Équation uniquement à partir d'inconnues

En essayant d'évaluer si une civilisation extraterrestre pouvait réellement exister, Franck Drake dans les années 60, il a proposé la fameuse équation - une formule dont la tâche est de déterminer "mémanologiquement" l'existence de races intelligentes dans notre galaxie. Nous utilisons ici un terme inventé il y a de nombreuses années par Jan Tadeusz Stanisławski, satiriste et auteur de "conférences" radiophoniques et télévisées sur la "manologie appliquée", car ce mot semble approprié pour ces considérations.

selon L'équation de Drake – N, le nombre de civilisations extraterrestres avec lesquelles l'humanité peut communiquer, est le produit de :

R_* est le taux de formation d'étoiles dans notre Galaxie ;

f_p est le pourcentage d'étoiles avec des planètes ;

n_e est le nombre moyen de planètes dans la zone habitable d'une étoile, c'est-à-dire celles sur lesquelles la vie peut surgir ;

f_l est le pourcentage de planètes dans la zone habitable sur lesquelles la vie apparaîtra ;

f_i est le pourcentage de planètes habitées sur lesquelles la vie développera une intelligence (c'est-à-dire créera une civilisation);

f_c - le pourcentage de civilisations qui veulent communiquer avec l'humanité ;

L est la durée de vie moyenne de ces civilisations.

Comme vous pouvez le voir, l'équation se compose de presque toutes les inconnues. Après tout, nous ne connaissons ni la durée moyenne d'existence d'une civilisation, ni le pourcentage de ceux qui veulent nous contacter. En substituant certains résultats à l'équation "plus ou moins", il s'avère qu'il peut y avoir des centaines, voire des milliers, de telles civilisations dans notre galaxie.

L'équation de Drake et son auteur

Terres rares et extraterrestres maléfiques

Même en substituant des valeurs conservatrices aux composants de l'équation de Drake, nous obtenons potentiellement des milliers de civilisations similaires à la nôtre ou plus intelligentes. Mais si oui, pourquoi ne nous contactent-ils pas ? Ce soi-disant Le paradoxe de Fermiego. Il a de nombreuses "solutions" et explications, mais avec l'état actuel de la technologie - et plus encore il y a un demi-siècle - elles ressemblent toutes à des suppositions et à des tirs aveugles.

Ce paradoxe, par exemple, est souvent expliqué hypothèse terre rareque notre planète est unique à tous points de vue. La pression, la température, la distance au Soleil, l'inclinaison axiale ou le champ magnétique de protection contre les rayonnements sont choisis pour que la vie puisse se développer et évoluer le plus longtemps possible.

Bien sûr, nous découvrons de plus en plus d'exoplanètes dans l'écosphère qui pourraient être des candidates pour des planètes habitables. Plus récemment, ils ont été trouvés près de l'étoile la plus proche de nous - Proxima Centauri. Peut-être, cependant, malgré les similitudes, les "deuxièmes Terres" trouvées autour des soleils extraterrestres ne sont pas "exactement les mêmes" que notre planète, et ce n'est que dans une telle adaptation qu'une fière civilisation technologique peut naître ? Peut-être. Cependant, nous savons, même en regardant la Terre, que la vie se développe dans des conditions très "inappropriées".

Bien sûr, il y a une différence entre gérer et construire Internet et envoyer Tesla sur Mars. Le problème de l'unicité pourrait être résolu si nous pouvions trouver quelque part dans l'espace une planète exactement comme la Terre, mais dépourvue de civilisation technologique.

Pour expliquer le paradoxe de Fermi, on parle parfois de ce qu'on appelle mauvais extraterrestres. Cela se comprend de différentes manières. Ainsi, ces extraterrestres hypothétiques peuvent être "en colère" que quelqu'un veuille les déranger, intervenir et déranger - alors ils s'isolent, ne répondent pas aux barbes et ne veulent rien avoir à faire avec qui que ce soit. Il existe également des fantasmes d'extraterrestres "naturellement mauvais" qui détruisent toutes les civilisations qu'ils rencontrent. Ceux qui sont eux-mêmes très avancés technologiquement ne veulent pas que d'autres civilisations sautent en avant et deviennent une menace pour eux.

Il convient également de rappeler que la vie dans l'espace est sujette à diverses catastrophes que nous connaissons de l'histoire de notre planète. On parle de glaciation, de réactions violentes de l'astre, de bombardement par des météores, des astéroïdes ou des comètes, de collisions avec d'autres planètes ou encore de radiations. Même si de tels événements ne stérilisent pas la planète entière, ils pourraient être la fin de la civilisation.

Aussi, certains n'excluent pas que nous soyons l'une des premières civilisations de l'univers - sinon la première - et que nous n'ayons pas encore suffisamment évolué pour pouvoir entrer en contact avec des civilisations moins avancées apparues plus tard. S'il en était ainsi, alors le problème de trouver des êtres intelligents dans l'espace extraterrestre serait toujours insoluble. De plus, une hypothétique « jeune » civilisation ne pourrait pas être plus jeune que nous de quelques décennies seulement pour pouvoir la contacter à distance.

La fenêtre n'est pas non plus trop grande devant. La technologie et les connaissances d'une civilisation millénaire auraient pu être aussi incompréhensibles pour nous qu'elles le sont aujourd'hui pour un homme des croisades. Des civilisations beaucoup plus avancées seraient comme notre monde pour les fourmis dans une fourmilière au bord de la route.

Le soi-disant spéculatif Échelle de Kardashevodont la tâche est de qualifier les niveaux hypothétiques de civilisation en fonction de la quantité d'énergie qu'ils consomment. Selon elle, nous ne sommes même pas encore une civilisation. type je, c'est-à-dire celui qui a maîtrisé la capacité d'utiliser les ressources énergétiques de sa propre planète. Civilisation type II capable d'utiliser toute l'énergie entourant l'étoile, par exemple, en utilisant une structure appelée "sphère de Dyson". Civilisation type XNUMX Selon ces hypothèses, il capte toute l'énergie de la galaxie. Rappelez-vous, cependant, que ce concept a été créé dans le cadre d'une civilisation de niveau I inachevée, qui jusqu'à récemment était décrite à tort comme une civilisation de type II pour construire une sphère Dyson autour de son étoile (anomalies de la lumière des étoiles). KIK 8462852).

S'il y avait une civilisation de type II, et plus encore III, nous la verrions certainement et prendrions contact avec nous - certains d'entre nous le pensent, arguant en outre que puisque nous ne voyons pas ou ne connaissons pas des extraterrestres aussi avancés, ils n'existent tout simplement pas. . Une autre école d'explication du paradoxe de Fermi, cependant, dit que les civilisations à ces niveaux sont invisibles et méconnaissables pour nous - sans compter qu'elles, selon l'hypothèse du zoo spatial, ne prêtent pas attention à ces créatures sous-développées.

Après essai ou avant ?

Outre le raisonnement sur les civilisations très développées, le paradoxe de Fermi est parfois expliqué par les concepts filtres évolutifs dans le développement de la civilisation. Selon eux, il y a une étape dans le processus d'évolution qui semble impossible ou très improbable pour la vie. On l'appelle Excellent filtre, qui est la plus grande percée dans l'histoire de la vie sur la planète.

En ce qui concerne notre expérience humaine, nous ne savons pas exactement si nous sommes derrière, devant ou au milieu d'une grande filtration. Si nous avons réussi à surmonter ce filtre, cela aurait pu être une barrière insurmontable pour la plupart des formes de vie dans l'espace connu, et nous sommes uniques. La filtration peut intervenir dès le début, par exemple lors de la transformation d'une cellule procaryote en une cellule eucaryote complexe. S'il en était ainsi, la vie dans l'espace pourrait même être tout à fait ordinaire, mais sous la forme de cellules sans noyau. Peut-être sommes-nous simplement les premiers à passer par le Grand Filtre ? Cela nous ramène au problème déjà évoqué, à savoir la difficulté de communiquer à distance.

Il y a aussi une option qu'une percée dans le développement est encore devant nous. Il n'était alors pas question de succès.

Ce sont toutes des considérations hautement spéculatives. Certains scientifiques proposent des explications plus banales pour le manque de signaux extraterrestres. Alan Stern, scientifique en chef chez New Horizons, affirme que le paradoxe peut être résolu simplement. épaisse croûte de glacequi entoure les océans sur d'autres corps célestes. Le chercheur tire cette conclusion sur la base de découvertes récentes dans le système solaire : des océans d'eau liquide se trouvent sous les croûtes de nombreuses lunes. Dans certains cas (Europe, Encelade), l'eau entre en contact avec un sol rocheux et une activité hydrothermale y est enregistrée. Cela devrait contribuer à l'émergence de la vie.

Une épaisse croûte de glace peut protéger la vie des phénomènes hostiles dans l'espace. Nous parlons ici, entre autres, de fortes éruptions stellaires, d'impacts d'astéroïdes ou de radiations à proximité d'une géante gazeuse. D'autre part, cela peut représenter un obstacle au développement difficile à surmonter, même pour une vie intelligente hypothétique. De telles civilisations aquatiques peuvent ne connaître aucun espace au-delà de l'épaisse croûte de glace. Il est même difficile de rêver d'aller au-delà de ses limites et du milieu aquatique - ce serait beaucoup plus difficile que pour nous, pour qui l'espace extra-atmosphérique, à l'exception de l'atmosphère terrestre, n'est pas non plus un endroit très convivial.

Cherchons-nous une vie ou un endroit convenable pour vivre?

Dans tous les cas, nous, les terriens, devons aussi réfléchir à ce que nous recherchons vraiment : la vie elle-même ou un lieu propice à la vie comme le nôtre. En supposant que nous ne voulions pas mener des guerres spatiales avec qui que ce soit, ce sont deux choses différentes. Les planètes qui sont viables mais qui n'ont pas de civilisations avancées peuvent devenir des zones de colonisation potentielle. Et on trouve de plus en plus d'endroits aussi prometteurs. Nous pouvons déjà utiliser des outils d'observation pour déterminer si une planète est dans ce qu'on appelle une orbite. zone de vie autour d'une étoiles'il est rocheux et à une température adaptée à l'eau liquide. Bientôt, nous pourrons détecter s'il y a vraiment de l'eau là-bas et déterminer la composition de l'atmosphère.

La zone de vie autour des étoiles en fonction de leur taille et des exemples d'exoplanètes semblables à la Terre (coordonnée horizontale - distance de l'étoile (JA) ; coordonnée verticale - masse de l'étoile (par rapport au soleil)).

L'année dernière, en utilisant l'instrument ESO HARPS et un certain nombre de télescopes à travers le monde, les scientifiques ont découvert que l'exoplanète LHS 1140b était la candidate la plus connue à la vie. Elle orbite autour de la naine rouge LHS 1140, à 18 années-lumière de la Terre. Les astronomes estiment que la planète a au moins cinq milliards d'années. Ils ont conclu qu'il avait un diamètre de près de 1,4 1140. km - soit XNUMX fois la taille de la Terre. Des études sur la masse et la densité de LHS XNUMX b ont conclu qu'il s'agit probablement d'une roche avec un noyau de fer dense. Sonne familier?

Un peu plus tôt, un système de sept planètes semblables à la Terre autour d'une étoile est devenu célèbre. TRAPPISTE-1. Ils sont étiquetés "b" à "h" par ordre de distance de l'étoile hôte. Les analyses menées par des scientifiques et publiées dans le numéro de janvier de Nature Astronomy suggèrent qu'en raison de températures de surface modérées, d'un réchauffement modéré des marées et d'un flux de rayonnement suffisamment faible qui n'entraîne pas d'effet de serre, les meilleurs candidats pour les planètes habitables sont " e ” objets et “e”. Il est possible que le premier couvre tout l'océan d'eau.

Planètes du système TRAPPIST-1

Ainsi, découvrir les conditions propices à la vie semble déjà à notre portée. La détection à distance de la vie elle-même, qui est encore relativement simple et n'émet pas d'ondes électromagnétiques, est une toute autre histoire. Cependant, des scientifiques de l'Université de Washington ont mis au point une nouvelle méthode pour compléter la recherche de grands nombres proposée depuis longtemps. oxygène dans l'atmosphère de la planète. La bonne chose à propos de l'idée de l'oxygène est qu'il est difficile de produire de grandes quantités d'oxygène sans vie, mais on ne sait pas si toute vie produit de l'oxygène.

"La biochimie de la production d'oxygène est complexe et peut être rare", explique Joshua Crissansen-Totton de l'Université de Washington dans la revue Science Advances. En analysant l'histoire de la vie sur Terre, il a été possible d'identifier un mélange de gaz dont la présence indique l'existence de la vie au même titre que l'oxygène. En parlant de mélange de méthane et de dioxyde de carbone, sans monoxyde de carbone. Pourquoi pas de dernier ? Le fait est que les atomes de carbone des deux molécules représentent différents degrés d'oxydation. Il est très difficile d'obtenir des niveaux appropriés d'oxydation par des processus non biologiques sans la formation concomitante de monoxyde de carbone induit par la réaction. Si, par exemple, une source de méthane et de CO₂ s'il y a des volcans dans l'atmosphère, ils seront inévitablement accompagnés de monoxyde de carbone. De plus, ce gaz est rapidement et facilement absorbé par les micro-organismes. Puisqu'elle est présente dans l'atmosphère, l'existence de la vie devrait plutôt être exclue.

Pour 2019, la NASA prévoit de lancer Télescope spatial James Webbqui pourra étudier plus précisément les atmosphères de ces planètes pour la présence de gaz plus lourds tels que le dioxyde de carbone, le méthane, l'eau et l'oxygène.

La première exoplanète a été découverte dans les années 90. Depuis, nous avons déjà confirmé près de 4. exoplanètes dans environ 2800 systèmes, dont une vingtaine qui semblent potentiellement habitables. En développant de meilleurs instruments pour observer ces mondes, nous pourrons faire des suppositions plus éclairées sur les conditions qui y règnent. Et ce qu'il en sortira reste à voir.