Le paradoxe de Fermi est la recherche de réponse à la question : où se trouvent les extraterrestres ?​

Étant donné que notre système solaire est assez jeune par rapport au reste de l’univers – environ 4,5 milliards d’années, contre 13,8 milliards – et que le voyage interstellaire pourrait être assez facile à réaliser avec suffisamment de temps, la Terre aurait déjà dû être visitée par des extraterrestres, selon certains.

Ce paradoxe tire son nom du physicien Enrico Fermi, lauréat du prix Nobel, qui aurait évoqué l'idée ci-dessus lors d’une conversation informelle à l’heure du déjeuner en 1950. Ce paradoxe a aussi impliqué des astrobiologistes et d’autres scientifiques qui se sont grattés la tête dans les décennies qui ont suivi.

5039459604_8691689481_o_72dpi_recadree.jpg« Fermi a compris que toute civilisation avec une quantité modeste de technologie de fusée et une quantité immodeste d’incitation impériale pourrait rapidement coloniser toute la galaxie », ont écrit des représentants de l’Institut de recherche d’intelligence extraterrestre (SETI) à Mountain View, en Californie, dans un explicatif du paradoxe de Fermi. En quelques dizaines de millions d’années, chaque système stellaire pourrait être placé sous l’aile de l’empire. Des dizaines de millions d’années peuvent sembler un long projet, mais en fait, c’est assez court par rapport à l’âge de la galaxie, qui est environ mille fois plus.

Fermi est mort en 1954, de sorte que l’exploration et les tentatives d'explication de cette idée sont tombées entre les mains d’autres personnes, comme Michael Hart, qui a écrit un article intitulé « Une explication de l’absence d’extraterrestres sur Terre » dans le Journal trimestriel de la Royal Astronomical Society (RAS) en 1975. (Certains disent que c’est le premier article de ce type à explorer le paradoxe de Fermi, bien que cette affirmation soit un peu difficile à prouver.)

« Nous observons qu’aucun être intelligent de l’espace n’est actuellement sur Terre », a écrit Hart dans le résumé de l’article. « Il est suggéré que ce fait peut être mieux expliqué par l’hypothèse qu’il n’y a pas d’autres civilisations avancées dans notre galaxie. » Il a noté, cependant, que plus de recherches en biochimie, en formation planétaire et en atmosphères étaient nécessaires pour mieux affiner la réponse.

Hart a fait valoir que les extraterrestres intelligents auraient déjà pu visiter la Terre à un moment donné de l’histoire de notre planète, à moins qu’ils n’aient commencé leur voyage il y a moins de deux millions d’années. Il pensait que l’absence apparente de telles visites était probablement due au manque d’extraterrestres intelligents. Mais il a également esquissé quatre autres explications possibles :
  • Les extraterrestres ne sont jamais venus ici à cause d’une difficulté physique « qui rend les voyages dans l’espace impossibles », qui pourrait être liée à l’astronomie, à la biologie ou à l’ingénierie.
  • Les extraterrestres ont simplement choisi de ne jamais nous rendre visite.
  • Des civilisations avancées au-delà de la Terre sont apparues trop récemment pour que les extraterrestres nous atteignent.
  • Les extraterrestres ont visité la Terre dans le passé, mais nous ne les avons pas observés.
Frank Tipler, professeur de physique à l’Université Tulane, a poursuivi l’argument de Hart en 1980 avec un article intitulé « Les êtres intelligents extraterrestres n’existent pas », également publié dans le RAS Quarterly Journal. La majeure partie de son article portait sur la façon d’obtenir des ressources pour les voyages interstellaires, ce qui, selon lui, pourrait être réalisé en faisant passer une sorte d’intelligence artificielle auto-répliquante d’un système stellaire à l’autre, créant des copies d’elle-même au fur et à mesure de son voyage.

Étant donné que des preuves de machines aussi avancées n’ont jamais été trouvées sur Terre, Tipler a fait valoir que nous sommes probablement les seuls à produire des renseignements sur le marché galactique. Il a également écrit dans l’article de 1980 que ceux qui croient en l’intelligence extraterrestre sont similaires aux amateurs d’OVNIS (objets volants non identifiés), parce que les deux camps croient que « nous allons être sauvés de nous-mêmes par une intervention interstellaire miraculeuse ».

Aujourd’hui, le sujet de l’intelligence extraterrestre est populaire, avec plusieurs articles parus chaque année dans différents groupes de recherche. Et l’idée que des civilisations avancées puissent exister au-delà de la Terre a été soutenue par la révolution des exoplanètes en cours.

Planètes abondantes​

L’univers est incroyablement vaste et vieux. Les données recueillies par divers télescopes montrent que l’univers observable a une largeur d’environ 92 milliards d’années-lumière (et croît de plus en plus vite). Et des mesures séparées indiquent qu’il a environ 13,82 milliards d’années. Ainsi, les civilisations extraterrestres ont eu beaucoup de temps pour surgir et se propager – mais elles doivent aussi probablement traverser un vaste fossé cosmique pour nous atteindre.

Lorsque Fermi a fait sa célèbre remarque, les seules planètes que les scientifiques connaissaient se trouvaient dans notre propre système solaire. Mais en 1992, les astronomes ont repéré des mondes entourant un cadavre stellaire superdense connu sous le nom de pulsar. Et quelques années plus tard, la première exoplanète autour d’une étoile semblable a été confirmée.

Il y a maintenant plus de 4 500 exoplanètes confirmées, et d’autres sont trouvées chaque année. Le grand nombre de mondes extraterrestres suggère que la vie peut être abondante dans tout le cosmos.

Au fil du temps, avec des télescopes plus avancés, les scientifiques seront en mesure de sonder les compositions chimiques des atmosphères de certaines exoplanètes voisines. « À proximité » est un terme relatif, cependant; l’exoplanète connue la plus proche, Proxima b, se trouve à environ 4,2 années-lumière, soit environ 25 billions de miles (40 milliards de kilomètres).

LfmYBBzKMPXEDPd86LEpbb-1200-80.jpg.jpegL’objectif final est de comprendre à quelle fréquence les planètes rocheuses se forment dans la « zone habitable » de leurs étoiles mères, qui est traditionnellement définie comme la gamme de distances orbitales dans lesquelles l’eau peut exister à la surface d’un monde. Cependant, l’habitabilité ne concerne pas seulement l’eau. D’autres facteurs doivent également être pris en compte, tels que l’activité de l’étoile hôte et la composition atmosphérique de la planète. (Et il y a d’autres raisons pour lesquelles la zone habitable, telle que traditionnellement définie, est de plus en plus considérée comme trop simpliste. Par exemple, les lunes glacées de notre propre système solaire, telles que l’Europe de Jupiter et l’Encelade de Saturne, se trouvent bien au-delà de la zone habitable et peuvent encore abriter de la vie dans leurs mers souterraines).

Malgré de telles mises en garde, il semble y avoir beaucoup d'objets stellaires habitables. Les scientifiques de Kepler ont publié une « manne planétaire » de 715 mondes nouvellement découverts. Beaucoup de ces planètes ont été confirmées à l’aide d’une nouvelle technique appelée « vérification par multiplicité », qui fonctionne en partie sur la logique de la probabilité. (Les objets vus traversant la face d’une étoile ou la tirant gravitationnellement sont plus susceptibles d’être des planètes plutôt que des étoiles compagnes, car une étoile compagne à proximité déstabiliserait probablement l’ensemble du système au fil du temps).

Les étoiles semblables sont la population minoritaire de notre galaxie, cependant; environ les trois quarts des étoiles de la Voie lactée sont de petits brûleurs sombres connus sous le nom de naines rouges. Les astronomes ont trouvé plusieurs mondes rocheux tournant autour de la zone habitable des naines rouges - Proxima b, par exemple, et trois planètes dans le système TRAPPIST-1, qui se trouve à environ 39 années-lumière de la Terre et abrite sept mondes rocheux au total. Mais on ne sait pas à quel point ces planètes sont vraiment habitables, car les naines rouges sont incroyablement volatiles, surtout dans leur jeunesse. Les éruptions stellaires peuvent donc rapidement faire exploser les atmosphères naissantes des jeunes planètes naines rouges de la « zone habitable », ce qui rend extrêmement difficile pour la vie de s’y implanter. Plus d’études sont nécessaires pour mieux comprendre ces étoiles et la capacité de la vie à persister autour d’elles, disent les scientifiques.

Les chercheurs obtiennent plus d’outils pour faire un tel travail. Par exemple, le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA a été lancé avec succès en avril 2018 et a rapidement repris le relais de Kepler, qui a été retiré à la fin de la même année. Le très attendu télescope spatial James Webb de 10 milliards de dollars de l’agence, dont le lancement est prévu en décembre 2021, recherchera des gaz de biosignature potentiels dans l’air des exoplanètes voisines, parmi de nombreuses autres tâches. La mission PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) de l’Agence spatiale européenne devrait être lancée en 2026. Trois énormes observatoires terrestres assez puissants pour renifler l’air des exoplanètes – l’Extremely Large Telescope, le Giant Magellan Telescope et le Thirty-Meter Telescope – devraient également être mis en service plus tard cette décennie. Et un projet très ambitieux, connu sous le nom de Breakthrough Starshot, vise à étudier Proxima b et d’autres mondes proches de près avec des essaims de minuscules nanosondes à voile laser. Si le développement technologique se passe bien, le premier engin robotique interstellaire de ce type pourrait être lancé vers 2050.

De telles missions et de tels instruments aideront les scientifiques à approfondir leur compréhension de l’astrobiologie, qui reste relativement primitive. Par exemple, nous ne savons même pas s’il y a des mondes qui héberge la vie dans notre propre cour. Des études ici sur Terre ont montré que les microbes peuvent survivre dans des environnements extrêmes, suggérant que la vie microbienne pourrait bien exister sur Mars, Europe, Encelade et/ou le satellite géant Saturne Titan. Mais nous n’avons exploré aucun de ces mondes assez bien pour le savoir avec certitude.

Le paradoxe de Fermi pense beaucoup plus grand que les microbes, cependant. Pour le résoudre, nous devons savoir non seulement comment la vie évolue couramment sur les planètes extraterrestres, mais aussi à quelle fréquence elle acquiert la capacité et le désir de communiquer avec d’autres formes de vie intelligentes ou de naviguer parmi les étoiles.

Le nombre de civilisations extraterrestres intelligentes et détectables est estimé par l’équation de Drake.
Selon les termes de l’Institut SETI, l’équation — écrite comme « N = R* • fp • ne • fl • fi • fc • L » — et a les variables suivantes :
  • N : Le nombre de civilisations de la Voie lactée dont les émissions électromagnétiques sont détectables.
  • R* : Taux de formation des étoiles adaptées au développement de la vie intelligente (nombre par an).
  • fp : La fraction de ces étoiles avec des systèmes planétaires.
  • ne: Le nombre de planètes, par système solaire, avec un environnement propice à la vie.
  • fl: La fraction de planètes appropriées sur lesquelles la vie apparaît réellement.
  • fi: La fraction de la vie portant des planètes sur lesquelles la vie intelligente émerge.
  • fc: La fraction des civilisations qui développent une technologie qui produit des signes détectables de leur existence.
  • L : La durée moyenne pendant laquelle de telles civilisations produisent de tels signes (années).
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Aucune de ces valeurs n’est connue avec certitude à l’heure actuelle, ce qui rend les prédictions difficiles. Le paradoxe de Fermi est donc un terrain fertile pour la spéculation, et les scientifiques et les profanes ont littéralement avancé des centaines d’explications possibles au fil des ans.

Quelle pourrait être la réponse?​

En 2015, des scientifiques analysant les données du télescope spatial Hubble et du télescope spatial Kepler ont conclu que la Terre était probablement une floraison précoce, relativement parlant. Seulement 8% de tous les mondes potentiellement habitables qui existeront dans l’univers étaient là lorsque la Terre s’est formée il y a environ 4,5 milliards d’années, ont déterminé les chercheurs. C’est donc une explication possible au paradoxe : les extraterrestres viendront, mais pas avant un certain temps.

Ou peut-être que la vie est trop fragile pour survivre longtemps. Une étude de 2016 a suggéré que la première partie de l’histoire d’une planète rocheuse peut être très propice à la vie, qui peut généralement émerger à partir de seulement 500 millions d’années environ après que la planète se refroidit et que l’eau liquide devienne disponible. L’histoire de notre propre Terre semble étayer cette conclusion; il y a des preuves (contestées) que la vie avait émergé ici il y a environ 4,1 milliards d’années, et elle a été définitivement établie il y a 3,8 milliards d’années. Mais ces bons moments peuvent ne pas durer longtemps, grâce à un effet de serre galopant (comme cela s’est produit sur Vénus il y a longtemps) ou à d’autres changements climatiques.

« Entre les impulsions de chaleur précoces, le gel, la variation du contenu volatil et les rétroactions positives galopantes, maintenir la vie sur une planète rocheuse initialement humide dans la zone habitable peut être comme essayer de chevaucher un taureau sauvage. La plupart du temps la vie tombe », ont écrit les chercheurs Aditya Chopra et Charley Lineweaver dans l’étude, qui a été publiée dans la revue Astrobiology. « La vie peut être rare dans l’univers, non pas parce qu’elle est difficile à démarrer, mais parce que les environnements habitables sont difficiles à maintenir pendant le premier milliard d’années. »

Ou peut-être que le goulot d’étranglement vient beaucoup plus tard. Un certain nombre de penseurs ont suggéré que les civilisations pourraient avoir tendance à s’éteindre peu de temps après être devenues technologiquement compétentes. Encore une fois, la Terre fournit un certain soutien à cette hypothèse: l’humanité s’est approchée de manière alarmante de la guerre nucléaire pendant la crise des missiles de Cuba en 1962, et nous sommes peut-être en train de nous détruire nous-mêmes, et une grande partie de la vie sur la planète, en ce moment via le changement climatique anthropique.

Il y a aussi beaucoup d’autres facteurs à considérer. Par exemple, le planétologue Alan Stern, chef de la mission New Horizons de la NASA à Pluton, a récemment postulé que les environnements les plus courants d’hébergement de la vie dans la galaxie de la Voie lactée pourraient être des océans enfouis, tels que les mers d’Encelade et d’Europe. Les organismes qui évoluent dans de tels endroits semblent peu susceptibles de développer des engins spatiaux; en effet, beaucoup d’entre eux ne savent peut-être même pas qu’il existe d’autres mondes à explorer.

La psychologie extraterrestre pourrait également jouer un rôle. Peut-être qu’il y a beaucoup de civilisations extraterrestres avancées mais la plupart d’entre elles n’ont aucun désir de communiquer avec nous ou de visiter la Terre. Peut-être que la Terre et ses habitants ne sont tout simplement pas assez intéressants pour qu’ils puissent s'y intéresser – et ne le seront pas tant que l’humanité n’aura pas démontré suffisamment d’intelligence et de mérite pour être accueillie dans le « club galactique ».

Empty galaxy.jpgOu peut-être que la plupart des extraterrestres intelligents ont tendance à se taire en règle générale, craignant que le contact avec leurs voisins cosmiques puisse entraîner leur propre asservissement ou annihilation. Un certain nombre de chercheurs, dont le regretté Stephen Hawking, ont invoqué de telles possibilités en affirmant que l’humanité ne devrait pas annoncer activement sa présence.

Ensuite, il y a les difficultés logistiques de trouver des extraterrestres intelligents. L’univers est énorme et incroyablement vieux. L’humanité existe depuis seulement 200 000 ans, et nous écoutons les signaux radio possibles d’E.T. depuis 1960. Donc, les chances que nous nous chevauchions dans le temps et l’espace avec une civilisation extraterrestre détectable ne semblent pas grandes.

Il n’y a probablement pas de solution unique au paradoxe de Fermi, disent la plupart des chercheurs. Une combinaison de facteurs – y compris, peut-être, certains de ceux discutés ci-dessus – sont probablement responsables du « grand silence » auquel nous sommes actuellement confrontés. Et la nature de ces facteurs pourrait commencer à être plus clairement mise en évidence relativement bientôt.

Par exemple, disons que les scientifiques trouvent des preuves de la vie microbienne passée ou présente sur Mars, Europe ou un autre corps dans notre propre système solaire, et que ces organismes représentent une « deuxième genèse » - quelque chose de totalement différent de la vie sur Terre. Une telle découverte suggérerait fortement qu’il n’est pas difficile pour la vie de se mettre en marche dans tout le cosmos, ce qui permet aux chercheurs de rayer une explication possible du paradoxe de Fermi de la longue liste.