La modélisation informatique de l'évolution de la galaxie nous permet de résoudre le paradoxe de Fermi, selon lequel les civilisations extraterrestres ne peuvent pas passer inaperçues, si elles existent. Dans la série Techno Weekend, Forbes parle d'idées scientifiques et techniques pas très pratiques, mais néanmoins curieuses
Un article de quatre astrophysiciens de renom, publié en ligne le mois dernier, aborde des questions à l'intersection de la science-fiction et de la cosmologie: la supercivilisation intelligente peut-elle coloniser une galaxie, et si oui, combien de temps cela prendra-t-elle.
On pense que les premières questions de ce type ont été posées par le célèbre physicien Enrico Fermi au début des années 1950, et par conséquent, ce problème est entré dans l'histoire de la science sous le nom de «paradoxe de Fermi». Dans sa forme la plus générale, le paradoxe ressemble à ceci: il y a des centaines de milliards d'étoiles dans notre galaxie, et il est logique de supposer que des civilisations surgissent autour de certaines d'entre elles de temps en temps, comme cela s'est produit près de notre Soleil. Ces civilisations, en développement, commencent à maîtriser les systèmes stellaires environnants. C'est cet objectif très prometteur que l'humanité s'est fixé au milieu du XXe siècle et, apparemment, il n'a toujours pas disparu de l'ordre du jour, puisque nos «voyageurs» ont déjà quitté le système solaire et s'envolent vers les étoiles voisines. Ainsi, les civilisations avancées devraient avoir suffisamment de temps pour apparaître à proximité de notre planète. Alors où sont-ils?
En 1975, l'astrophysicien Michael Hart a publié un article célèbre dans lequel il proposait la solution la plus pessimiste au paradoxe. Au cœur de son raisonnement se trouve le «fait A»: il n'y a pas d'êtres extraterrestres à proximité de la Terre et ne l'ont jamais été. Hart a à son tour exclu toutes les explications possibles de ce fait associé à la vitesse limitée du voyage interstellaire et au temps d'existence des civilisations. Il ne reste qu'une seule explication: les civilisations extraterrestres n'existent tout simplement pas. Cependant, de nombreux astronomes et cosmologistes ne pouvaient accepter ce point de vue.
Paradoxes de perception
La plupart des critiques des idées de Hart soulignent qu'il considérait l'expansion graduelle comme un attribut inévitable de la civilisation. Cette hypothèse peut être erronée si nous prenons en compte un autre attribut des êtres intelligents - la psychologie.
L'une des premières considérations, exprimée peu de temps après la formulation du paradoxe de Fermi, est apparue, évidemment, sous l'impression de la course aux armements nucléaires qui avait lieu sur notre planète à cette époque. Cet argument est que le développement technologique menace la civilisation d'autodestruction. L'absence de signes d'une visite extraterrestre sur Terre peut signifier que les civilisations intelligentes, réalisant le danger du développement illimité des technologies, ont à un moment donné placé ce développement sous un contrôle strict. L'expansion cosmique ne se produit pas, mais cela ne signifie pas que la superintelligence n'existe pas ou ne pouvait pas maîtriser la technique du voyage interstellaire: elle n'en voulait tout simplement pas. Et ceux qui ne pouvaient pas surmonter la tentation ont cessé d'exister conformément aux lois inexorables de l'histoire.
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Une variation intéressante de ce point de vue est exprimée par Sir Martin Rees, le cosmologiste britannique et peut-être l'astronome le plus célèbre de notre temps. Il croit que la supercivilisation intelligente, peut-être, ne se manifeste en aucune façon dans nos affaires terrestres, car elle est trop plongée dans ses propres pensées. Il y a de nombreux secrets dans l'Univers qui méritent une réflexion approfondie, et plus la civilisation se développe, plus elle veut réfléchir calmement à ces secrets. Une vanité oisive, comme la conquête des galaxies, ne convient pas au supramental.
Un autre point de vue est également basé sur la psychologie, mais pas sur les extraterrestres, mais sur l'humanité elle-même. Elle est exprimée par Seth Shostak, astronome principal du projet SETI ("Search for Extraterrestrial Intelligence"). «Les insectes cliqueurs dans mon jardin ne remarquent pas qu'ils sont entourés d'êtres sensibles - à savoir, mes voisins et moi», dit-il. "Néanmoins, nous sommes ici." Un tel argument peut sembler un peu offensant pour l'humanité, mais il est tout à fait raisonnable: pour remarquer la présence d'une superintelligence, vous devez d'abord au moins comprendre de quoi il s'agit et à quoi cela pourrait ressembler, et ce n'est pas en soi une tâche cognitive facile - du moins pour un scarabée …
Cependant, est-il possible de résoudre le paradoxe de Fermi sans construire des hypothèses sur la psychologie des supercivilisations et sans offenser l'humanité? Les astrophysiciens Jason Wright, Jonathan Carroll-Nellenbeck, Adam Frank et Caleb Scharf se sont donné cette tâche. Leurs simulations offrent une résolution plus optimiste du paradoxe.
Galaxie en mouvement
Dans les modèles précédents, l'arène de l'activité de supercivilisation était considérée dans l'esprit de la cosmologie de Giordano Bruno: comme un espace rempli d'éternelles étoiles stationnaires. La sphère d'influence de la supercivilisation ressemble dans ce cas à une bulle en expansion autour de l'étoile native, et la vitesse de cette expansion ne dépend que de la vitesse atteinte du voyage interstellaire. Les auteurs de l'article soumis pour publication dans The Astrophysical Journal proposent cependant de considérer notre galaxie comme un objet dynamique.
L'image de l'expansion de la civilisation devrait fortement dépendre du mouvement des étoiles dans la galaxie. Notre Soleil a fait environ 50 révolutions autour du centre galactique au cours de son existence, explique le co-auteur Carroll-Nellenbeck de l'Université de Rochester pour le projet Nautilus. Si l'on tient compte de ce fait, l'intensité de l'expansion cesse pratiquement de dépendre des limitations technologiques sur la vitesse de déplacement interstellaire. En même temps, le schéma même de l'expansion change: au lieu d'étendre les sphères, nous devrions voir une image beaucoup plus complexe.
Dans la simulation, réalisée par les auteurs, la propagation du «front de peuplement» est considérée. Il s'est avéré que même avec des hypothèses prudentes, la galaxie peut être peuplée relativement rapidement. Cependant, la variation de certains paramètres, tels que la durée de vie des civilisations et la préférence de certaines directions d'expansion, a donné un résultat qui était pratiquement exclu par les modèles simplifiés précédents. Il s'est avéré qu'entre la «galaxie vide» et la «galaxie grouillante de vie», il y a un large secteur d'autres possibilités. Dans les scénarios les plus probables, la galaxie est en effet en grande partie habitée, mais de grands "vides" y subsistent, là où l'expansion n'a pas encore pénétré. Si notre système stellaire se retrouve dans l'un de ces vides, ce qui est probable,cela peut expliquer le «fait A» formulé par Hart - l'absence de traces visibles de visites - et ainsi résoudre le paradoxe de Fermi d'une manière souhaitable pour l'humanité.
Adam Frank et Jason Wright estiment que la principale conclusion de leur travail est la suivante: si nous ne voyons pas encore de traces de la présence de supercivilisation dans la galaxie, il suffit de regarder de plus près.
Comment rechercher une intelligence extraterrestre?
Si, comme il ressort des travaux en discussion, des civilisations suivant la voie du progrès technologique peuvent bien exister dans la galaxie, cela signifie qu'une direction raisonnable pour leur recherche est d'essayer de trouver des traces visibles de ce progrès, c'est-à-dire une «signature technologique».
De nombreux articles scientifiques ont été écrits sur ce à quoi pourrait ressembler une telle «signature». Forbes en a parlé il y a une semaine: le mathématicien Louis Crane s'est demandé à quoi cela ressemblerait du côté d'une civilisation qui a décidé d'utiliser des trous noirs miniatures créés par le rayonnement d'un puissant laser gamma comme source d'énergie. Un autre article sur ce sujet a été publié la semaine dernière. Cette fois, Brian Lackey de l'Institute for Advanced Study de Princeton s'est demandé si nous pouvions repérer les panneaux solaires d'un vaisseau extraterrestre de la Terre atteignant le système solaire.
Les réflexions des réseaux solaires des satellites de communication géocroiseurs tombent souvent dans le champ de vision des télescopes amateurs terrestres. L'article de Lackey fournit un calcul détaillé des facteurs affectant la probabilité qu'un tel objet soit vu. Ces facteurs incluent la surface de la batterie, l'orientation et la vitesse de rotation. L'auteur a montré que le télescope panoramique Pan-STARRS1 à Hawaï, balayant le ciel à la recherche d'objets dangereux pour la Terre, pouvait remarquer un miroir à rotation lente mesurant quelques dizaines de mètres à une distance d'une unité astronomique. Cependant, pour qu'un de ces objets puisse entrer dans le cadre du télescope à coup sûr, leur nombre dans la région interne du système solaire doit atteindre un million. Ainsi, même si un vaisseau spatial interplanétaire avec d'énormes panneaux solaires est très proche de nous,la probabilité de le trouver est faible.
Cependant, comme nous l'avons vu plus haut, les astronomes terrestres se contentent rarement de conclusions pessimistes. Lackey a considéré le cas suivant: que se passerait-il si la station extraterrestre robotique nous arrivait il y a longtemps, était hors d'usage et se transformait en débris orbitaux, comme celui que l'humanité produit en abondance? Dans ce cas, il est très probable qu'il finisse son voyage à l'un des "points de Lagrange", où la gravité des différents corps du système solaire s'équilibre. Si vous concentrez vos observations sur de tels points, soutient Lackey, alors une centaine de miroirs spatiaux suffisent pour être remarqués par l'un des petits télescopes de la Terre. Pourquoi, alors, n'ont-ils pas encore été remarqués? Peut-être que les extraterrestres sont simplement habitués à nettoyer les ordures après eux, suggère l'auteur de l'article.
Auteur: Alexey Aleksenko
