Le Livre d'Argent

22/25 Sans compter le fait que, si on mise sur une vie avec laquelle on pourrait communiquer, la durée de cette communication est à prendre en compte. Mettons qu'on détecte une civilisation à cent années-lumière d'ici : on leur envoie un message, iels ne le reçoivent que dans un siècle. Il faut ensuite autant de temps pour recevoir leur réponse. Ça fait peut-être un peu lent pour espérer tenir une conversation.

Détecter de la vie sur une autre planète serait une très chouette nouvelle. Mais il faut sans doute se mettre en tête que c'est à peu près tout ce qu'on pourrait faire : la détecter, et peut-être vaguement regarder de très loin (et avec beaucoup de latence) ce qui se passe. L'univers est trop grand autour de nous pour espérer pouvoir interagir.

21/25 Nos télescopes nous permettent de voir plus loin que nos seuls yeux, évidemment, mais plus on s'éloigne, plus on perd le détail des informations qu'on reçoit. Et eux mêmes ont une portée limitée : sur les cent mille années-lumière de diamètre de notre galaxie, une bonne partie nous est simplement inaccessible.

L'argument global derrière l'équation de Drake est de dire que, vu que notre galaxie est énorme (elle compte plus de deux cent milliards d'étoiles, c'est quand même pas mal), alors il y a forcément de la vie ailleurs, et probablement aussi de la vie intelligente. Et ça se tient. Mais ça néglige quand même de souligner qu'elle a de bonnes chances d'être trop loin pour qu'on puisse la détecter.

20/25 Et, bien sûr, cette durée/distance varie pas mal d'une étoile à l'autre. Dans la salle du planétarium, je compare en ce moment souvent deux d'entre elles : Véga, l'étoile principale de la Lyre, est à 25 années-lumière de nous. Ce qui signifie que d'éventuels extraterrestres qui nous observeraient depuis là-bas nous verraient en ce moment en train de finir de fêter l'an 2 000.

Ça vous paraît beaucoup ? « Pas très loin » dans notre ciel se trouve Déneb, l'étoile principale du Cygne, qui elle se situe à… 1 600 années-lumière de nous. Des extraterrestres qui nous observeraient depuis là-bas verraient eux encore la fin de l'antiquité. Et ce sont pourtant deux étoiles visibles à l'œil nu, donc relativement proche, quand la plus grande partie de notre galaxie est trop loin pour être visible.

19/25 D'autant qu'il y a encore un autre point sur lequel le temps joue un rôle assez essentiel : celui de la durée nécessaire à ce que l'information puisse se propager jusqu'à nous. En effet, que ce soit pour capter des communications ou pour tenter d'identifier des traces de vie sur une exoplanètes, notre intermédiaire est le même : la lumière (au sens large, incluant les ondes radios). Et la lumière a une vitesse limitée.

Elle est, certes, très rapide, plus rapide qu'à peu près tout le reste dans l'univers, avec ses 299 792 458 mètres (ou, en arrondissant, 300 000 kilomètres) par seconde. Mais les distances qui nous séparent des étoiles sont simplement astronomiques, faisant que même la lumière a besoin d'un bon paquet d'années pour faire le trajet.

18/25 Pour reprendre le même caractère comme exemple, notre pouce opposable est caractéristique du groupe des primates, qui fait son apparition il y a un peu moins de soixante millions d'années, donc après le célèbre impact d'un astéroïde ou d'une comète ayant entraîné la disparition des dinosaures non-aviens (dont il faudra d'ailleurs peut-être aussi que je cause un jour). Et donc au sein de ce groupe, notre espèce n'est âgée que de quelques centaines de milliers d'années.

L'évolution étant due à l'accumulation de mutations apparues par hasard (un hasard par ailleurs stabilisé par la sélection naturelle), il est encore une fois très incertain d'extrapoler, à partir de notre seul exemple, le temps qu'il faut pour qu'une espèce capable de communiquer apparaisse. Et donc de se limiter au nombre d'apparitions d'étoiles et à la durée de vie d'une civilisation pour mesurer l'intervention du temps dans l'affaire.

17/25 Mais c'est encore pire quand on considère que l'histoire ne commence pas avec notre espèce : il a d'abord fallu que les hasards de l'évolution fassent apparaître une espèce dotées des capacités cérébrales requises pour ça, mais aussi de quelques autres éléments indispensables (par exemple la capacité à manier efficacement des outils, grâce au pouce opposable sur notre main).

La vie est apparue sur Terre il y a plus de trois milliards et demi d'années, peut-être même plus de quatre. Si on a pu en relever des traces fossiles, ce n'était en revanche à l'époque que des formes de vie microbiennes. J'en parlais rapidement la semaine dernière, les grandes lignées animales et végétales actuelles n'ont commencé à se diversifier qu'il y a cinq à six cent millions d'années, soient beaucoup plus tard, à une époque qu'on appelle le Cambrien.

D'ailleurs, si ça vous intéresse, lisez ça, c'est assez passionnant : https://fr.wikipedia.org/wiki/Explosion_cambrienne

16/25 Combien de temps a-t-il fallu à la vie terrestre pour être en mesure de communiquer ? On a déjà dit que l'espèce humaine apparaît il y a environ 300 000 ans, et ne commence à émettre qu'il y a moins d'un siècle. Est-ce que cela aurait pu prendre un temps complètement différent ? Sans doute, puisque cela dépend beaucoup des aléas de l'Histoire.

À titre d'exemple, j'ai parlé plus haut de l'invention de l'agriculture dans le « croissant fertile » il y a environ onze mille ans, en précisant que c'était « la plus ancienne ». En effet, il y a eu plusieurs inventions de l'agriculture, indépendantes les unes des autres, à différents coins de la planètes, avec quelques milliers d'années de décalage entre elles. Ce qui fait déjà une incertitude pas négligeable sur le temps dont on peut avoir besoin avant de construire des radiotélescopes.

15/25 Bref, donc, revenons à notre équation. Et remarquons que ce facteur est le deuxième, après le nombre de formations d'étoiles par an, à prendre en compte un aspect temporel. Ce qui semble dessiner une histoire plutôt simple : les civilisations ne durent qu'un temps limité, OK, mais comme de nouvelles étoiles se forment régulièrement, avec leurs planètes autour d'elles où d'autres civilisations vont apparaître, l'un dans l'autre, ça doit se compenser, non ?

Ben en vrai ce n'est pas aussi clair que ça. Parce que ce raisonnement implique qu'il y ait un lien entre les deux, donc une forme de régularité. Ou bien un nombre suffisant de civilisations autour de nous pour pouvoir faire une moyenne. Or, les valeurs des paramètres utilisées par Drake (pas mal optimistes, on l'a vu) nous donnent un résultat de 10 civilisations avec lesquelles nous pourrions communiquer. Ce qui paraît un peu peu pour faire des moyennes fiables.

14/25 Certaines personnes objecteront peut-être qu'on hérite encore en grande partie de la culture gréco-romaine, et qu'on lit toujours des auteurs de l'antiquité, comme Aristote. Alors, n'est-on pas toujours la même civilisation ? Alors, d'une part, j'invite ces personnes à se renseigner un peu sur la notion de « biais du survivant », parce que bon, pour un Aristote qui a été conservé, de combien d'auteurs a-t-on perdu les écrits, si on les a seulement retenus ?

D'autre part, ça ne fait au mieux que 2 500 ans, soit un quart de la durée « moyenne » estimée, et on a quand même particulièrement changé de façon de penser depuis. Lisez les threads de @hist_myth sur l'Histoire de Rome, par exemple : on a hérité de pas mal de choses de l'époque, mais le temps a quand même pas mal joué aussi, et heureusement.

13/25 À quel point cette estimation est-elle crédible ? Commençons par rappeler que dix mille ans, c'est à peine moins que ce qui nous sépare de la plus ancienne invention de l'agriculture, celle du « croissant fertile ». L'invention de l'écriture, qui nous a fait passer de la préhistoire à l'Histoire, n'a pour sa part qu'un peu plus de cinq mille ans.

Or, on a quand même pas mal changé de modes de société depuis cette époque. Un bon paquet de fois, même. Pour ne pointer qu'un seul aspect du problème, et j'invite les gens de @tract_linguistes à me corriger si je me trompe ici, mais on a mis pas mal moins de mille ans à voir émerger un bon paquet des langues européennes actuelles à partir du seul latin. Les langues qu'on parlera dans dix mille ans, si on tient jusque là, n'auront juste plus rien à voir avec les actuelles.

12/25 Reste enfin le dernier paramètre, à savoir la durée de vie moyenne d'une civilisation. Rappelons que nous ne prenons ici en compte que les espèces en état de communiquer, et que donc, de ce point de vue, il ne faudrait compter la nôtre qu'à partir du moment où nous avons commencé à émettre des signaux vers l'espace et à chercher à en capter, soit… dans les années 1930 !

Je ne vais pas revenir davantage là-dessus pour l'instant, mais au rythme auquel nous pourrissons actuellement notre environnement, il faudra prendre des mesures assez importantes si on veut que notre contribution à cette moyenne dépasse les deux siècles. Ce qui est plutôt loin de la valeur estimée par Drake, à savoir dix mille ans.

11/25 On peut aussi revenir un peu au cas, rapidement mentionné la semaine dernière, des planètes ou lunes avec un océan sous-marin : même si une forme de vie « intelligente » (dans la plupart des sens du terme) apparaissait dans un tel environnement, elle serait simplement incapable d'émettre quoi que ce soit vers l'espace, et donc de communiquer avec nous.

Donc, c'est pertinent de distinguer ces deux critères. Il n'empêche que nous n'avons pas plus d'éléments dans un cas que dans l'autre pour les évaluer. Quelle proportion de planètes habitées pourrait développer une vie « intelligente » ? Quelle fraction de ces vies intelligentes pourrait et voudrait communiquer ? Drake estimait 0,01 dans les deux cas, mais, à ma connaissance, ça reste une supposition gratuite.

10/25 Pour les deux facteurs suivants, en revanche, ça commence à devenir complètement de l'extrapolation gratuite. D'abord, il faudrait définir ce qu'on appelle « vie intelligente », ce qui est loin d'être évident : selon la définition qu'on prend, le nombre d'espèces intelligentes vivant présentement sur Terre pourrait sans doute être discuté, mais je vais éviter de me lancer dans ce genre de considérations pour l'instant.

On peut en tout cas remarquer que Drake a fait deux facteurs différents pour distinguer le fait qu'une forme de vie soit « intelligente » de sa capacité à (ou volonté de) communiquer, ce qui est plutôt une bonne chose. Typiquement, notre espèce humaine est apparue il y a environ 300 000 ans, sans changement notable dans nos capacités cognitives depuis, et pourtant nous n'émettons des signaux vers l'espace que depuis moins d'un siècle.

9/25 Le facteur suivant est donc la portion de planètes habitables qui deviennent effectivement habitées. C'est un peu plus difficile à évaluer tant qu'on n'a trouvé de vie nulle part ailleurs, évidemment, mais ça veut dire que jusqu'à preuve du contraire, puisque notre Terre est la seule planète a avoir été identifiée comme clairement habitable jusque là, ce ratio est pour l'instant de 1, soit la valeur que Drake avait supposée à l'époque.

Bon, évidemment, il est sans doute bien plus faible en vrai. Mais quand même, les plus anciennes traces de vie relevées sur Terre semblent montrer que la vie est apparue à peu près dès que ça a été techniquement possible. D'un autre côté, même si on est encore loin d'avoir fouillé partout sur Mars, on n'a pas encore trouvé de traces de vie fossiles datant de l'époque où elle a peut-être été habitable. Donc à voir ce que donneront les prochaines missions de ce côté.

8/25 Au total, si environ sept mille exoplanètes ont été confirmées, nos candidates pour la recherche de vie extraterrestre sont cent fois moins nombreuses, autour de septante, ce qui fait un ratio pas hyper élevé. On connait quelques systèmes avec plus d'une candidate, mais, dans l'ensemble, une étoile avec plusieurs planètes vraiment habitables autour d'elle risque fort d'être un cas plutôt rare.

Donc, Drake a probablement pas mal surévalué les choses ici (mais c'est normal, vu à quel point il manquait de données à l'époque), et il est assez peu vraisemblable qu'on compte plus d'une planète habitable par système. En moyenne, on est plus probablement quelque part un peu en dessous de un. Ce qui n'est déjà pas si mal.

7/25 Les premières exoplanètes qu'on a découvertes étaient des géantes gazeuses orbitant très près de leur étoile, donc des endroits totalement pas habitables, et qui ne ressemblent pas du tout à ce qu'on trouve chez nous. Ça a d'abord conduit à réviser sérieusement à la baisse nos estimations du nombre de planètes habitables.

Cependant, il faut garder en tête qu'on trouve en premier… ce qui est le plus facile à trouver. Tous les systèmes stellaires ne ressemblent pas à celui de Dimidium non plus. Pour vous faire votre propre idée sur combien de planètes sont habitables, vous avez mon thread de la semaine dernière, qui tente de lister les critères qu'on a pu identifier pour ça.

Le thread en question se trouve ici : https://fadrienn.irlnc.org/notice/AxCLpjrQgQ11SSuqau

6/25 L'estimation du troisième facteur (techniquement formulé comme une espérance mathématique, mais ça va à tout le monde si je continue de parler directement en nombre de planètes ? Les statisticien·ne·s et les gens qui se demandent comment une femme peut avoir 1,8 enfants peuvent râler ^^) a elle aussi pas mal évoluée avec le temps. Drake avait proposé une valeur de 2.

Combien de planètes propices à la vie peut on réellement s'attendre à trouver par système stellaire ? Autour de notre soleil à nous, c'est facile : une seule. Aucune des autres n'est présentement habitable, même si Mars l'a peut-être été par le passé. Mais tous les systèmes ne ressemblent pas au nôtre, loin de là.

5/25 Aujourd'hui, plus de trente ans après cette première découverte, ça le semble beaucoup moins. On a actuellement confirmé l'existence d'un peu plus de sept mille exoplanètes, et on a des données encore en attente de confirmation qui pourraient augmenter encore pas mal ce nombre. Évidemment, le nombre d'étoiles avec une planète confirmée autour est plus faible (vu que pas mal d'entre elles en ont plusieurs), mais on a maintenant des raisons de penser que les systèmes stellaires avec au moins une planète sont plutôt courants.

Avec les données actuelles, donc, une estimation de 0,5 comme celle initialement avancée par Drake semble maintenant raisonnablement prudente. Il faut donc garder en tête qu'on parle de choses qu'on découvre au fur et à mesure et que nos estimations peuvent pas mal varier au gré des avancées de nos travaux.

4/25 Mais bon, jouons le jeu, pour l'exercice, et tâchons de voir ce qu'on peut dire des facteurs choisis par Drake et de la valeur qu'il leur donne. Le premier, le nombre d'étoiles qui se forme annuellement dans notre galaxie, peut être estimé de façon plutôt fiable, sachant qu'on a de bonnes connaissances sur le cycle de vie des étoiles. Drake proposait un ratio de 10 par an qui, sauf erreur de ma part, reste plutôt cohérent avec les données actuelles.

Concernant le second, la portion d'étoiles ayant au moins une planète autour d'elles, il commence à y avoir un peu plus à discuter. Drake propose 0,5 (donc, environ une étoile sur deux solitaire et l'autre accompagnée) en 1961, soit un peu plus de trente ans avant la détection de la première exoplanète. À son époque, ça semble encore être une estimation pas mal optimiste.

3/25 Et on va commencer les hostilités dès le troisième pouet : exprimer ça sous la forme d'une équation, ça fait peut-être sérieux, mais en vrai il n'y a rien de spécialement mathématique là-dedans. Tout ce que ça fait, concrètement, c'est lister une série de critères, sans qu'on sache trop pourquoi ceux-là en particulier, et nous laisser spéculer sur à quel point ils vont être sélectifs.

Il y a pas mal de vraies équation célèbres en physique, E=mc², PV=nRT, etc., et à chaque fois, les différents facteurs ont une signification précise qu'il a fallu mettre en évidence. Dans « l'équation » de Drake, ils sont là pour qu'on discute de leur valeur, mais il n'y a aucune raison spécifique d'utiliser ces facteurs-là plutôt que d'autres. Cette « équation » n'est pas une formule scientifique, c'est un cadre de discussion.