Le paradoxe de Fermi
En 2014 j'avais été contacté par les créateurs du site The Flares, consacré à la science-fiction et que je recommande chaudement à ceux que le sujet intéresse. Ils m'avaient demandé de participer à la rédaction de textes destinés à fournir du contenu pour leurs lecteurs. J'avais écrit cet article mais par la suite, manquant de temps, je n'avais pas poursuivi la collaboration.
Le sujet du texte en question était le paradoxe de Fermi. Douze ans plus tard, voici une nouvelle présentation de ma théorie, en développant un peu plus.
L'exposé du paradoxe
Commençons par expliquer ce qu'est ce fameux paradoxe. En 1950, le physicien italien Enrico Fermi (1901-1954), prix Nobel en 1938 et l'un des pères de la bombe atomique, déjeune avec d'autres scientifiques lorsque l'un d'eux lui dit qu'il est persuadé qu'il existe une vie extraterrestre intelligente. Fermi s'exclame alors "Mais où sont-ils ?". Qu'entendait-il par là ?
Pour le comprendre, il faut considérer quelle est notre place dans l'univers actuel. Celui-ci est âgé d'environ 13 milliards d'années (à l'époque de Fermi, l'estimation était un peu différente mais l'ordre de grandeur était le même). La civilisation humaine a globalement environ 12.000 ans si on en fixe le point de départ à l'invention de l'agriculture. C'est-à-dire qu'il a fallu douze millénaires pour passer de l'homme des cavernes à l'homme sur la Lune. Soit seulement un millionième de la durée de vie de l'univers, donc.
De plus, il y a des milliards et des milliards d'étoiles dans l'univers. Une grande partie d'entre elles sont nées avant notre Soleil, certaines des milliards d'années avant (oui, ça fait beaucoup de milliards, mais c'est inévitable quand on parle d'astronomie).
Par conséquent, étant donné que la vie a eu tant d'endroits potentiels pour naître et tant de temps pour se développer, Fermi faisait remarquer que, au plan purement statistique, nous devrions avoir rencontré depuis longtemps au moins une, voire plusieurs civilisations extraterrestres. Or ce n'est pas le cas. D'où le nom de paradoxe.
Les explications possibles
Et depuis ce jour de nombreuses théories ont émergé pour l'expliquer. Certaines sont complexes, d'autres un peu délirantes (quoique...) mais elles ont toutes un point commun : il est encore impossible de trancher. En voici quelques exemples.
La première de ces théories est que d'autres civilisations sont bien apparues, mais que leur durée de vie a été extrêmement courte (surtout comparée à l'âge actuel de l'univers) et qu'elles ont tout simplement disparu depuis. Cela peut être du fait de leur environnement. Par exemple, la Terre deviendra inhabitable lorsque le Soleil se transformera en géante rouge. Il nous reste encore 5 milliards d'années, mais si à cette échéance nous n'avons pas encore quitté la Terre, l'humanité disparaîtra.
La disparition peut aussi être auto-infligée. On peut très bien imaginer une planète où coexistent plusieurs civilisations qui finissent par s'entre-détruire à coups d'armes nucléaires. Dans cette théorie, une civilisation ne dure jamais très longtemps, et aucune n'a existé suffisamment pour arriver jusqu'à nous.
Une deuxième théorie est celle dite du "zoo galactique". Il existe dans la galaxie, voire dans tout l'univers, des êtres intelligents qui détectent les civilisations et les empêchent de communiquer les unes avec les autres. À mon avis c'est totalement absurde, mais je n'ai malheureusement pas les moyens de le prouver!
Une troisième possibilité est que d'autres civilisations sont apparues, mais vu les les distances énormes entre les étoiles, elles sont tellement éloignées de nous que nous n'avons pas encore réussi à en recevoir les signaux. Cette hypothèse est tout à fait solide scientifiquement parlant mais le problème est que là aussi on ne peut pas la vérifier, par définition.
En effet, comme le dit le dicton, l'absence de preuve n'est pas la preuve de l'absence. Si nous n'avons pas encore reçu de signal extraterrestre, c'est peut-être que celui-ci est encore en train de voyager. Comme tout l'univers est soumis aux lois de la physique, où notamment la vitesse de la lumière ne peut être dépassée, il faudra attendre sans doute très longtemps, au moins quelques milliards d'années, afin de valider ou non cette théorie.
Une quatrième théorie est qu'il y a bien eu plusieurs civilisations intelligentes, mais qu'une d'elles a détruit toutes les autres. Mouais. Là encore je reste particulièrement sceptique.
Une cinquième relativement intéressante est que notre univers serait une vaste simulation informatique, un peu comme dans l'excellent film "Passé virtuel". Amusant, mais totalement spéculatif.
Et enfin une sixième théorie est qu'il n'y a tout simplement jamais eu les conditions nécessaires pour l'apparition de la vie autre part que sur la Terre et que nous sommes, par conséquent, la seule civilisation intelligente ayant jamais existé dans tout l'univers. Vu le nombre d'étoiles actuelles ou passées, j'en doute très fortement.
Ma théorie
Cette liste n'est pas exhaustive. Il y a encore d'autres explications ou des variantes de celles que je vous ai présentées. Mais j'aimerais apporter ma pierre à l'édifice. J'en ai une moi aussi, et elle s'appelle l'Univers casanier.
Pour être honnête, je me suis rendu compte que d'autres l'avaient formulé aussi. Elle est désignée sous le nom d'hypothèse de la sédentarité par autosuffisance, ou parfois hypothèse de l'inutilité de la colonisation.
Pour moi il y a bien eu une immense quantité de planètes où la vie est apparue, mais celle-ci n'évolue pas forcément vers l'intelligence. Elle peut rester indéfiniment animale. Par conséquent elle ne dure que tant que la planète reste habitable.
Mais dans une petite minorité de cas, des civilisations sont bien apparues. Celles-ci se sont développées jusqu'à atteindre et, pour certaines, dépasser notre niveau technologique actuel. Et si nous ne les avons pas rencontrées, c'est simplement parce qu'elles n'ont jamais quitté leur étoile d'origine.
Les contradicteurs vont me dire que n'est pas logique qu'une espèce entière reste là où elle est née. Comme le disait Konstantin Tsiolkowski, "la Terre est le berceau de l'humanité, mais on ne passe pas sa vie au berceau". Chercher à s'étendre serait une tendance universelle. Eh bien, j'affirme le contraire.
Ce présupposé est lié à notre culture occidentale. En Europe, les États ont eu certes une importante histoire coloniale. Cela a entraîné d'importantes migrations humaines notamment vers le continent américain. Cette expansion était motivée pour deux raisons : la recherche de richesses et la surpopulation.
Commençons par la surpopulation. Rien ne dit qu'une civilisation extraterrestre aurait forcément trop de bouches à nourrir. Le début du XXIe siècle est la preuve que la croissance démographique n'est pas quelque chose d'inéluctable. Partout dans le monde elle a freiné terriblement. Hormis en Afrique subsaharienne, le nombre d'enfants par femme est à peine supérieur à deux dans les pays pauvres et inférieur à deux dans les pays riches. Pour rappel s'il est inférieur à deux, la population décroît. J'ai lu récemment que même l'Inde commence à vieillir.
Par conséquent, il n'y a rien d'inéluctable à la surpopulation et le célèbre Thomas Malthus (qui prédisait qu'elle nous serait fatale) avait tort.
Maintenant voyons la recherche de richesses. Vous êtes sur une planète. Allez-vous mettre en place une campagne de colonisation stellaire juste pour exploiter des ressources naturelles ?
Si on prend en compte les immenses distances qui séparent les étoiles (généralement plusieurs années-lumière), la rentabilité de l'entreprise serait totalement nulle. La quantité d'énergie, le temps et le coût nécessaires pour se rendre sur l'étoile la plus proche de la Terre, Proxima du Centaure, sont gigantesques par rapport à ce que l'on pourrait trouver d'intéressant dans ce système. D'autant qu'il faudrait aussi une quantité d'énergie, un délai et un coût énorme pour ramener les richesses sur Terre. Même une planète constituée à 100% d'or pur ne serait pas une motivation suffisante, au plan strictement économique.
Rappelons qu'il n'est pas possible de voyager plus vite que la lumière. Donc pour aller sur Proxima, il faudrait au minimum 4 ans et demi. Mais comme cela nécessiterait une quantité d'énergie gigantesque et qu'à 300.000 km/s le moindre impact contre une particule détruirait le vaisseau spatial, une vitesse de 10% de celle de la lumière est le maximum réaliste (et encore, c'est très optimiste). Il faudrait donc 45 ans pour atteindre notre objectif ! Et bien évidemment, autant pour revenir, soit 90 ans au total.
Et cela, dans l'hypothèse où il y aurait autour de Proxima une planète habitable, ce qui statistiquement n'est certainement pas le cas.
Le défi de trouver une autre planète habitable
Et pourquoi cela ? Tout simplement parce que pour qu'une planète soit habitable, un très grand nombre de conditions doivent être réunies. Voici les principales. On supposera évidemment qu'on parle d'une vie similaire à celle de la Terre. Il y a peut-être des formes utilisant d'autres processus chimiques et nécessitant d'autres conditions pour apparaitre, mais nous n'en avons aucune idée précise.
Tout d'abord, la planète doit être à la bonne distance de son étoile pour n'être ni trop chaude ni trop froide. Cette étoile doit être relativement stable et vivre assez longtemps. Cela exclut toutes les étoiles géantes dont le temps de vie se compte en quelques dizaines de millions d'années maximum.
Mais cela aussi exclut une grande partie des naines rouges, qui représentent à elles seules les deux tiers des étoiles de la galaxie, car leur comportement est extrêmement instable. De temps à autre elles émettent des tempêtes de radiations qui seraient fatales à toute vie. Et ce d’autant plus qu'une naine rouge étant petite, elle émet beaucoup moins de chaleur que le Soleil, ce qui implique que la planète doit se situer beaucoup plus près d’elle.
En définitive, seules les étoiles jaunes, comme le Soleil, ou orange sont susceptibles d'une part de vivre assez longtemps, et d'autre part d'être suffisamment calmes pour pouvoir créer un système habitable.
Notre planète doit aussi avoir une taille proche de celle de la Terre afin que sa masse soit suffisante pour retenir une atmosphère de façon permanente sur des durées nécessaires à la vie pour se développer (c'est-à-dire des centaines de millions, voire des milliards d'années). Et cette masse ne doit pas être trop importante, faute de quoi la planète attirerait énormément de gaz lors de sa création et deviendrait une géante, type Neptune ou Jupiter. Sur ces monstres, il n'y a pas de surface solide et toute vie est impossible.
Il faut aussi doter notre planète d'un champ magnétique, car sinon les particules émises par l'étoile arrachent l'atmosphère d'une part, et stérilisent la surface d'autre part. Il nécessite la présence d'un noyau métallique en rotation, autrement dit une composition chimique et un niveau de température interne très particuliers que n'ont pas toutes les planètes de même taille. Exemple, dans notre système solaire, Vénus, qui fait presque les mêmes dimensions que la Terre, n'a pas de champ magnétique. C'est dire combien cette condition n'est pas facile à remplir.
Il faut aussi que la planète dispose d'un satellite situé au bon endroit. Pourquoi ? Parce que celui-ci joue un rôle dans la stabilisation de l'axe de rotation. Sur Terre par exemple, nous avons la Lune. Si elle disparaissait, l'axe de rotation de la Terre varierait sur une échelle de temps d'environ 20.000 à 30.000 ans. La planète se coucherait littéralement sur l'axe de son orbite, ce qui amènerait à des changements complets de saisons. Le pôle sud pourrait devenir une zone tropicale et l'équateur une zone glaciaire. Ces changements seraient bien trop rapides pour que la faune et la flore aient le temps de s'adapter. Ils auraient pour conséquence de détruire une grande partie de la vie sur la planète. Là encore, avoir un satellite de la bonne taille est un privilège. Vénus n'en a aucun ; Mars en a deux, mais qui sont bien trop petits pour pouvoir avoir une influence sur elle.
Attendez, ce n'est pas fini. La planète doit bien entendu avoir de l'eau. Suffisamment pour ne pas être totalement sèche et qu'il existe de vastes étendues humides où la vie puisse apparaître. Mais pas trop non plus, sous peine de n'avoir aucune terre émergée et de ne connaître qu'une vie totalement marine. Voire pas de vie du tout s'il y a trop d'eau, car au-delà d'une certaine profondeur, environ 100 km, la pression au fond de l'unique océan deviendrait tellement forte que l'eau se transformerait en glace, bloquant l'accès aux minéraux et nutriments contenus dans la croûte.
Si vous additionnez toutes ces conditions, les planètes candidates ne sont certainement plus très nombreuses. Certes il doit y en avoir tout de même, compte tenu de l'immensité de l'univers. Mais pour les trouver, les distances à parcourir doivent être gigantesques, sauf coup de chance. Quand on sait que notre seule galaxie fait 100.000 années-lumière de diamètre, on mesure les millénaires qu'il faudrait pour chercher et trouver un autre endroit où s'installer.
Quant à terraformer une planète non habitable, les auteurs de science-fiction adorent, mais cela demande en réalité des moyens tellement gigantesques que là aussi il est très improbable que toutes les civilisations puissent un jour le faire.
Pourquoi on est mieux à domicile
Par conséquent on peut dire qu'il n'est donc pas nécessairement utile de s'étendre au-delà de son système d'origine. L'immensité du défi que cela représente n'en vaut pas la chandelle. À moins, évidemment, que notre compréhension de la physique soit incomplète et qu'il soit un jour possible de voyager en quelques secondes d'une étoile à l'autre, comme dans Star Wars. Mais l'hyperespace est pour l'instant un concept de pure SF. On doit donc faire l'hypothèse qu'il n'existe pas.
Bien sûr il peut y avoir des cas particuliers où la migration s'impose. Si on imagine, par exemple, que des extraterrestres habitent une planète qui risque d'entrer en collision avec une autre ou dont l'étoile commence à enfler pour devenir une géante rouge, dans ces cas-là, oui, déménager serait une condition de survie. Mais cette hypothèse ne marche qu'une fois. Après s'être installés dans un autre système, ils n'auraient à nouveau plus de raison d'en bouger.
Alors s'il est difficile de trouver une autre planète habitable, est-ce vraiment un problème ? Je réponds que non. Pourquoi ? Parce qu'une civilisation a normalement tout ce qu'il lui faut pour prospérer à domicile.
Expliquons-nous. Il lui faut, basiquement, deux choses : de l'énergie et des minerais pour les constructions. Tout le reste découle de ces deux ressources fondamentales.
Or une civilisation avancée maîtrise certainement la fusion nucléaire. J'ai bien dit la fusion, pas la fission. La bombe A qui a explosé sur Hiroshima, ainsi que nos centrales nucléaires, fonctionnent grâce à la fission, c'est-à-dire la rupture d'un atome comme celui de l'uranium. Mais il existe un procédé beaucoup plus puissant, celui qui alimente les bombes H et les étoiles en énergie. C'est la fusion nucléaire, un processus dans lequel quatre atomes d'hydrogène donnent un atome d'hélium.
L'intérêt de la fusion, c'est d'abord que son carburant, l'hydrogène, présente l'avantage d'être l'élément le plus abondant de l'univers, puisqu'il en représente à lui seul environ 70%. Mais surtout, elle permet de dégager une quantité d'énergie colossale. Pour donner un ordre de grandeur, 1 g d’hydrogène pur peut fournir 170.000 kWh, à comparer avec la batterie de ma voiture électrique qui contient 58 kWh. C'est assez pour chauffer et alimenter en électricité une maison pendant 14 ans.
Où y a-t-il de l'hydrogène pur ? On peut en produire facilement à partir de l'eau. Mais on peut surtout en trouver dans les planètes géantes. Jupiter fait 318 fois le poids de la Terre et est constitué à 80% d'hydrogène. Vous imaginez la quantité d'énergie qu'elle contient ? Si toute l'humanité utilisait la fusion nucléaire et s'alimentait sur Jupiter, la durée de nos réserves serait, au rythme de consommation actuel, de 1,4 million de milliards d'années, soit environ 100.000 fois l'âge actuel de l'univers ! Et le mieux, c'est qu'une fois Jupiter entièrement "consommé", il resterait encore Saturne, Uranus et Neptune.
Donc l'énergie n'est pas un problème du tout, sachant que les planètes géantes sont apparemment fréquentes dans les systèmes planétaires. Et les minerais ?
Tout dépend du système en question mais prenons par exemple le nôtre, celui que nous connaissons le mieux. Il existe une planète appelée Mercure qui est constituée à 75% de fer. Elle fait 4.878 km de diamètre. Je vous laisse imaginer la quantité gigantesque de fer qu'elle contient. Plus proche de nous, il y a la Lune. Et il y a bien sûr les autres planètes du système solaire, comme Vénus ou Mars. En combinant tout cela, et en recyclant les matériaux qui ne servent plus, nous avons de quoi construire tout ce dont nous aurons besoin pendant des millénaires.
Par conséquent il est infiniment plus rentable de rester dans notre système et de faire avec ce qui est à notre portée que d'essayer de mettre en place une migration vers une hypothétique autre planète habitable extrêmement éloignée.
Mais quid si la planète d'origine est malgré tout inadaptée pour supporter une civilisation avancée ? On a vu plus haut que la croissance démographique n'était pas inéluctable, mais si elle devait reprendre, la place pourrait manquer. Ou bien il pourrait y avoir des problèmes environnementaux graves. Que faire alors ?
Habiter dans l'espace, la solution parfaite
En réalité je pense que la meilleure solution est d'habiter totalement dans l'espace. Une espèce qui dispose, comme on l'a vu, d'énergie et de matériaux de construction peut tout à fait construire d'immenses cités en orbite autour de son étoile.
Elles présentent un avantage indéniable : on peut y recréer exactement les conditions de vie que l'on souhaite. Pas besoin de chercher une nouvelle Terre qui réponde à un cahier de charges long comme le bras, on crée son habitat à la carte. Vous voulez une certaine température ? Une atmosphère ayant telle composition ? Une pression donnée ? Faites votre choix.
Une civilisation de ce type n'aurait alors plus aucun besoin d'aller faire un voyage interstellaire. Elle aurait absolument tout ce qu'il lui faut à domicile. Elle ne se lancerait pas dans un immense projet de voyage sans une raison bien précise, avec le risque, à ne pas négliger, de rencontrer à l'arrivée des formes de vie hostiles.
Par conséquent je pense que le paradoxe de Fermi se résout de la façon suivante : les extraterrestres existent bien, mais ils ne cherchent pas à venir nous voir, car le rapport coût-bénéfice du voyage ne présente aucun intérêt. Et nous les humains finirons un jour par aboutir aux mêmes conclusions qu'eux.
C'est pourquoi un jour nous les détecterons peut-être. Ce sera évidemment un moment unique dans l'histoire de l'humanité. Nous essaierons de les étudier et, peut-être en fonction de la distance, de communiquer avec eux. Mais nous nous rendrons finalement compte qu'aller les rencontrer n'en vaut pas la chandelle.