« Sommes-nous seuls? » et « Allons-nous survivre? »

La probabilité que nous soyons seuls dans l’Univers est très forte

Voilà peut-être l'angoissante réponse à laquelle nous conduit une étude probabiliste de la question.

Mettre le doigt sur l’infini

D'abord, réalisons que l'infini n'est pas un nombre. C'est une définition mathématique abstraite qui fait référence aux propriétés des nombres entiers. Selon cette propriété, tout nombre est toujours suivi d'autres qui lui sont supérieurs. Il n'existe donc pas de nombre infini, un nombre qui serait plus grand que tous les autres, puisque n'admettant pas de plus grand que lui, il ne serait pas un nombre.
Attribuer à une variable une valeur infinie est un véritable abus de langage qui insinue que l'infini peut-être atteint.

La grande contribution des astronomes

Le succès majeur de l'astronomie a été d'introduire la mesure dans un monde totalement démesuré où les dimensions dépassent notre compréhension du bon sens. Le cosmos est tellement vaste que pour l'arpenter, nous utilisons le procédé des multiplications successives. En fait l'échelle des puissances de 10. Voyons comment.

Pour parcourir la distance Terre-Lune, la lumière, qui file ne l'oublions pas à 300 000 kilomètres à la seconde, met une seconde un tiers. Faisons deux bonds d'un facteur 10 et nous entrons dans le champ des centaines de secondes qui nous amène à la distance lumière du Soleil (500 secondes). Un double bond (100) nous fait franchir les limites du système solaire. Quelques centaines d'heures, puis nous traversons le bulbe de comètes qui entoure notre système solaire. Au terme de milliers d'heures (années), nous rendons visite aux premières étoiles. Rappelons qu'en proportion, notre Soleil et ses voisines sont terriblement éloignés, un peu comme des oranges situées à 2 000 kilomètres les unes des autres.

La traversée de la Galaxie (notre galaxie) requiert une centaine de milliers d'années. Des millions d'années seront nécessaires pour s'approcher des galaxies voisines. Ce qui ne représente qu'un petit facteur 10 supplémentaire. Les distances entre les galaxies sont relativement petites compte tenu de leur taille. Le monde des galaxies, notre Monde, se mesure en milliards d'années de lumière. Nous attribuons la limite de notre vision à une quinzaine de milliards d'années, c'est notre horizon, c'est l'Univers visible.

Question de puissance

Un horizon à quinze milliards d'années exprimé en seconde, cela donne 5 X 10 ^16. Ce qui signifie que 16 multiplications par 10 ont suffi pour nous transporter de la banlieue lunaire aux confins de l'Univers. L’échelle des puissances de 10 permet d'exprimer sous une forme « courte » des nombres que nous qualifions d'astronomiques. Cette commodité est cependant trompeuse. Il est facile d'écrire des puissances de 10 qui représentent des nombres qui sortent totalement de l'échelle des réels et qui ne correspondent strictement à rien. Jongler avec des puissances de cent, de mille, de millions et même de milliards est mathématiquement correct. Par contre, ces nombres n'ont plus aucun sens pour la physique. Le plus grand nombre que la physique peut produire est le nombre d'atomes dans l'univers. Il est de l'ordre de 10 exposant 80. Un exposant de deux chiffres seulement.

Lorsque l'on considère un très grand nombre d'objets, le nombre d'atomes dans l'univers par exemple, les configurations possibles théoriquement envisageables sont tellement grandes que l'obtention d'une configuration particulière donnée à l'avance ne peut survenir en un temps raisonnable par rapport à l'âge de l'Univers, estimé à une petite quinzaine de milliards d'années.

Rien n'est jamais pareil

Le fait qu'il soit impossible de reproduire de nouveau tout événement réel est absolument capital. Le ciel que nous observons de la Terre n'existe en aucun autre endroit. « L'unicité est la règle, la pluralité l'exception. Jamais deux parties identiques de bridge ne sont jouées à la surface du globe; jamais deux perturbations pluvioorageuses n'ont eu le même déroulement; jamais deux feuilles n'ont suivi la même trajectoire en se détachant du même peuplier... » [Jean-Marc Bertrand, Jean Fourastrié. Les conditions de l'esprit scientifique (1966).] La duplication d'une même histoire implique un nombre gigantesque d'éléments et nécessite une configuration particulière.

Et l'apparition de la vie là-dedans ?

Le premier aspect de cette question relève du calcul astrophysique. Il s'agit d'évaluer les chances qu'une étoile soit dotée d'un système planétaire, puis les chances qu'au moins une de ces planètes, ayant des dimensions convenables, abrite un environnement favorable à la vie. On ne connaît pas encore très bien les exigences à satisfaire au chapitre des planètes porteuses de vie. Il est cependant clair qu'une biosphère ne peut apparaître sur n'importe quelle planète.

Dans notre système solaire, la Terre se démarque rapidement par ses conditions privilégiées, d'abord par la présence d'eau liquide, condition jugée indispensable à la vie. Pour ajouter à la situation exceptionnelle de la Terre, nous savons maintenant l'apport de plusieurs circonstances dues au pur hasard. La première est la présence de la Lune, qui grâce à une masse importante a réussi à stabiliser par l'effet des marées, l'axe de rotation terrestre. Les missions Apollo nous ont révélées de façon quasi certaine que la Lune est le résultat d'un impact gigantesque d'une planète de la taille de Mars. La seconde circonstance est la présence de deux grosses planètes, Jupiter et Saturne, qui aspirent les astéroïdes et les comètes de passage. Quelle est la proportion d'exoplanètes qui ont bénéficié de cette même veine ?

Comprendre l'apparition de la vie sur Terre

Il semble que la Terre ait bénéficié d'une histoire unique en son genre. Si on considère le nombre limité de planètes et au contraire le nombre considérable d'exigences, il n'est loin d'être certain que cette série d'événements fortuits se soit produite quelque part ailleurs.

Certitude à l'horizon

Un astronome de l'Université de Monpellier, Christian Magnan, a jeté les bases d'un véritable raisonnement probabiliste sur les chances d'apparition de la vie ailleurs.
Récapitulons. Une galaxie comme la nôtre contient un gros millier de milliards de planètes. C'est un nombre plutôt petit. Mille milliards ce n'est que 10 à la 12. Par conséquent si la probabilité qu'une planète soit dotée de l'environnement nécessaire à la vie comporte plus de 12 chiffres alors il faut tristement admettre qu'il n'y a aucune chance que sorte, parmi ce petit millier de milliards de planètes que compterait notre Galaxie, un monde propice à la vie.

Même en supposant l'improbable, à savoir qu'une planète ait réussi à se démarquer en offrant toutes les garanties d'accueil, Christian Magnan se demande s'il est possible de soutenir que les complexes processus physico-chimiques ont, sur des durées astronomiques, pu produire tous les essais qui conduisent de la chimie prébiotique et à l'apparition de la vie. Le facteur temps s'impose. Un milliard d'années, ce n'est que 10 à la 16. Seulement, parce qu’un tout petit 16 en exposant ne fait vraiment pas le poids face à des exposants de l'ordre du millier ou du million et peut-être même davantage. Les chances, de voir apparaître la vie une autre fois, avoisine le zéro si on prend en considération le nombre d'essais nécessaires. Un nombre dont les exposants pourraient facilement atteindre le millier, voir le million et même bien plus.

Il nous est impossible, dans l'état actuel de nos connaissances, de déterminer la probabilité d'apparition de la vie. Toutes nos tentatives de la créer en laboratoire ont lamentablement échoué. Ce n'est une tâche simple.

La réalité physique ne requiert que des exposants à deux chiffres. Au-delà, s'ouvre l'inépuisable domaine de l'impossible. Une conclusion s'impose : la vie est totalement improbable, puisque nos « 16 » et nos « 12 » de la réalité ne font pas le poids face aux millions d'essais que semble demander la biochimie.

Même en prenant en compte l'univers est ses milliards de galaxies comme la nôtre, nous n'ajouterions qu'un nombre de 12 chiffres. Ce n'est pas suffisant.

Nous sommes seuls...

Il semble bien que la vie soit effectivement improbable, qu'elle ne soit apparue nulle part ailleurs. Nous serions définitivement seuls dans un univers inhospitalier aux dimensions démesurées dont on n'imagine pas la finalité et la raison d'être. Nous sommes cependant très loin des idées généralement admises autour de cette question. Idées véhiculées par le cinéma et les ouvrages de science-fiction, de même que par un courant démesurément optimiste qui se plaît à entrevoir un univers foisonnant de vie et de créatures fantasmagoriques.

Il se pourrait bien que nous soyons seuls et que nous croulions sous l'énorme poids des responsabilités et de l'importance qui nous échoit.

... peut-être pas

Cependant, rien ne nous permet d'affirmer que la vie est d'abord apparue sur Terre. Il se pourrait que la vie ait surgi quelque part dans l'Univers et qu'elle se soit propagée de planète en planète. C'est la théorie de la transpermie. Dans un tel cas, la combinaison gagnante a été jouée une fois, une seule fois, mais le résultat s’est ensuite répandu partout ou les conditions d'accueil étaient favorables. Dans une telle éventualité, nous avons peut-être un nombre incalculable de frères et de soeurs, non seulement dans notre Galaxie, mais dans l'univers tout entier.

Le débat est relancé la question demeure : « Sommes-nous seuls? »

Lectures complémentaires:

Jacques Monod, Le Hasard et la nécessité (1970) le Seuil.
Jean-Marc Bertrand, Jean Fourastrié, Les conditions de l'esprit scientifique (1966).
Civilisations extra-terrestres, Isaac Asimov (1997).
Cosmic Connection ou l'appel des étoiles, Carl Sagan (1975).
Christian Magnan, de l'Université de Monpellier II.