Sommes-nous seuls ? C'est l'une des questions les plus fondamentales de l'existence humaine. Les gens tentent d’y répondre depuis des millénaires sous une forme ou une autre, mais ce n’est que récemment que nous avons acquis les outils et les connaissances nécessaires pour commencer à essayer d’estimer si nous le sommes ou non. Ces efforts prennent la forme d’outils célèbres comme le paradoxe de Fermi et l’équation de Drake, mais il est toujours possible d’en apporter une compréhension plus nuancée. Un nouvel article publié dans Acta Astronautique d'Antal Veres de l'Université hongroise d'agriculture en présente une nouvelle : la zone de solitude.
Cependant, la zone de solitude n'est pas un endroit ; il s'agit d'une fenêtre statistique dans laquelle la probabilité qu'il existe exactement une forme de vie d'une complexité donnée est plus grande qu'une situation dans laquelle plusieurs formes de vie du même niveau d'avancement technologique existent ou aucune n'existe. Cette deuxième partie est essentielle : elle fait de la fenêtre statistique une courbe en cloche plutôt qu'une fonction exponentielle. Mais avant d’aller trop loin dans les statistiques, définissons quelques concepts.
Le paradoxe de Fermi, mis en avant par le physicien Enrico Fermi, pose la question suivante : s'il existe tant d'endroits où la vie peut évoluer dans l'univers, où sont tous les extraterrestres ? À ce jour, personne n’a été en mesure de trouver une réponse satisfaisante, mais il existe un certain nombre de théories qui tentent de répondre à la question ; deux d’entre elles sont essentielles à la compréhension de la zone de solitude.
La première est l’idée des « grands filtres », selon laquelle, pour atteindre un certain niveau de développement technologique, une forme de vie doit passer un événement statistiquement improbable. La création originale de la vie sur Terre est un grand filtre classique, tout comme le passage des organismes unicellulaires aux organismes multicellulaires. Chacun de ces filtres est collectif, car chaque forme de vie doit les franchir à tour de rôle – et selon certaines versions de la théorie, nous pourrions en avoir encore davantage dans notre cycle de développement technologique.
Un autre concept clé est l’échelle de Kardashev. Développée à l'origine par le physicien soviétique Nikolai Kardashev, cette échelle évalue le niveau de développement technologique d'une forme de vie en fonction de la quantité d'énergie consommée par sa civilisation. Un type I utilise la puissance qu’une planète typique de la taille de la Terre recevrait ; un type II utilise toute la production d'une étoile ; et un Type III utiliserait toute la puissance d’une galaxie entière. Les estimations actuelles provenant de diverses sources placent l’humanité à environ 0,7 sur cette échelle.
Un dernier concept clé est l’équation de Drake. Développée par l'astronome Francis Drake, cette célèbre équation tente de calculer le nombre de civilisations dans la galaxie qui ont atteint un niveau humain de sophistication technologique. Ses facteurs incluent le taux de formation d’étoiles, la fraction d’étoiles contenant des planètes et la fraction de planètes sur lesquelles la vie pourrait potentiellement évoluer.
Le modèle Solitude Zone du Dr Veres utilise les idées de ces trois concepts et repose sur quatre principes clés. Le premier est la « complexité », qui permet à une forme de vie d’être classée sur une échelle de 0 à l’infini selon sa « complexité », allant du simple organisme unicellulaire à « l’intelligence postbiologique » – c’est là qu’intervient le facteur d’échelle de Kardashev.
Vient ensuite la « probabilité d'existence », c'est-à-dire la probabilité qu'une civilisation présentant au moins un certain niveau de complexité existe. Un autre facteur clé est la « probabilité d’émergence » – la probabilité qu’une forme de vie d’au moins ce niveau apparaisse dans un seul système.
Et enfin, le nombre total de systèmes potentiels existant dans l’univers. En prenant une version modifiée du nombre de l'équation de Drake et en l'étendant à l'univers entier plutôt qu'à cette galaxie, le document verrouille ce nombre à 10.24le nombre estimé de planètes telluriques dans l'univers observable.
À partir de ces facteurs, le Dr Veres calcule la fréquence à laquelle une probabilité d'émergence se trouve dans la « zone de solitude » en calculant si elle remplit deux conditions : la probabilité qu'une seule civilisation de ce niveau technologique existe est plus élevée que la probabilité qu'il en existe plusieurs. La probabilité qu’au moins une civilisation de ce niveau technologique existe est plus élevée que la probabilité qu’aucune d’entre elles n’existe.
Ce deuxième facteur peut paraître évident, mais il s’agit d’un élément essentiel qui ressort de ce cadre. Dans des scénarios trop pessimistes quant à l’évolution de la vie biologique, il est en réalité plus probable que la vie n’existerait pas du tout plutôt que dans un seul cas. Pour prouver ce point, le Dr Veres a réalisé quatre scénarios différents pour évaluer la probabilité qu'une forme de vie se trouve dans la zone de solitude.
Pour le scénario « Optimisme astrobiologique », qui rend compte d’une évolution « facile » sur plusieurs mondes, il n’y a essentiellement aucune chance pour une civilisation ayant la capacité technologique de l’humanité d’être seule dans l’univers car elle regorgerait d’autres civilisations. D'un autre côté, le scénario Evolutionary Hard Step, qui place un Grand Filtre plus tôt dans la vie sur le chemin historique de la Terre, la probabilité d'être dans la Zone de Solitude est proche de 0 car il est plus probable qu'aucune forme de vie n'existe plutôt qu'une seule.
Cependant, il existe une réponse particulière au paradoxe de Fermi qui correspond bien à ce modèle : l’hypothèse des terres rares. Dans ce scénario, une vie complexe est extrêmement rare, mais ce n’est pas au point d’être impossible du tout. Les conditions au début de la Terre devaient être idéales pour permettre à la vie d’évoluer, mais recréer involontairement ces conditions sur une autre planète est extrêmement improbable.
Il en résulte une probabilité relativement élevée que nous soyons en fait dans une zone de solitude. Veres estime cette chance à environ 29,1 %. Il va même plus loin et définit un autre scénario dans le « point idéal » du cadre appelé l'hypothèse critique de la Terre, qui maximise la probabilité que nous soyons seuls à 30,3 %.
L’un des points importants à retenir de cet exercice est que, dans aucun scénario, la probabilité que nous existions dans la zone de solitude ne soit supérieure à 50 %. Il est bien plus probable qu’il existe plusieurs formes de vie à nos niveaux technologiques, ou qu’il n’y en a pas du tout. Cependant, à mesure que l'estimation de l'échelle de Kardashev d'une forme de vie augmente, la probabilité de se retrouver dans cette zone augmente, les civilisations très avancées ayant plus de 50 % de chances d'être seules à un moment donné.
Ce modèle est un outil utile pour comprendre comment réfléchir à cette question fondamentale, mais comme toutes les conversations autour de cette question fondamentale, elle suscitera certainement un débat. À moins que quelque chose ne tourne vraiment mal sur notre chemin de développement civilisationnel, nous pourrons peut-être un jour y répondre définitivement, mais d’ici là, l’humanité dans son ensemble continuera de devoir se demander si nous sommes réellement dans la zone de solitude.
