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À propos du paradoxe de Fermi
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À propos du paradoxe de Fermi

Elle est aussi une porte d'accès commode aux réalités plus « terre-à-terre » de l'astrophysique. Plus qu'anecdotique elle soulève de nombreuses interrogations, et n'offre pas une réflexion uniforme, comme le montre cette interview croisée. Deux visions sensiblement différentes mais complémentaires.

Tout d'abord celle de Nicolas Prantzos, astrophysicien, directeur de recherche au CNRS et auteur de nombreux livres et articles, dont Voyages dans le futur, paru au Seuil en 1998, Sommes-nous seuls dans l'univers ?, chez Fayard en 2000, et qui a participé à la rédaction du Paradoxe de Fermi et les voyages interstellaires, un ouvrage collectif publié chez Albin Michel en 2002.

Ensuite, Elisabeth Piotelat. Ingénieur au Laboratoire d'Informatique pour la Mécanique et les Sciences de l'Ingénieur du CNRS, elle est la coordinatrice pour la France de la SETI league, organisation à but non lucratif de radio-astronomes amateur. Elle est l'auteur de plusieurs articles sur le paradoxe de Fermi. 

ActuSF : Qu’est-ce que le paradoxe de Fermi ?

Nicolas Prantzos : Le paradoxe de Fermi pourrait se résumer en une seule phrase : « Où sont-ils ? » .

Elisabeth Piotelat : Pendant l'été 1950, en se rendant à la cantine, Enrico Fermi discutait avec des collègues d'un dessin humoristique représentant des petits hommes verts volant les poubelles de New York pour les amener sur leur planète.
Nicolas Prantzos : C'était l'époque des premiers rapports sur les OVNIS, et même si aucun des astronomes qui étaient présents ne pensait sérieusement qu'il s'agissait vraiment de vaisseaux extra-terrestres, Fermi s'est tout de même posé la question.
Elisabeth Piotelat : Pendant le repas, il demanda « Mais où sont-ils ? » Ils estimaient que des E.T. devraient déjà être sur Terre. Une civilisation se déplaçant à 1 % de la vitesse de la lumière mettrait 20 millions d'années pour coloniser toute la galaxie. Or les plus vieilles étoiles de la galaxie ont un milliard d'années.
Nicolas Prantzos : Cette conversation est restée inconnue pendant très longtemps. On va trouver une première référence à cette phrase « Où sont-ils ? » en 1962 dans un texte de Carl Sagan, mais sans autre commentaire. Il faudra attendre 1976 – donc un quart de siècle après – un article assez provocateur écrit par un autre astronome, Michael Hart, et dans lequel il affirmait qu'il n'y avait pas de civilisations extra-terrestres, et que par conséquent, chercher à capter des signaux radio venant de l'espace était une perte de temps. Pour y répondre, Carl Sagan, s'est de nouveau appuyé sur cette conversation de 1950, en l'appelant « le paradoxe de Fermi ».

Elisabeth Piotelat : La notion de paradoxe n'est apparue que plus tard, quand des astronomes ont utilisé les mêmes arguments pour dire qu'ils n'existaient pas.

ActuSF : Quelles sont les limites du paradoxe de Fermi ? L’hypothèse de départ est-elle valide ?

Elisabeth Piotelat : Le paradoxe de Fermi ne doit pas être jeté à la poubelle car il permet
de poser la question de l'existence d'une vie E.T. de manière scientifique. Stephen Webb énumère dans son livre près de 50 solutions, mais elles butent toutes sur une exception : « peut-être que le voyage spatial est improbable, mais il suffirait qu'une seule civilisation... »

En général, les personnes qui ne comprennent pas que l'on puisse encore parler du paradoxe de Fermi ont choisi une hypothèse souvent extrême, du style « Ils sont déjà là, j'ai vu une soucoupe hier ! » ou alors « Les extraterrestres n'existent pas, c'est n'importe quoi, je ne vois pas où est le paradoxe ! » Ils oublient qu'à postulat extraordinaire, il faut une preuve extraordinaire. Donc tant que l'on ne peut pas prouver qu'ils sont déjà là, ou que nous sommes seuls dans l'univers, nous devons continuer à considérer la question de Fermi comme un paradoxe.

Je me suis souvent demandé si Fermi se poserait la question aujourd'hui. En 1950, il existait encore beaucoup de colonies sur Terre. Pour les gens de ma génération qui ont grandi avec Albator, il semble évident que coloniser un pays n'est pas une preuve d'intelligence. Les civilisations avec un niveau technologique leur permettant de voyager dans la galaxie
n'ont-elles pas dépassé le stade puéril et barbare de la conquête de territoires habités ? J'avais essayé de soumettre l'idée à VSD qui m'avait demandé un article sur le paradoxe de Fermi à l'occasion d'un hors série sur les OVNIS. Ils ont supprimé toute allusion à la colonisation sans m'en avertir (L'article non censuré est ici).

Avec la mondialisation, un Fermi du XXIe siècle se demanderait peut-être « Où sont les civilisations marchandes de la galaxie ? » Mais il se trouverait toujours des esprits chagrins pour dire que ce n'est pas un paradoxe puisque c'est évident que les USA utilisent déjà des
technologies vendues par on ne sait quelle entité à Roswell.

Nicolas Prantzos : En fait, selon moi, il y a, non pas une, mais quatre hypothèses de départ.

La première, c'est que nous ne sommes pas seuls dans l'univers. Deuxièmement, nous ne sommes ni seuls, ni spéciaux. C'est-à-dire qu'il y a eu d'autres civilisations avant nous. Ensuite, troisième point, nous ne sommes pas les seuls à vouloir communiquer avec les autres. Et enfin, le quatrième point, c'est que les voyages interstellaires sont relativement faciles à mettre en œuvre, et qu'il faudrait donc moins de cent millions d'années pour coloniser la Voie lactée (c'est la fourchette haute de l'estimation, la fourchette basse se situant aux alentours de quelques millions d'années). Ce qui est tout de même peu en regard de ses dix milliards d'années. Si vous mettez toutes ces hypothèses ensemble, vous arrivez à la conclusion qu'ils devraient être ici.

Or, puisqu'ils n'y sont pas, c'est donc que l'une de ces hypothèses n'est pas valable. Alors laquelle ? Il y a des gens qui ont, par exemple, présumé que les voyages interstellaires sont impossibles, ou du moins très difficiles. C'était ce que pensait Frank Drake, le pape de la recherche des signaux radio (le fondateur du programme SETI), ou bien Fred Hoyle.

Il y a aussi toute une série d'explications qui tourne autour de la sociologie du phénomène, et de ces supposées civilisations. Est-ce que, même s'ils avaient la technologie à leur disposition, ils auraient entrepris des voyages interstellaires ? Ils auraient, après tout, très bien pu développer une forme de société écologique à zéro croissance. Il y a aussi la théorie du zoo galactique – ou de la quarantaine cosmique – qui dit qu'il s'agirait d'une civilisation tellement en avance sur nous, qu'elle serait effectivement parvenue jusqu'à nous, mais sans prendre la peine de contacter, nous jugeant trop primitifs, et se contentant de nous observer de loin.

Fermi de son côté pensait qu'il y avait eu des civilisations suffisamment avancées pour prendre l'espace, mais qu'elles s'étaient autodétruites avant. Cela dit, il faut bien se souvenir que cette hypothèse date de la guerre froide, et qu'elle a perdu depuis de sa pertinence.

Quoiqu'il en soit, toutes ces hypothèses n'ont rien à voir avec la physique ou l'astrophysique. Mais elles ont toutes un point faible commun, qui est que, si effectivement il n'y a que quelques civilisations extra-terrestres, on peut imaginer que l'une ait trouvé son point d'équilibre sans entreprendre de conquêtes spatiales, qu'une autre se soit détruite au cours d'une guerre nucléaire. Mais si on fait le pari, non plus de quelques-unes, mais de centaines ou de milliers de civilisations disséminées dans l'univers, il est impossible que toutes rentrent strictement dans le cadre de ces quelques limitations. À moins bien-sûr que nous ne possédions une sociologie des sociétés du futur qui confine à la divination, mais ce serait étonnant. Sérieusement, chaque règle ayant ces exceptions, il aurait dû y avoir au moins une ou deux civilisations qui nous auraient contactés.

Mais si ce n'était pas le cas. Si parmi tous nous étions les seuls à vouloir communiquer avec les autres, là cela voudrait dire que nous sommes spéciaux, rien que dans notre volonté de vouloir communiquer avec les autres. Ce qui réfute, au passage le deuxième principe de base énoncé plus haut.

Et puis, dernière hypothèse, ils sont venus, ont laissés des signes, des artefacts, sur Terre ou sur la Lune, et nous ne les avons pas encore trouvé. C'est 2001 de Clarke.

ActuSF : Parmi les réponses possibles au paradoxe de Fermi, la ou lesquelles vous semblent les plus pertinentes :

1. Il n'y a pas de civilisations extra-terrestres :

Elisabeth Piotelat : Tout dépend du volume d'espace que l'on considère. Les civilisations extra-terrestres n'existent sans doute pas dans notre environnement immédiat. Dans la galaxie alors ? En 1979, Carl Sagan écrivait : « Il peut y avoir 250 milliards d'étoiles dans la galaxie. S'il y avait un million de civilisations, cela voudrait dire qu'une étoile sur 250 000 aurait une planète habitée par une civilisation avancée. Comme nous ne savons pas quelles sont les étoiles candidates, il nous faut en examiner beaucoup. » Donc statistiquement, comme il y a déjà une civilisation sur les 250 000 étoiles les plus proches du soleil, c'est-à-dire nous, nos voisins n'habitent pas forcément l'étoile à côté...

2. Il y a effectivement des civilisations extra-terrestres existent, mais il leur est impossible de nous contacter :

Elisabeth Piotelat : Quand on voit les difficultés qu'ont les humains pour se contacter, ce ne serait pas étonnant ! Chaque fois que nous pouvons mettre des frontières, nous le faisons. En France, on interdit à certains enfants de conserver leurs camarades de classe, en renvoyant certains dans leur pays d'origine pour de stupides histoires de papiers.
Les ordinateurs ne font pas mieux, sans doute parce qu'ils sont construits par des humains... D'une génération à l'autre, beaucoup de choses ne sont pas compatibles. Quant à faire communiquer deux systèmes pensés par des entreprises concurrentes, cela relève souvent de l'exploit.
À une échelle galactique, le contact, c'est-à-dire simplement le téléphone qui sonne, risque d'être plus compliqué. On peut penser que les barrières artificielles telles que les deux évoquées plus haut n'existeront pas, car il y aura une volonté de part et d'autre de simplifier la communication. Et puis, nous devons avouer que même si depuis 1959, il y a pratiquement toujours eu un projet SETI en cours, nous sommes très peu à l'écoute. Si un message arrivait en ce moment même sur Terre, il y a une probabilité de 99,99999 % que notre plus grand radiotélescope c'est-à-dire celui d'Arecibo, pointe au mauvais endroit.

3. Les civilisations extra-terrestres existent, ont développé la technologie pour nous visiter, mais ne l'ont pas fait :

Elisabeth Piotelat : Le Guide du routard galactique de Douglas Adams ne stipule-t-il pas que nous habitons une banlieue mal famée au bout d'un bras de la galaxie ? Le coin n'est sans doute pas très touristique. Scientifiquement, le centre de la galaxie est sans doute plus intéressant.

4. Les civilisations extra-terrestres existent et nous ont visités, mais ne signalent pas leur présence :

Elisabeth Piotelat : J'avoue avoir un peu de mal à accepter toutes ces théories de complots. Quand nous observons des animaux, nous signalons la plupart du temps notre présence, ne serait-ce que par l'odeur que nous dégageons. L'éthologie, à savoir l'étude des comportements animaux est un domaine captivant mais là encore, le plus intéressant concerne la communication des dauphins ou des singes entre eux et avec nous. Pour cela, il nous faut nous signaler ou créer des stimuli afin d'analyser les réponses !

5. Les civilisations extra-terrestres existent, nous ont visités et ont communiqué avec nous, mais leur existence n'a pas été officialisée :

Elisabeth Piotelat : Vous avez raison. Je suis obligée de vous avouer que mon immeuble est régulièrement envahi par de petits extraterrestres qui n'apparaissent que le soir et se promènent sur l'eau de Javel. J'ai aussi quelques visites régulières sur mon balcon d'entités biologiques hideuses et munies d'ailes. Deux d'entre eux ont même osé se reproduire en mon absence l'été dernier. Depuis l'éternité, les autorités dissimulent leur existence officielle. Pour ma part, j'ai glissé un post sur mon blog qui permettra aux plus audacieux de découvrir la vérité, mais je n'ai pas osé utiliser le mot « extraterrestre ».

6. Les civilisations extra-terrestres existent et nous sommes celle qui visitera la galaxie :

Elisabeth Piotelat : Pour ce qui est de visiter la galaxie, nous sommes très mal partis. En 1969, nous étions capables d'aller sur la Lune, aujourd'hui ce n'est plus le cas. Je ne suis pas certaine que beaucoup d'enfants rêvent de traverser l'espace comme l'ont fait les générations précédentes qui vénéraient les astronautes.
Nous visiterons peut-être la galaxie de la même manière que nous visitons le monde, en zappant sur une longue liste de chaînes jusqu'à en trouver une qui diffuse dans notre langue ou en surfant sur le web. Si chaque planète habitée émettait une espèce de page personnelle dans toutes les directions, nous pourrions visiter la galaxie derrière un télescope après avoir inventé le navigateur galactique.

ActuSF : L’hypothèse d’une vie extra-terrestre fait-elle l’objet actuellement d’une authentique recherche scientifique, et si oui, de quel type ?

Elisabeth Piotelat : En 1990, je me souviens avoir tenu un stand à un salon de SF organisé par le club Présence d'Esprit. Je m'occupais à l'époque de la page information scientifique du fanzine. J'avais devant moi une équation de Drake géante, outil qui permet surtout de quantifier notre ignorance. Avec quelques passionnés, nous avions longtemps bavardé sur le thème « Mais pourquoi y aurait-il des planètes autour d'autres étoiles ? Il n'y a aucune raison pour que ce qui s'est passé autour du soleil se reproduise ailleurs. » Depuis, nous avons découvert plus de 200 exoplanètes. Le satellite Corot qui vient d'être lancé ajoutera sans doute quelques milliers d'autres.
Nicolas Prantzos : Depuis une dizaine d'années on a commencé à en détecter, mais pour l'instant seulement des planètes géantes – c'est-à-dire qui font cinq ou six fois la masse de la Terre —, mais pas encore de planètes terrestres. Elles sont trop petites pour affecter le mouvement de leurs étoiles. Mais cela dit, on espère qu'on pourra y parvenir d'ici une quinzaine ou une vingtaine d'années.
Elisabeth Piotelat : L'étape suivante sera de détecter des écosystèmes, puis de la vie et pourquoi pas de la vie intelligente sur ces planètes.

Nicolas Prantzos : De là, il faudra faire de la spectroscopie, pour voir la composition de leur atmosphère. Essayer de déterminer la présence d'oxygène ou d'ozone, propice à la vie. Et après… et bien après, c'est difficile d'aller au-delà de ça. Après il faudra envoyer des sondes, et ça, même si ce sont des étoiles proches, ça prendra beaucoup de temps.
Elisabeth Piotelat : La plupart des astronomes sont motivés par cette recherche de la vie, comme leurs prédécesseurs l'étaient en découvrant les planètes du système solaire.
Nicolas Prantzos : Et en parallèle de ça, on essaie d'explorer au maximum notre système solaire. Alors, on analyse le sous-sol de Mars pour essayer d'y découvrir des micro-organismes. Une autre perspective, mais plus lointaine, c'est l'immense océan glacé d'Europe, le satellite de Jupiter. Et encore à plus longue échéance, il y a aussi Titan, où règne une forme de chimie micro-organique, mais tout cela concerne des formes de vie assez primitives. On est ici au niveau microscopique ou submicroscopique. Rien à voir avec des civilisations extra-terrestres. Mais c'est tout ce qu'on peut faire aujourd'hui au niveau scientifique.

En ce moment, on entend beaucoup parler d’astrobiologie ou d'exobiologie, c'est très à la mode et des instituts sont créés. Mais pour tous ces gens, la vie, se passe au niveau des micro-organismes. C'est la seule forme de vie extra-terrestre qu'on puisse espérer découvrir dans un temps raisonnable. C'est tout.

ActuSF : Et il y a aussi des initiatives comme le projet SETI ?

Elisabeth Piotelat : On peut voir les écoutes de type SETI comme une volonté de brûler les étapes afin de rechercher directement la vie intelligente. Il y a de nombreux débats dans la communauté scientifique autour des pistes à mener. Faut-il commencer par émettre dans l'espoir de recevoir une réponse ? N'est-il pas au contraire très dangereux de se signaler comme le pense l'auteur de SF David Brin ? Pourquoi ne nous observeraient-ils pas depuis des astéroïdes et si oui, pourquoi ne pas s'inspirer des recherches actuellement très en vogue sur les NEO (Near Earth Objects) comme le souhaite Alain Labèque ?
Pour ce qui concerne les écoutes SETI classiques, plusieurs organismes sont aujourd'hui très actifs.

Nicolas Prantzos : Le projet SETI c'est faire le pari de l'existence de civilisations avancées, et tenter de capter leurs signaux radio. C'est tout de même un projet très hasardeux. D'ailleurs, la NASA a arrêté son financement au début des années 90, et depuis il ne tourne que sur des fonds privés. Alors récemment, ils ont étendu leurs recherches avec SETI Optical, pour tenter de capter des faisceaux pulsés. Mais le problème c'est qu'il est très difficile non seulement de déterminer où pointer ses antennes, sur quelle fréquence les caler, mais aussi pour combien de temps.

En outre, ça pose aussi un problème méthodologique. Lorsque vous élaborez une théorie que vous mettez à l'épreuve des faits, et que vous vous trompez, vous apprenez déjà quelque chose : c'est que votre hypothèse de départ est fautive. Mais ici, si vous n'avez rien capté, même après avoir scanné tout le ciel, dans toutes les gammes de fréquences possibles et pendant un siècle, qu'est-ce que vous apprenez ? Et bien qu'il n'y a pas de civilisation extra-terrestre émettant de signaux dans notre direction à ce moment-là. Mais ça ne veut pas dire qu'elles n'existent pas. Au final, on n’apprend rien du tout sur leur existence.

ActuSF : Concrètement, comment le projet SETI recherche-t-il la vie dans les étoiles ?

Elisabeth Piotelat : J'ai envie de répondre « avec les moyens du bord ». C'était le cas pour
le premier projet, Ozma en 1959. Franck Drake a utilisé le radiotélescope qu'il avait à sa disposition et a juste investi dans un détecteur. Son ordinateur était moins puissant que celui que possèdent la plupart des internautes aujourd'hui. Heureusement, ces moyens sont en constante progression. Le projet Phoenix qui s'est terminé en 2004 était 1014 (1 et 14 zéros
derrière) fois plus puissant qu'Ozma si l'on tient compte de tous les paramètres : surface de l'antenne, récepteur, moyens de calculs, etc...

La recherche de signaux LASER est très en vogue actuellement. La Planetary Society a inauguré un nouveau télescope le 11 avril 2006. C'est le premier instrument au monde à être dédié entièrement à SETI.

Par ailleurs, l'ancienne équipe de la NASA, le SETI Institute met en place le Allen Telescope Array (ATA). Ce sera un réseau de petites antennes dédiées entièrement à SETI.


Le projet SETI@HOME, lancé en 1999 pour une durée de deux ans est toujours d'actualité. Le logiciel s'appelle BOINC et sert maintenant à de nombreuses autres applications scientifiques et médicales. Il permet à tout le monde de participer à l'analyse de signaux. Pour ne pas se
sentir seul à calculer, le mieux est de rejoindre l'Alliance Francophone.

Pour ma part, je représente en France une association à but non lucratif, la SETI League. Au sein du CNRS, une petite équipe a été mise en place suite au colloque sur le paradoxe de Fermi organisé par Jean Schneider en 2004. Actuellement, nous sommes plutôt dans une phase de
réflexion sur les orientations que nous pourrions prendre. Mes pensées s'envolent souvent vers le pays du Grand Meaulnes où la France possède un magnifique radiotélescope !

ActuSF : Si effectivement nous sommes seuls dans l’univers qu’est-ce que cela impliquerait pour nous d’un point de vue scientifique ?

Elisabeth Piotelat : Paradoxalement, pour prouver que nous sommes seuls, il faudrait avoir
écouté, scruté, toute la galaxie. Et puis qui nous dirait qu'il n'y a pas quelqu'un dans une autre galaxie ? Ou qu'il n'y a pas eu quelqu'un longtemps avant nous ?

Dans sa nouvelle Les Sphères de cristal, David Brin imagine des sphères autour de mondes habités qui isolent les civilisations. Ces sphères ne peuvent être brisées que de l'intérieur, ce qui fait qu'une civilisation qui n'a pas encore trouvé le moyen de briser sa sphère ne peut pas entrer en contact avec les autres. Si ces sphères n'existaient pas, les plus vieilles civilisations de la galaxie auraient tout colonisé avant que d'autres aient le temps de voir le jour. La première implication scientifique pourrait être celle-là : quelle est la matière, ou le processus qui empêche la communication, le voyage spatial, etc. ?

Dans les années 70, les scientifiques déçus par le silence des premières écoutes SETI se demandaient si la durée de vie des civilisations technologiques n'était pas très brève. Les civilisations qui commencent à émettre des ondes ou à voyager dans l'espace ne finissent-elles pas par découvrir l'arme nucléaire et s'autodétruire dans les décennies qui suivent ?

Si nous sommes seuls, cela signifie que nous avons une planète unique dans l'univers et donc qu'il faut la préserver coûte que coûte. Nous ne retrouverons pas d'autre écosystème lorsque le nôtre ne sera plus habitable.

Nicolas Prantzos : Pour beaucoup de biologistes, le chemin évolutif qui a amené jusqu'au développement de l'intelligence de l'homme est tellement improbable, a été soumis à tellement d'aléas (comme la disparition des dinosaures qui a permis aux mammifères de sortir de leur ombre) qu'ils pensent que nous sommes le fruit du hasard. Ce qui voudrait que le développement de l'intelligence est extrêmement rare.

ActuSF : Sauf peut-être ailleurs. Dans – justement – l'un de ces Univers multiples ?

Nicolas Prantzos : Oui mais là on sort largement des limites de la science. Effectivement, il y a des théories selon lesquelles il y a des univers très lointains qui se créent sur le front d'inflation de notre propre univers. Mais ces univers n'ont aucun contact entre eux, et ce qu'on pourrait en dire n'est que pure spéculation. Alors quand bien même des civilisations s'y seraient créées, on n'en saura jamais rien.

Cela dit, notre univers est assez vaste. Il y a cent milliards d'étoiles par galaxies et il y a un trillion de galaxies, donc si dans notre univers on est seul…

ActuSF : Et précisément, si nous sommes seuls, qu'est-ce cela impliquerait d'un point de vue plus philosophique ?

Elisabeth Piotelat : Nous connaîtrons ainsi le prix de la vie et de l'intelligence, choses
rares dans l'univers. Nous saurons que nous avons un vaste territoire vierge à nous partager, comme l'Antarctique. Nous n'aurons plus à craindre les méchants envahisseurs... et il sera
inutile de mettre à jour les ouvrages religieux !

Nicolas Prantzos : Ça nous ramène à la première prémisse du paradoxe de Fermi, qui dit que nous n'aurions rien de spécial. C'est le principe de médiocrité copernicien d'ailleurs. Or s'il s'avère que nous sommes seuls, c'est la négation de ce principe qui est fondateur de notre modèle culturel.

Dans la pratique ça voudrait dire que si la nature a mis autant de temps pour mettre au monde cette chose précieuse et extraordinaire qu'est l'intelligence, et bien il faudra faire attention pour ne pas la détruire, et tenter, si possible, de la faire se répandre dans l'univers.

ActuSF : Mais à vous écouter, l'idée d'une humanité qui essaimerait dans les étoiles, ce n'est pas demain. Aucun scientifique n'y travaille sérieusement ?

Nicolas Prantzos : Non. En tout cas pas pendant ses heures de bureau. Après, vous savez, le week-end, on a tous le droit de rêver.

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