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Calculez vous-même le nombre de civilisations extraterrestres dans la Voie lactée

Calculez vous-même le nombre de civilisations extraterrestres dans la Voie lactée

Une nouvelle étude a offert une nouvelle vision du paradoxe de Fermi – les civilisations étrangères ne sont pas visibles pour nous parce qu'elles dorment. Crédits: Kevin M. Gill

Ces dernières années, le caractère explosif de la découverte d'exoplanètes (plus de 4 164 confirmées jusqu'à présent) a conduit à un regain d'intérêt pour la question intemporelle: "Sommes-nous seuls dans l'univers?" Ou, comme l'a dit le célèbre physicien italien Enrico Fermi, "Où est tout le monde?" Avec autant de planètes parmi lesquelles choisir et la vitesse à laquelle nos instruments et nos méthodes s'améliorent, la recherche de la vie au-delà de la Terre passe vraiment à la vitesse supérieure.


Dans le même temps, ces découvertes ont inspiré de nombreuses nouvelles études concernant la recherche continue de l'intelligence extraterrestre (SETI). Cela inclut le calculateur de civilisation extraterrestre, qui est une idée originale des physiciens Steven Woodling et Dominick Czernia. Inspirés par les récentes tentatives pour aborder la probabilité statistique d'une vie avancée dans notre galaxie, ils offrent un outil mathématique qui peut calculer les chiffres pour vous.

Mais d'abord, un rappel rapide semble de mise. Le premier "calculateur" pour déterminer le nombre d'intelligences extraterrestres (ETI) dans notre galaxie à un moment donné a été créé par le physicien américain et chercheur SETI, le Dr Frank Drake. Lors d'une réunion à l'Observatoire de la Banque Verte en 1961, Drake a préparé une équation qui résumait les probabilités de trouver des ETI dans notre galaxie.

Désormais connu sous le nom d'équation de Drake, cet argument probabiliste s'exprime mathématiquement ainsi:

  • N est le nombre de civilisations avec lesquelles nous pourrions communiquer
  • R * est le taux moyen de formation d'étoiles dans notre galaxie
  • fp est la fraction de ces étoiles qui ont des planètes
  • ne est le nombre de planètes qui peuvent soutenir la vie
  • fl est le nombre de planètes qui développeront la vie
  • fi est le nombre de planètes qui développeront la vie intelligente
  • fc est le nombre de civilisations qui développeraient des technologies de transmission
  • L est le temps nécessaire à ces civilisations pour transmettre leurs signaux à l'espace

Bien que cette équation visait à stimuler le débat sur la probabilité des ETI, elle était également importante en raison de ses implications fondamentales. Même si l'on traite toutes les variables de façon conservatrice, elles obtiennent toujours un résultat N par dizaines ou centaines. Fondamentalement, même si la vie est très rare dans notre galaxie, il devrait y avoir au moins quelques civilisations avec lesquelles nous pourrions entrer en contact.

Au fil des ans, l'équation de Drake a reçu sa juste part de critiques et de nombreuses tentatives ont été faites pour l'affiner. Par exemple, dans un article récent paru dans le Journal astrophysique, l'astrophysique Tom Westby et Christopher J. Conselice de l'Université de Nottingham ont créé leur propre argument probabiliste basé sur le principe astrobiologique copernicien.

En termes simples, ce principe (lorsqu'il est appliqué à l'existence de la vie dans notre univers) stipule qu'au lieu d'autres preuves, il ne faut jamais supposer que l'humanité est spéciale ou unique. Appliqués à la question de savoir si l'humanité est seule ou non dans l'univers, Wetsby et Conselice ont pu produire une version moderne de l'équation de Drake. Mathématiquement, il peut s'exprimer comme suit:

N = N* * FL * FHZ * FM * (L / T ')

  • N est le nombre de civilisations avec lesquelles nous pouvons communiquer
  • N * est le nombre total d'étoiles dans la galaxie
  • fL est le pourcentage de ces étoiles qui ont au moins 5 milliards d'années
  • fHZ est le pourcentage de ces étoiles qui hébergent une planète appropriée pour soutenir la vie
  • fM est le pourcentage de ces étoiles avec une métallicité suffisante, permettant une biologie avancée et une civilisation avancée
  • L est la durée de vie moyenne d'une civilisation avancée
  • t 'est le temps moyen dont dispose la vie pour se développer

Combinées aux dernières données astrophysiques sur ces valeurs, elles ont abouti à une estimation moyenne de 36 civilisations. Ce document de recherche a inspiré Wooding et Czernia pour créer leur calculatrice de civilisations extraterrestres (ACC), un outil qui permettrait aux gens de faire leurs calculs en utilisant l'équation de Drake ou le principe copernicien astrobiologique, mais de manière interactive.

En plus d'être membre de l'Institute of Physics (IOP) au Royaume-Uni, Wooding contribue régulièrement au projet Omni Calculator, une petite communauté composée de professionnels qui souhaitent rendre la science accessible.

Calculez vous-même le nombre de civilisations extraterrestres dans la Voie lactée

L'équation de Drake et le principe astrobiologique copernicien cherchent tous deux à répondre à la question brûlante: "Sommes-nous seuls?" Crédit: NASA

C'est là qu'il a rencontré Czernia, un jeune physicien moléculaire qui termine actuellement son doctorat. avec l'Institut de physique nucléaire de Pologne. Wooding a expliqué à Universe Today par e-mail: "En tant que moyen interactif et amusant d'impliquer le public dans la science de cette question fondamentale" Sommes-nous seuls dans l'univers? ", La calculatrice permet aux gens de voir facilement quelles entrées vont dans un tel modèle et voyez comment la modification des valeurs affecte le résultat — plus interactif que la lecture d'un article scientifique, ce que la grande majorité ne fera pas. "

Ceux qui souhaitent utiliser l'ACC doivent d'abord sélectionner le modèle qu'ils souhaitent utiliser, puis remplir tous les champs de la section hypothèses du modèle. Certaines valeurs par défaut sont fournies en fonction de ce que les scientifiques pensent être le plus probable statistiquement, mais les utilisateurs sont libres de saisir toutes les valeurs qu'ils souhaitent. De là, ils verront combien de civilisations intelligentes leur modèle et leurs valeurs prédisent.

Le principe astrobiologique copernicien est recommandé car il s'agit du modèle le plus récent et peut être ajusté pour permettre un scénario faible, modéré ou fort. En d'autres termes, les utilisateurs peuvent ajuster la rigueur des conditions de formation de la vie extraterrestre. Cependant, les utilisateurs sont encouragés à utiliser à la fois ceci et l'équation de Drake pour voir comment cela affecte leurs résultats.

Un autre avantage du modèle du principe copernicien est qu'il permet aux utilisateurs de voir combien de temps il faudrait pour atteindre le voisin extraterrestre le plus proche. Wooding dit: «(Les utilisateurs) devraient commencer par explorer les trois scénarios de modélisation et voir comment les entrées et les résultats changent. Le scénario fort est très restrictif et suit de près l'évolution de la vie sur Terre. Le scénario faible a des hypothèses plus détendues et conduit à un plus grand nombre de civilisations extraterrestres. Ensuite, vous pouvez mettre vos propres valeurs dans la calculatrice pour voir comment les résultats changent – idéal pour les astrobiologistes en fauteuil. "

Calculez vous-même le nombre de civilisations extraterrestres dans la Voie lactée

Impression d'artiste de la gamme de zones habitables pour différents types d'étoiles. Crédit: NASA / Kepler Mission / Dana Berry

Une fois que les utilisateurs ont fait cela, ils peuvent utiliser le calculateur de voyage spatial pour voir combien de temps il faudrait pour rencontrer les civilisations extraterrestres les plus proches de notre galaxie. Cette calculatrice a également été créée par Czernia et s'appuie également sur des variables utilisateur telles que la masse de l'engin spatial, l'accélération et les modèles physiques de l'univers (Einsteinien ou Newtonien).

Pour le plaisir, supposons que l'ACC nous a dit qu'il y avait potentiellement des centaines de civilisations dans notre galaxie et que la plus proche se trouve à environ 159 années-lumière de là (en utilisant l'exoplanète HD 42936 Ab comme référence). Supposons également que nous possédions un navire de masse similaire à l'ISS (420 tonnes métriques, 463 tonnes américaines) et qu'il pourrait accélérer de 1 g (9,8 m / s) jusqu'à atteindre 99% de la vitesse de la lumière.

Sur la base de ces variables, le calculateur de voyage spatial nous indique qu'il faudrait 161,4 ans pour atteindre l'ETI le plus proche, bien que seulement 10 ans se passeraient pour l'équipage (puisque nous utilisons la physique einsteinienne). Apparemment, le navire aurait également besoin d'environ 11,66 millions de tonnes métriques (12,85 millions de tonnes américaines) de masse de carburant pour faire le voyage. Alors oui, cette mission n'aura pas lieu de si tôt. Mais c'était un exercice amusant que je recommande fortement.

Pour être juste, l'équation de Drake et le principe astrobiologique copernicien ont leurs limites. Par exemple, nous avons beaucoup appris depuis que Drake a proposé pour la première fois sa fameuse équation sur les quatre premières variables. Cela est dû en grande partie à la récente série de découvertes d'exoplanètes, qui ont donné aux astronomes une bonne idée du nombre d'étoiles qui ont des planètes et de la fréquence à laquelle elles gravitent autour de la zone habitable d'une étoile.

De même, le principe copernicien astriobiologique est soumis à de nombreuses incertitudes. Dans l'étude de Westby et Conselice, ils ont supposé qu'une planète semblable à la Terre finirait par former la vie. De plus, il est largement admis que puisque les humains modernes n'ont émergé qu'il y a environ 200000 ans (alors que la planète Terre a plus de 4,5 milliards d'années), SETI ne devrait regarder que les étoiles qui ont 4,5 milliards d'années ou plus.

En fin de compte, prédire combien de civilisations extraterrestres sont là-bas continuera d'impliquer beaucoup d'incertitude. Au fil du temps, et les instruments que nous utilisons pour mener des recherches SETI s'améliorent, les astronomes en apprendront davantage sur ces variables. De cela, nous pouvons nous attendre à ce que les estimations sur le nombre probable d'ETI dans notre galaxie deviennent plus étroitement limitées.

Calculez vous-même le nombre de civilisations extraterrestres dans la Voie lactée

Vue d'artiste d'une planète Super-Terre en orbite autour d'une étoile semblable au Soleil. Crédit: ESO / M. Kornmesser

Comme l'a indiqué Wooding, certains développements importants doivent se produire avant que nous puissions répondre à la question "Sommes-nous seuls?" en toute confiance:

"Peut-être qu'à l'avenir, alors que plus de découvertes seront faites sur les étoiles et les planètes de la Voie lactée, vous pourrez revenir sur la calculatrice et voir comment elles affectent le nombre de civilisations extraterrestres possibles.

"Nous allons mieux détecter les planètes semblables à la Terre dans la zone habitable et même être capables de détecter ce qu'il y a dans leur atmosphère (si elles en ont une). Cela pourrait conduire à une recherche SETI plus ciblée, ce qui devrait augmenter nos chances. J'ai toujours pensé à construire un radiotélescope sur le côté obscur de la lune comme une excellente idée pour s'éloigner du bruit radio de la Terre, nous permettant d'augmenter notre sensibilité à toutes les transmissions étrangères. "

En fin de compte, nous ne saurons pas avec certitude à quel point la vie extraterrestre et les civilisations sont probables jusqu'à ce que nous trouvions des preuves. Mais la partie beauté est que le paradoxe de Fermi ("Où est tout le monde?") N'a besoin d'être résolu qu'une seule fois. Dans l'intervalle, la recherche d'ETI se poursuivra et bénéficiera énormément des instruments de nouvelle génération, comme les télescopes spatiaux romains James Webb et Nancy Grace, et des méthodes qui deviennent disponibles.

En même temps, des études de probabilité et des arguments probabilistes nous aideront à affiner les paramètres de recherche. S'ils sont là-bas, nous sommes sûrs de les retrouver éventuellement (doigts croisés). Assurez-vous également de consulter les autres outils intéressants qu'Omni Calculator a à offrir, notamment l'astrophysique, la physique quantique et d'autres calculatrices scientifiques.


La recherche jette un nouvel éclairage sur la vie intelligente à travers la galaxie


Plus d'information:
Tom Westby et coll. Les limites astrobiologiques coperniciennes faibles et fortes pour la vie intelligente, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10,3847 / 1538-4357 / ab8225

Fourni par
L'univers aujourd'hui

Citation:
Calculez vous-même le nombre de civilisations extraterrestres dans la Voie lactée (2020, 25 juin)
récupéré le 26 juin 2020
depuis https://phys.org/news/2020-06-alien-civilizations-milky.html

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