SEULS DANS L’UNIVERS ? par M André RIO

 

M André RIO
M André RIO

SEULS DANS  L’UNIVERS ?

Sommes- nous seuls dans l’Univers, seuls êtres vivants, seuls êtres pensante ? Notre histoire nous apprend tous les aléas par lesquels nous sommes passés pour aboutir à notre situation actuelle.

La matière de la vie.

La première apparition de la matière qui constitue tout ce qui vit remonte à l’origine de l’Univers. Dans les minutes qui suivent le Big-Bang, il y a environ 13,7 milliards d’années, apparaissent l’hydrogène, puis le deutérium, l’hélium et un peu de lithium. Ensuite, il ne se crée plus rien pendant quelque 200 millions d’années, quand se forment les premières étoiles. Les plus massives produisent d’abord de l’hélium, comme le fait actuellement le Soleil, puis, en fin d’existence, par une série de contractions et d’échauffements, du carbone, de l’oxygène, et finalement tous les éléments jusqu’au plus stable, le fer. Enfin, pendant un temps très bref d’implosion suivi d’explosion, le bombardement des éléments existants par des neutrons crée les éléments plus lourds que le fer jusqu’à l’uranium et même au delà, ainsi que les plus légers, lithium, glucinium et bore, par une réaction appelée spallation. , tandis que les éléments radioactifs instables disparaissent peu à peu. Tous ces éléments se retrouvent dans des nuages de gaz et de poussières qui forment ensuite de nouvelles étoiles, des planètes et leurs satellites.

La vie sur Terre.

Le Soleil a 5 milliards d’années, la Terre 4,5 milliards. Encore jeune et chaude, elle a subi une collision dont les débris ont constitué la Lune, puis s’est refroidie, et de l’eau liquide s’est condensée à sa surface. C’est alors que la vie a pu apparaître. Dans les années 50, un étudiant, Miller, a entrepris une série d’expériences qui établissent qu’à partir de la matière qui pouvait constituer l’atmosphère de la Terre primitive : vapeur d’eau, azote, ammoniac, gaz carbonique, soumis à des décharges électriques capables de casser ces molécules et d’en créer de nouvelles. Il a observé en quelques jours la formation d’acides aminés, constituants des protéines. On a montré par la suite que sans ammoniac, mais en présence de calcaire pour neutraliser les acides azotés qui se forment dans ces conditions on aboutissait à des résultats analogues. La formation de bases azotées, constituants des acides nucléiques, a également été observée. Certaines de ces molécules ont été trouvées également dans des météorites, mais il y a loin de la formation d ‘acides aminés, molécules relativement simples, à l’apparition de la vie avec ses mécanismes précis et ses molécules géantes. Il y a fallu beaucoup de temps et de péripéties, mais , dès 3,5 milliards d’années, la vie existait, du moins sous une forme rudimentaire de bactéries. Tout ce qui vit actuellement, végétal ou animal, a un ancêtre commun appelé LUCA (Last Universal Commun Ancestor) et les mêmes mécanismes fondamentaux, comme le code génétique qui permet de traduire les acides nucléiques en protéines. Avant LUCA, il peut y avoir eu d’autres tentatives qui n’ont pas abouti ou ont été supplantées par les plus aptes.

Des êtres pluricellulaires existaient peut-être déjà il y a 1 milliard d’années, les éponges et les cnidaires de 650 à 630 millions, la faune d’Ediacara de 635 à 540 millions n’était pas encore très diversifiée, mais au Cambrien (500 à 400 millions), avec la faune de Burgess, c’est une explosion dans l’abondance et la diversité des espèces. Une série de catastrophes, volcanisme et météorites, ont provoqué des extinctions massives toujours suivies de l’apparition de nouvelles espèces provenant des survivants. Des végétaux terrestres descendants des algues se sont établis sur les continents en s’adaptant à des conditions de vie complètement différentes et ont été suivis par des vertébrés terrestres issus des poissons ; batraciens, reptiles, mammifères se diversifiant, et parmi ces derniers les primates, nos lointains ancêtres, puis les Australopithèques en Afrique il y a 2 à 4 millions d’années, le genre Homo, 1 à 2 millions et enfin notre propre espèce H. sapiens qui n’a que 200 000 ans.

La science moderne a débuté il y a seulement 400 ans, la production et la détection des ondes radio il y a à peine un siècle, seul moyen connu actuellement de communiquer à longue distance, mais combien de temps peut subsister une civilisation comme la notre ? Peut-elle faire encore des progrès importants, ou sa fragilité la condamne-t-elle à disparaître ? Une forme de culture comparable peut-elle exister ailleurs, où et quand ?

Une autre civilisation avancée ailleurs ?

Un article récent ( Pour la science, octobre 2011, p. 54) décrit les conditions qui paraissent nécessaires pour que la vie et une civilisation puissent apparaître sur une planète ou un satellite. Le plus important est la présence d’eau liquide, en surface ou en profondeur sous une couche de glace, comme c’est le cas pour la Terre, pour Europe, satellite de Jupiter et Titan, satellite de Saturne ; Dans le premier cas, une atmosphère est également nécessaire pour éviter l’évaporation de l’eau et permettre des échanges gazeux avec l’eau et le sol. La présence d’eau liquide en surface n’est possible sur une planète que si elle est située dans une bande étroite entourant son étoile, plus près pour une petite étoile, plus loin pour une étoile plus importante. La Terre est située au milieu d’une telle zone, Mars à l’extrémité. Toutes les autres planètes du système solaire sont trop prés ou trop loin. Il faut aussi que l’étoile ne soit pas trop massive, car sa durée de vie dépend de sa masse. Celle du Soleil est de 10 milliards d’années, celle d’une étoile deux fois plus massive n’est que de 1,8 milliard, et une étoile de 8 masses solaires ne dure que quelques dizaines de millions d’années, ce qui est très insuffisant pour laisser le temps à la vie d’apparaître et de se développer. Si l’étoile est trop petite, la zone favorable en est trop proche, et la planète qui s’y trouverait risque, par l’effet de la gravité, d’avoir un hémisphère constamment

éclairé et l’autre dans l’ombre.                                                                                              Plus de la moitié des étoiles constituent des systèmes doubles. C’est une circonstance défavorable pour qu’une planète puisse se maintenir longtemps sur une orbite stable. La présence de planètes géantes trop proches est également une cause de perturbations. Des conditions stables exigent également que l’orbite de la planète soit peu excentrée : une orbite elliptique  allongée entraîne de grandes différences de température à sa surface. Il faudrait aussi que l’obliquité de l’axe de rotation de la planète soit modéré pour que les saisons soient stables. Celle de la Terre, 23°, est stabilisée par l’influence gravitationnelle de la Lune. Enfin, l’existence de continents et d’iles permet à la vie de se développer hors de l’eau. La Terre a réuni toutes les conditions favorables, mais il n’est pas certain que si elles sont réunies ailleurs la vie soit apparue automatiquement. Une note récente (Pour la science, décembre 2011      p. 23) remarque que toutes les conditions ci-dessus ne sont pas nécessairement indispensables.

Une civilisation avancée ailleurs ?

L’existence d’une civilisation avancée est beaucoup plus aléatoire que celle de la vie. La notre a nécessité plus de 3,5 milliards d’années d’évolution et n’a émergé qu’à la suite d’une série de coups de chance. Notre espèce est apparue fortuitement, au départ d’un petit nombre d’individus dont la survie n’était pas assurée, et la science moderne, si récente, doit son existence à quelques personnages qui ont du lutter contre les idées reçues de leur époque au péril de leur liberté et de leur vie.

Peut-on espérer communiquer avec d’autres civilisations ? Les étoiles les plus proches du système solaire sont distantes de quelques années lumières, et tous les systèmes  qu’on a pu observer jusqu’ici sont très différents du notre. Il existe des centaines de milliards de galaxies à des millions ou des milliards d’années lumières. La notre, la Voie Lactée, est un disque de 150 000 années lumières, épais de 5000. Elle renferme plus de mille milliards d’étoiles. Le Soleil, qui se trouve à 25 000 années lumière du centre, en fait le tour en 250 millions d’années. Dans un rayon de 1250 années lumières autour du système solaire il y a environ 30 millions d’étoiles. Il est clair que tout échange avec une autre civilisation, même à la vitesse de la lumière,                 (300 000 Km par seconde) chaque signal nécessiterait pour parvenir à destination bien des années ou des siècles, et encore en supposant que l’on dispose de techniques suffisamment sensibles pour détecter un signal dilué dans l’espace.

Un ouvrage récent (C. Magnon. Le théorème du jardin) aborde également la question de notre existence dans l’univers. Il insiste sur le fait que l’apparition de la vie est le résultat d’une cascade d’évènements aléatoires, comme le sont les phénomènes météorologiques symbolisés par l’effet papillon, qui rendent toute prévision à long terme impossible. Il ignore les expériences de Miller citées ci-dessus, et il ne prend pas en compte les particularités de la chimie du carbone, seul élément capable de constituer des assemblages indéfiniment variés qui permettent de réaliser des molécules ni trop stables ni trop rigides ni trop fragiles. S’il cite la méthionine, un des acides aminés qui constituent les protéines, et qui comme les autres peut exister sous deux formes symétriques , une droite et une gauche, et dont seule la forme gauche est métabolisée par les cellules vivantes, il attribue cette préférence à des phénomènes interstellaires, alors qu’une explication locale paraît beaucoup plus vraisemblable. Par des considérations statistiques, l’auteur conclut que la vie, telle qu’elle existe sur Terre, n’est apparue nulle part ailleurs et que l’existence d’une civilisation comparable à la notre est tout à fait invraisemblable.

Conclusions.

Si la vie a pu apparaître et se développer, c’est que la Terre  a gardé presque depuis son origine de l’eau liquide à sa surface et une atmosphère. Il est établi que des acides aminés et d’autres molécules constituants de la vie se forment spontanément. Suffisamment stables pour se conserver mais suffisamment fragiles pour évoluer par cassures et réarrangements, les mélanges dans lesquels ils sont apparus ont été soumis à divers aléas : température et humidité variables, décharges électriques, émanations volcaniques, irradiation par les rayonnements ultra violets. Ils ont évolué constamment sous forme de masses visqueuses et brunâtres. Tout chimiste a pu faire l’expérience d’une réaction conduisant, au lieu du produit simple souhaité, à une masse d’aspect goudronneux de composition complexe. Cette évolution peut se produire sur n’importe quelle planète analogue à la Terre. Une longue période de temps peut faire apparaître localement  une organisation progressive protégée par un support solide ou une membrane, tout en pouvant échanger matière et énergie avec l’extérieur. Par contre, l’existence d’une civilisation avec laquelle nous pourrions communiquer, compte tenu du temps et de la distance qui nous en sépare, ne laisse actuellement aucun espoir, même si chaque galaxie en a vu apparaître un certain nombre.

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