Où sont-ils?
publication: 23 mars 2025 / mis à jour 23 mars 2025
Introduction
Le titre de cet article reprend la fameuse phrase d'Enrico FERMI. Cette question a été émise vers 1940.
La discussion s'était orientée vers la vie extraterrestre. Cette question présupposait l'existence de milliard de planètes, avec des millions d'espèces intelligentes. A ce jour, plus de 80 plus tard, nous n'avons aucune trace formelle permettant d'affirmer qu'il y a de la vie ailleurs, à fortiori de la vie intelligente capable de communiquer à travers l'espace.
Le projet SETI est un des premières tentatives d'apporter une réponse à la question d'Enrico FERMI.
Les signes de la vie
L'espace est immense. Juste quelques chiffres:
- Alpha Centauri est à 4 années lumières. Sans être explicitement citée dans le film Avatar, c'est dans cette région que se trouve Pandora, la planète du peuple na-vi;
- Vega (Alpha Lyrae) est à 25 années lumière. Elle est citée dans le roman et le fim Contact.
Entre le Soleil et Vega, on compte au moins cinquante étoiles, un échantillon:
Et là, nous sommes seulement dans une sphère de 20 années lumière autour du Soleil. La taille de la Voie Lactée est estimée à plus de 100.000 années lumière. Des scientifiques s'accordent à dire que notre galaxie contient entre 100 et 400 milliards d'étoiles!
Alors que peut-on détecter comme signaux et avec quels moyens?
Bien que ce ne soit pas la principale tâche des chercheurs, deux voies sont exploitées:
- les bio signatures: ce sont les traces de vie. A titre d'exemple, pour la Terre, la présence massive d'oxygène dans son atmosphère peut être considéré comme une bio-signature;
- les techno signatures: ce sont les possibles émissions provenant de systèmes technologiques. Les émissions radio sont des techno-signatures. Le souci est que de nombreux phénomènes naturels génèrent aussi des ondes radio.
Les bio signatures
En astronomie, une bio-signature est une trace chimique, physique ou biologique qui peut être utilisée pour détecter la présence de vie sur une planète ou un autre corps céleste. Ces signatures peuvent être détectées à distance grâce à des télescopes ou des instruments spatiaux.
Le télescope spatial JWST (James Webb) est équipé de spectrographes pour analyser la lumière des étoiles traversant l'atmosphère d'exo-planètes pour détecter des bio-signatures.
Cette détection n'est possible que quand une planète transite entre l'étoile et le télescope.
Les télescopes détectent surtout des molécules ou des composés chimiques qui sont produits par des organismes vivants. L'oxygène dans l'atmosphère est une bio-signature car il est principalement produit par la photosynthèse des plantes. D'autres exemples incluent le méthane, le sulfure d'hydrogène et l'ozone.
La méthode la plus courante est l'analyse spectroscopique de la lumière provenant d'une planète ou d'un autre corps céleste. Cette technique permet d'identifier les molécules présentes dans l'atmosphère ou à la surface d'un objet en fonction de leur signature spectrale unique.
Il est important de distinguer les bio-signatures des faux positifs, qui peuvent être causés par des processus non biologiques. Par exemple, certaines molécules peuvent être produites par des réactions chimiques inorganiques ou par des phénomènes géologiques.
Les techno-signatures
Une techno-signature se réfère aux signes ou empreintes technologiques laissées par des civilisations avancées qui pourraient être détectées à distance. Contrairement aux biosignatures, qui sont des indices de vie biologique, les techno-signatures incluent des artefacts ou des phénomènes qui ne peuvent être expliqués que par l'intervention de technologies avancées.
Les techno-signatures peuvent prendre diverses formes:- des émissions radio ou laser intentionnelles
- des structures artificielles massives comme les sphères de Dyson
- des modifications significatives de l'environnement planétaire
Les astronomes et les scientifiques utilisent des télescopes et des instruments sophistiqués pour scruter l'espace à la recherche de ces signaux.
Le projet le plus célèbre, dans ce domaine est le projet SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), qui écoute les signaux radio provenant de l'espace. Les avancées récentes en technologie, comme les télescopes spatiaux et les réseaux de radiotélescopes, ont élargi les capacités de détection.
Les techno-signatures pourraient également inclure des anomalies dans les spectres lumineux des étoiles, des variations inexpliquées dans les orbites planétaires, ou des signaux répétitifs qui ne peuvent être attribués à des phénomènes naturels. La détection d'une techno-signature crédible serait une découverte révolutionnaire, prouvant non seulement l'existence de vie extraterrestre, mais aussi de civilisations technologiquement avancées.
A ce jour, nous n'avons détecté aucune techno-signature probante.
La détection de signaux radio
Prenons le problème à l'envers. Dans le film CONTACT, inspiré du livre de Carl SAGAN, les extra-terrestres nous renvoient un signal contenant une des premières transmission TV émise depuis la Terre.
Le propre d'un émetteur de télévision est de transmettre dans toutes les directions, avec une puissance d'émission moyenne de 2 à 10 KW.
La puissance reçue par le récepteur est inversement proportionnelle au carré de la distance. Si la distance entre l'émetteur et le récepteur double, il faudra une antenne quatre fois plus sensible. Si cette distance triple, il faudra une antenne neuf fois plus sensible.
Pour recevoir une émission TV classique depuis la Lune, il faudrait s'équiper d'une antenne de type parabolique de plusieurs mètres de diamètre.
Pour capter un signal de téléphonie mobile depuis la Lune, il faudrait une antenne de 30 à 50 mètres de diamètre!
Pour palier à ce problème de communication vers des sondes spatiales, on concentre les faisceaux radio à l'aide d'antennes paraboliques, tant du coté émetteur que du coté récepteur. Si on ne se trouve pas dans le faisceau radio, on ne peut pas recevoir cette émission radio.
Selon certaines estimations, les signaux de télévision et de radio émis depuis la Terre pourraient être détectables jusqu'à plusieurs dizaines, voire centaines d'années-lumière, en fonction de la puissance de l'émetteur et de la sensibilité des instruments de réception. Par exemple, une civilisation située à environ 100 années-lumière de la Terre pourrait potentiellement capter des émissions de télévision émises dans les années 1930, lorsque les premières émissions de télévision ont commencé à être diffusées.
Au delà d'une distance critique, l'espace est trop bruyant pour permettre la détection de signaux artificiels. Détecter une émission TV à plus de 100 années lumière de la Terre est aussi difficile que de tenter d'écouter une personne en train de téléphoner au milieu d'une foule assistant à un match de foot.
Le problème est identique quand on tente de capter des signaux extraterrestres. Notre galaxie a un diamètre de plus de 100.000 années lumière et nous ne pouvons capter que des signaux très puissants émis à moins de 100 années lumière. C'est comme être dans une ville et ne pouvoir entendre que son voisin le plus direct!
Les grands projets de détection radio
Plusieurs projets de détection de signaux extraterrestres sont actuellement opérationnels:
- Projet Breakthrough Listen: Ce projet est l'un des plus ambitieux et des mieux financés dans le domaine de la recherche de signaux extraterrestres. Il utilise certains des télescopes les plus puissants au monde pour écouter les signaux radio et laser provenant des millions d'étoiles les plus proches de notre planète. Le projet a déjà capturé d'énormes volumes de données et continue d'analyser des signaux potentiels;
- Allen Telescope Array (ATA): L'ATA est un réseau de télescopes conçu spécifiquement pour la recherche d'intelligence extraterrestre (SETI). Il utilise de nombreuses petites antennes pour scruter le ciel et détecter des signaux en provenance de l'espace lointain. L'ATA est toujours opérationnel malgré des difficultés budgétaires passées.
Même si ces projets n'ont pas encore détecté des signaux formellement d'origine artificielle, les techniques utilisées permettent des avancées significatives en matière d'analyse de signaux, de filtrage, d'amélioration de sensibilité des capteurs. Ces progrès profitent aux transmissions radio dans l'espace profond à destination des sondes de missions scientifiques.
En résumé, répondre à la question "où sont-ils" est un défi majeur.