• Un paradoxe est une opinion qui vit de ses charmes aux dépens de la vérité. (René de Obaldia)

Le paradoxe de Fermi est une démonstration rapide tendant à prouver qu'il n'y a pas actuellement dans notre galaxie de civilisations ayant atteint une technologie leur permettant de voyager entre différents systèmes solaires

Le paradoxe de Fermi

Prenons une civilisation extraterrestre et prenons comme postulat que son niveau technologique lui permette de partir à la conquête d'autres systèmes solaires. On va dire que cela se passe dans de gros vaisseaux se déplaçant à 1% de la vitesse de la lumière.
En moyenne 500 ans plus tard, ils atteignent les planètes habitables les plus proches de la leur.
Ils s'installent là et 500 ans plus tard repartent vers d'autres mondes.
Les 500 ans de stagnation s'ajoutent aux 500 ans de voyage et vont nous donner la vitesse de colonisation :
1% divisé par 2 = 0,5 %
Même si la vague part du bord galactique, étant donné que celle-ci fait 100.000 années-lumière de diamètre, il faut donc pour la parcourir à 0,5%
100.000 x 0,5% = 20.000.000 d'années

Comme les plus vieilles étoiles ont un milliard d'années, si au début de l'existence de notre galaxie une civilisation avait décidé de la coloniser, elle devrait être partout maintenant.

C.Q.F.D.

Voilà qui paraît assommer complètement les partisans de la vie extraterrestre !

Nous serions donc désespérément seuls, du moins dans notre galaxie, et comme les autres (galaxies) sont trop loin, le problème de l'intelligence extraterrestre est classé ! Et toc !

Ceux qui se prennent éternellement pour le centre du monde vont être ravis, les autres vont être déçus…

Sauf qu'il se trouve que ce paradoxe est un tissu d'apriorismes aussi bien dans son énoncé, dans son paramétrage, que dans ses conclusions.

Et en préalable, rappelons que ce fameux paradoxe n'a rien d'une théorie élaborée, il s'agit d'un calcul vite fait, d'une sorte d'exercice de style à usage interne des gens que fréquentaient Fermi. Ce dernier n'a jamais à ce que je sache, publié lui-même ce fameux paradoxe, et ne semble pas être revenu dessus. D'autres s'en sont chargés, il faut toujours se méfier de ses amis.

Critique du paradoxe :

1) son champ d'application spatial :
La démo est limitée à notre seule galaxie ! Et pour cause, la galaxie la plus proche de chez nous, M31 d'Andromède est à 2.200.000 années lumières de la notre. Autrement dit à une vitesse de 0,01 C (1% de la vitesse lumière) il faudrait 220 millions d'années pour aller y faire un tour ! Nous dirons donc que nous acceptons cette restriction. Ni Fermi ni nous-même ne traitons donc le problème de la vie intelligente dans l'univers mais celui de la vie intelligente dans notre galaxie. (sachant qu'il y dans l'univers entre 50 et 125 milliards de galaxies...)

2) son champ d'application biologique :
La question posée est bien : Il y a-t-il en ce moment une autre civilisation que la nôtre dans notre galaxie ? (étant donné que pour Fermi, la conquête spatiale est un aboutissement technologique logique)
Elle semble faire l'impasse (ou ne prétend pas répondre) à une autre question, dans doute plus fondamentale, sur la présence de la vie !
Or la question de la vie est forcément imbriquée dans ce postulat : Si on accepte les conclusions de Fermi, il faudra donc dire :

- Soit la vie est rarissime dans le cosmos.
- Soit cette rareté concerne uniquement l'évolution de la vie vers une forme de pensée intelligente.
-
Nous aurons peut-être la réponse à la première proposition prochainement (?) la seconde est plus compliquée et pose un problème philosophique : l'intelligence est-elle l'aboutissement de l'organisation de la matière vivante ? Y répondre (indirectement certes) par une démonstration de mathématique pure, qui ne prend pas en compte les conséquences des chiffres annoncés paraît pour le moins " gonflé "

3) le comportement supposé des intelligences extraterrestres
a) Le paradoxe de Fermi est homocentriste, autrement dit : le comportement extraterrestre est basé sur celui de l'homme. Il est impérialiste, voire colonialiste ! (le postulat date de 1950…)

Des questions fondamentales ne sont pas posées :
- Qu'est-ce qu'une civilisation au sens galactique du terme (et d'ailleurs cette notion a-t-elle un sens ?)
- Et en admettant, quelles sont les formes qu'elles pourraient emprunter ?
- Quels sont les rapports entre intelligence et civilisation ?

Et, on cherche quoi, au juste ? L'imagerie SF a tenté de donner des réponses dans plusieurs directions :

Les humanoïdes : c'est de moins en moins à la mode et de moins en moins probable, il est en effet douteux que l'évolution puisse être exactement la même, avatars compris, en deux lieux différents de la galaxie. S'ils sont encore représentés dans l'iconographie des supporters des OVNIS, cette imagerie aurait tendance actuellement à jouer en leur défaveur.
Les simili mollusques (ou reptiles) ou les insectes géants. Pourquoi pas ? Sauf à se demander quand même pourquoi ces insectes devraient être obligatoirement géants ?⁽¹⁾

Or une intelligence extraterrestre peut prendre une tout autre forme :

- D'une part on ne peut envisager ce que nous ne connaissons pas (c'est le paradoxe de la couleur inconnue, personne n'est capable d'imaginer une chose pareille)
- D'autre part, il faut prendre en compte le fait qu'on puisse aussi développer une forme supérieure d'intelligence sans technologie (imaginez un monde de dauphins super doués)
- Si on reste dans la sphère zoologique que nous connaissons, pourquoi ne pas envisager de civilisations basées sur des êtres extrêmement petits (des fourmis, des acariens). Bien qu'à ce propos on objecte souvent qu'une civilisation doit dans l'un de ces points de départ apprendre à maîtriser le feu, ce qui semble problématique pour des créatures de trop petites tailles !
- On peut aussi envisager des intelligences botaniques, minérales, voire gazeuses...
- Et pourquoi pas des intelligences artificielles (mais on ne fait que reculer le problème, il faut bien que quelqu'un les ait créé)

b) les paramètres sont arbitraires et contestables - Il y en a trois ainsi qu'une position de principe :

Passons sur la vitesse moyenne, elle est volontairement arbitraire et basse. 0,01 C équivaut à 11 millions de kilomètres/heure. Avec cette vitesse on atteint Pluton en 3 semaines. C'est énorme mais c'est technologiquement réalisable. De toute façon on ne va pas chipoter - ce paramètre même divisé par 5 ne casse pas le raisonnement de Fermi. Ce n'est pas sur la faisabilité technologique que pêche Fermi mais sur les motivations du projet et sur ses implications sociologiques.

Cela conduit à se poser deux questions : Pourquoi coloniser ? Et comment coloniser ?

Pourquoi ? Coloniser pour quoi faire ? On nous dit que toute espèce cherche à étendre son territoire. Bon admettons ! Mais ça ne dit pas pourquoi ? Soit parce qu'une entité gouvernementale cherche à accroître son espace vital pour des raisons démographiques, économiques, voire de prestige. Soit parce qu'une minorité cherche un territoire afin de s'autogérer politiquement et/ou économiquement. Voici deux raisons fondamentalement différentes, mais dans un cas comme dans l'autre le colon cherche une solution à très court terme à ses problèmes (à la limite pour sa progéniture, mais pas pour la 20ème génération !)

En fait, on peut estimer que sauf en situation de catastrophe planétaire imminente, une société qui atteint un tel niveau technologique a d'autres solutions "en local" et permettant une implication immédiate des intéressés.

N'empêche que la civilisation en question peut avoir envie simplement d'explorer l'espace et d'affréter un ou des vaisseaux spatiaux en ce sens. Et un jour la Terre, elle-même aura peut-être envie de le faire ! Mais dans ce cas, il s'agit d'exploration et non pas de colonisation ! Certes, des "comptoirs" peuvent s'installer sur les planètes visitées, mais on n'est plus du tout dans la logique exponentielle de Fermi (Ce n'est pas parce qu'on peut aller quelque part qu'on en colonise le sol. Voir sur Terre, les exemples de l'Antarctique, voir aussi la Lune)

On peut aussi se demander, et c'est loin d'être extérieur au débat si une vocation exploratrice est forcément compatible avec l'obligation d'embarquer des représentants de l'espèce. Surtout quand on sait l'économie qu'une solution robotisée peut apporter… Sauf qu'une exploration de ce type pour des raisons évidentes risque de dépasser la durée d'une vie humaine.

Bon, admettons que la civilisation en question décide quand même (après tout c'est son droit) de créer un vaisseau qui embarquera quelques centaines voire quelques milliers d'individus pour un voyage qui va durer la moitié d'un millénaire (dans le meilleur des cas)

Passons sur les difficultés technologiques que cela suppose⁽²⁾ que nous supposerons surmontables, mais voyons maintenant comment va se passer le voyage :

Il y a deux façons de gérer ça :

1 - l'hibernation : (500 ans en hibernation !)
2 - la génération : dans ce cas ce ne sont pas les colons de départ qui arriveront mais la 20ème génération de leurs descendants
(on peut bien sûr envisager de combiner les deux solutions)

Si la gestion 1 laisse perplexe techniquement, les 2 et 3 semblent farfelus sociologiquement. Un groupe qui s'auto-reproduit dans un contexte rigidement réglementé, avec une police de fer et d'une fidélité à toute épreuve (parce qu'il faudra bien limiter autoritairement les naissances, interdire certains accès, donner des privilèges de commandement suivant un certain nombre de principes, obliger chacun à accomplir ses taches collectives) ne peut qu'engendrer des tensions, des rivalités et des conflits. Ces crises ne peuvent que mettre en péril la vie du vaisseau. D'autant que de générations en générations la motivation finale du voyage va devenir de plus en plus floue. (On s'amusera à lire sur ce sujet Objectif Pollux de E.C .Tubb, même s'il est loin de poser tous les problèmes)

Admettons maintenant que notre vaisseau arrive sans encombre sur sa planète d'accueil !

- Les colons auront à résoudre d'emblée des difficultés d'acclimatation. Mais encore une fois ce ne sont pas les problèmes matériels qui poseront le plus de problèmes, mais les questions sociologiques. On va passer pour ne citer que ça, de façon brutale d'un régime de limitation des naissances vers un système obligatoire de grande fécondation… Mais qu'importe selon Fermi tout va bien se passer et 500 ans plus tard, la technologie de pointe de la planète d'origine sera reconstituée et un nouveau vaisseau sera prêt à prendre le relais… et bis repetita durant 20 millions d'années… On est en plein délire !

- Le contrôle colonial : Une colonie n'a de sens dans une optique impérialiste que si elle est contrôlée :
En prenant comme base qu'on peut communiquer des informations en binaire à la vitesse de la lumière on peut aboutir à ce genre de dialogue surréaliste :

Message à un instant T de l'implantation coloniale située à 5 Années lumières
- Allô, la planète mère ! Alors voilà, on vient de proclamer notre indépendance...

Réponse à T + 5 ans (qui arrivera donc à T + 10 ans) : "Damned, cela ne va pas se passer comme ça, on envoie de suite une expédition punitive…" Qui arrivera dans 500 ans !

Bien sûr, pour être gentil on a pris pour hypothèse une conversation avec la planète la plus proche de la planète mère.

On ne s'attardera pas trop sur le dernier paramètre de Fermi qui affirme sans rire qu'une civilisation peut durer 5 millions d'années. Qu'il nous soit permis d'afficher (sans développer davantage) notre plus grand scepticisme !

Essayons de sortir de l'anthropocentrisme :

Je suis conscient que toutes ces remarques sont tout de même un peu anthropocentristes (je suis désolé mais je ne sais pas raisonner comme une boule de gaz), mais on peut s'amuser à certaines réflexions :

Et si nous prenions l'hypothèse d'une civilisation basée sur l'exemple des insectes sociaux : Tout progrès technique ne peut venir que d'une initiative individuelle, or elle ne peut s'exprimer dans ces sociétés qui sont technologiquement fermées. On peut bien sûr imaginer qu'il y ait une évolution vers plus d'individualisme, mais alors dans ce cas-là on n'est plus dans le cadre de l'exemple des insectes sociaux... et tous les arguments cités plus haut redeviennent valables

On peut aussi résonner par l'absurde : On peut balayer tous les obstacles et penser soit à une civilisation de gens à très longues longévités, ou qui aurait résolu le problème de la mort, ou encore qui confierait à des robots régénérateurs et dotés d'intelligence artificielle tout ce travail de colonisation. (en vertu de logiques qui nous dépassent, mais bon...)

OK, pourquoi pas ? Donc sur ce point Fermi à raison, il n'y pas dans notre galaxie, vu sa démonstration, ni d'extraterrestres à longévité surprenante, ni d'êtres immortels, ni de machines auto programmées qui seraient entrés en contact avec la Terre !

Sinon on résumera comme suit :

Le voyage de Fermi est d'une pesanteur sociologique qui s'accroît avec sa durée.
La colonisation de Fermi (outre les risques naturels) est une entreprise déstabilisatrice à hauts risques
Les communications avec la planète mère posent de tels problèmes de temps de réponse que le cordon ombilical est coupé dès le départ.
On ne voit pas bien,  dans la mesure où les obstacles que l'on vient de citer auraient été franchis pourquoi 500 ans après il faudrait recommencer ?

Il nous semble donc que la preuve de l'absence de civilisation extraterrestre par absence de preuve de "propagation" ne tient pas la route. La propagation de Fermi n'est qu'une formule mathématique qui ne prend pas en compte toute une série de réalités sociologiques incontournables.

Le paradoxe de Fermi est creux, il ne prouve rien parce que son équation est volontairement simplificatrice.

Il nous semble plus simplement que l'exploration de quelques systèmes stellaires voisins constitue une limite que la combinaison des contraintes technologiques, sociologiques et budgétaires finit par imposer... Ceci étant posé comme règle, restera à définir quelles peuvent en être les exceptions... autrement dit le débat est loin d'être clos.


Annexe 1 :

A propos des contraintes technologiques !

Un participant du forum de Webastro s'est amusé à faire le calcul suivant :
Imaginons qu'on veuille aller voir ce qui se passe du côté de Proxima du Centaure (4,24 A/L)
Considérons que le voyage est réalisé par un vaisseau d'un tonnage moyen, à peu prés équivalent à une frégate militaire, (5000 tonnes) ou 5 millions de kg et on va voyager à 10% de la vitesse de la lumière soit 30.000 km/s
Calculons l'énergie cinétique nécessaire (E=1/2mv2 - la masse est en kg, la vitesse en mètres/secondes) :
½ x 5 000 000 x 30 000 000² = 2.25 * 10¹⁸ kilojoules (en partant du principe que toute l’énergie produite par les moteurs est transformée en énergie cinétique)
(1 kilojoule est l'énergie nécessaire pour faire bouillir 3 litre d'eau)
Pour voir combien ça coûte on transforme en "Tonne Equivalent Pétrole" (TEP)
Une TEP est égal à 4.2 *10⁷ kilojoules
On fait la division et on arrive à 50 milliards de tonnes de pétrole … à 50 $ le baril , ça fait 20 000 milliards de dollars
(On peut faire le même calcul en prenant le prix du KWH en sortie d’une centrale nucléaire et on reste dans les mêmes ordres de grandeurs)
Le PIB (Produit intérieur brut, autrement dit l'intégralité de la production de biens et de services) annuel de la Terre est de 60 000 milliards de dollars
Le cout de l’énergie nécessaire pour un vaisseau pas trop grand (5000 tonnes) et qui va pas très vite (0.1c) est donc du niveau du PIB de la planète.

Ajoutons que le calcul est valable quel que soit le moyen de propulsion à partir du moment où il fonctionne sur le principe d'action-réaction (loi de Newton) donc transfert d'énergie cinétique. Quel que soit le type de moteur utilisé , il faut au minimum cette énergie !..
Par ailleurs un coût est un coût quelle que soit la façon dont on le quantifie et quelle que soit la façon dont l'économie planétaire est organisée. Pour un voyage aller et retour vers Proxima (où il n'y a peut-être rien à voir) il faudrait que toute la planète ne travaille que pour ça pendant un an !

D'autant que ce calcul n'inclue pas :
- l'énergie nécessaire au freinage
- le voyage retour
- le problème de l'évacuation de la chaleur (qui dit énergie, dit Effet Joule, donc chaleur)
- le problème de la rencontre avec des particules ou des micrométéorites (à 30000 km/s l'énergie d'une micrométéorite d'un milligramme est équivalente à celle d'un projectile de 1 kg à 30 km/s !)  On sait depuis peu que l'univers interstellaire n'est pas vide, or la rencontre de quelques particules vagabondes, avec un engin fonçant à 0,1 C pourrait avoir des conséquences catastrophiques. Où est la solution, peut-être un engin qui en se déplaçant ferait préalablement le vide autour de lui... On fait ça comment ? Une difficulté peu évoquée... et inconnue de Fermi.
- l'énergie nécessaire à la maintenance d'une gravité artificielle

Certes, Fermi dans son paradoxe limite la vitesse à 0,01 C. le coût d'un voyage allers vers Proxima (en 425 ans !) serait alors équivalent au PIB d'un pays comme la Belgique (soit 1% du PIB Mondial). 1% du PIB mondial, ça reste quoiqu'on puisse en penser pharaonique... même si c'est technologiquement réalisable (mais à quel prix !)


Annexe 2

Les réponses de ceux qui ont également réfléchi sur le sujet ?

1) Une culture vraiment civilisée se détourne de l'impérialisme et/ou les expéditions impériales s'arrêtent d'elles même après l'annexion de quelques milliers de planètes (Cette hypothèse est très proche de la nôtre, sauf que nous ne parlons pas d'annexion, mais d'explorations et que se limiter à une centaine de planètes serait déjà énorme !)
2) C'est tout simplement technologiquement trop coûteux. (Hypothèse insuffisante à nos yeux, l'annexe 1 en démontre le coût, mais ne conclue pas à son infaisabilité. Par ailleurs, il n'est jamais possible de savoir à l'avance les technologies de l'avenir, (mais le mur de la vitesse de la lumière n'est pas un obstacle technologique mais physique !)
3) Le contact à déjà eu lieu : ils sont donc parmi nous (c'est la thèse des ufologues... thèse bien laborieuse) .
4) Nous sommes dans un secteur inintéressant de la galaxie (pas de bol !)
5) Les extraterrestres pratiquent le principe de non-ingérence (genre Star-treck). On serait donc dans une sorte de zoo planétaire (de réserve plutôt). On a le droit de trouver l'hypothèse souriante.
6) Argument contre la vitesse de colonisation : La colonisation d'une planète pose des problèmes technologiques difficilement appréhendables :
-  Si la planète est viable mais n'habite pas la vie, il faut la terraformer, l'ensemencer... processus long, non standardisé, hasardeux...
-  Si la planète abrite la vie, va se poser le problème des bactéries, des microbes, des virus... évidemment on peut toujours rêver d'un antiviral universel mais là on est en pleine science fiction... Sinon imaginez le temps qu'il faudrait pour trouver un antidote à chaque nouvelle maladie... Et en attendant de trouver, on fait quoi, on s'abrite dans des dômes... qu'il faudrait donc emporter... ça devient très compliquée cette affaire là...
7) Les contraintes technologiques et le coût de l'opération sont l'obstacle majeure à toute expédition interstellaire (voir annexe 1). Si ces contraintes n'en empêchent pas la faisabilité théorique, sa répétition, 500 an plus tard (en intégrant les remarques du point 6)  est une vue de l'esprit.

Les arguments 6 et 7 (surtout le 7) deviennent aujourd'hui quasi incontournables.

Annexe 3

La civilisation est-elle un hasard ou une tendance naturelle de l'évolution ?

Pour la civilisation on va dire que c'est une tendance possible, pour la vie et l'intelligence on peut être plus optimiste

Je me souviens un jour d'un débat à la télé sur le sujet, ou un cornichon assez lourd⁽³⁾ prit la parole pour dire que la probabilité aboutissant à l'intelligence humaine sur Terre était la même que celle qu'un singe placé derrière un clavier, nous restitue une pièce de Shakespeare !

Apriorisme :

Une chaîne de probabilité s'approchant trop de zéro ne peut pas exister ! Nous ne sommes donc pas dans ce cadre là.

Il y a donc à parier (même si un pari n'a rien de scientifique) que si la chaîne de l'évolution a abouti sur Terre à la vie, cette chaîne a pu fonctionner ailleurs,  toute chaîne de circonstances étant (du moins partiellement) reproductible....
… Reste à en définir les proportions...

Notes :

(1) Un insecte géant ne saurait exister dans des conditions environnementales similaires à la Terre. Ses organes internes mal protégés des effets de la gravité le condamneraient. On peut objecter à cela que l'évolution des espèces pourrait leur créer un squelette interne, mais à ce moment là, ce ne serait plus des insectes. De plus leur système respiratoire (sans poumons et composé de tubes) n'est pas adapté aux grandes tailles.  Une exception notable a été constitué au carbonifère par Maganeura, une libellule géante de près d'un mètre de long (mais à l'époque le taux d'oxygène dans l'air était de 33 %)
(2) On serait donc en situation technologique de "Zéro panne" ou du moins dans celle ou "toutes pannes seraient réparées de façon optimale"... et ce pendant 500 ans ! (Sinon lire l'annexe 1 qui n'existait pas dans la première version de l'article...)
(3) BHL encore !

Hors sujet : Les devinettes de Fermi :

Fermi qui était un surdoué du calcul s'amusait à résoudre des problèmes insolites en en paramétrant les données à l'aide "d'hypothèses raisonnables".
Il se vantait de pouvoir calculer avec une bonne approximation le diamètre de la terre rien qu'avec la distance New-York-Los Angeles (4800 km) et le décalage horaire entre les deux villes (3 heures)
4800/3 x 24= 38400, ce qui reste une bonne approximation.
Plus insolite, il calculait le nombre d'accordeurs de pianos à Chicago (les paramètres sont : La population de la ville, le nombre de familles, la proportion de familles possédant un piano, la fréquence entre deux accordements de piano, le nombre de pianos accordés par jour, le nombre annuel de jours de travail de l'accordeur. Il arrivait à un résultat satisfaisant avec des valeurs de paramètres absurdes (dans cet exemple, il paramétrait à 33% la proportion de famille possédant un piano ! Mais il partait du principe que les erreurs de paramétrages se compensaient.)
Citons aussi parmi ces problèmes : la valeur monétaire d'une tirelire pleine, le temps nécessaire à la tonte d'une pelouse, la distance parcouru par un corbeau en volant et… le nombre d'atomes sous juridiction américaine !