Commençons par un avertissement.
Alors que certains collègues conjecturent l’existence de plus d’un univers, nous nous limiterons aujourd’hui, ainsi que notre imagination, à notre propre bulle d’information : la sphère d’un rayon égal à la distance parcourue par la lumière depuis le début des temps il y a environ 13,8 milliards d’années. En tenant compte de l’expansion de l’Univers, notre bulle d’information a un rayon d’environ 46 milliards d’années-lumière. D’autres univers théoriques, avec d’autres lois de la physique, résident en dehors de notre bulle cosmique et sont donc au-delà de notre pouvoir d’examen.
Ici, autant ajouter une autre précision pour fonder notre discussion sur le plausible : par vie, j’entends tout réseau auto-entretenu de réactions chimiques capables de métaboliser l’énergie de l’environnement et de se reproduire, en suivant les règles de la sélection naturelle darwinienne. Donc, aucune machine spirituelle n’est plus avancée que nous; pas de nuages intelligents étranges et stellaires; et pas d’essaims de nanobots habitant des trous de ver dotés d’une sorte de conscience de soi collective. Les monstres spaghettis volants vont bien. (Voir ci-dessous.)
Ce que tout l’Univers partage
Avec cela à l’écart, maintenant nous pouvons vraiment commencer.
Le résultat le plus frappant de la science moderne est peut-être notre compréhension que les mêmes lois de la physique et de la chimie s’appliquent à travers l’immensité de l’espace et du temps. Nous sommes maintenant capables de regarder des étoiles et des bébés galaxies à des milliards d’années-lumière de nous et des milliards d’années. Lorsque nous les regardons et analysons leurs propriétés, nous constatons qu’ils ont les mêmes éléments chimiques (bien que dans des rapports différents) et qu’ils évoluent selon les mêmes lois dynamiques que notre propre soleil suit. Les lois physiques et chimiques sont les mêmes partout et à tout moment. Cela nous permet, à nous les créatures terrestres, d’étendre nos recherches à tout l’univers.
Nous savons également – et c’est une autre découverte frappante de l’astronomie moderne – que la plupart des étoiles sont accompagnées d’une cour de planètes, et que les planètes ont tendance à avoir leur propre lot de lunes. Chacun d’eux est son propre monde, avec des propriétés physiques et des compositions chimiques uniques. Il y a de grandes et de petites planètes ; ceux rocheux et gazeux; planètes avec de nombreuses lunes, quelques-unes ou aucune. Les planètes tournent comme des toupies, avec une grande ou une petite inclinaison. (L’inclinaison de la Terre est de 23,5° par rapport à la verticale ; celle d’Uranus est de 97,7°.) Les planètes peuvent avoir des atmosphères plus épaisses ou plus minces contenant différents gaz. La liste continue.
Le monstre spaghetti volant
En chiffres ronds, notre galaxie de la Voie lactée à elle seule devrait contenir environ un billion de mondes, chacun d’entre eux étant une entité unique avec sa propre histoire.
Si nous ajoutons les centaines de milliards d’autres galaxies dans notre bulle cosmique, nous comptons environ un billion de billions de mondes dans notre univers, plus ou moins un facteur de cent. (Un commentaire geek : c’est drôle que ce soit si proche du nombre d’Avogadro, le nombre d’atomes dans un gramme d’hydrogène.)
À ce stade, vous pourriez suggérer assez raisonnablement que dans cette diversité stupéfiante de mondes, presque tout est possible. Cela peut sembler ainsi à première vue. Mais cette apparente liberté des très grands nombres n’est pas aussi libre qu’il n’y paraît. L’unité des lois de la physique et de la chimie agit comme une contrainte très puissante sur ce qui peut et ne peut pas exister dans la nature.
En science, nous ne pouvons pas vraiment exclure ce qui peut exister, tant qu’il satisfait aux lois de la physique telles que nous les connaissons. Mais nous pouvons utiliser les lois de la physique et de la chimie pour déduire ce que pourrait exister. Exemple : le monstre spaghetti volant est tout à fait plausible. On peut imaginer un cousin de la pieuvre qui s’est aventuré hors de l’eau il y a quelques milliards d’années sur la planète MumbaXX. Après des millions d’années, notre créature a poussé des plumes sur ses tentacules et a pris son envol. Ou, si ce n’est pas des plumes, un mécanisme de ballon utilisant l’air chaud de son tube digestif ou des bouches thermiques où il se nourrit.
Règles fixées en carbone
Alors, que pouvons-nous espérer trouver en parcourant la vaste collection de mondes et en recherchant des créatures vivantes ? Bien que personne ne puisse répondre à cette question, nous pouvons établir quelques règles de base.
Règle numéro un : la vie sera basée sur le carbone. Pourquoi? Parce que le carbone est l’atome facile à vivre, avec une polyvalence chimique qu’aucun autre élément ne peut égaler. Le carbone a quatre électrons externes non appariés. Il peut former des liaisons chimiques étroites en partageant ces électrons avec d’autres éléments chimiques. Une alternative potentielle est le silicium, mais sa biochimie serait sévèrement limitée en comparaison, avec des liaisons à peu près deux fois moins fortes que celles du carbone. La vie a besoin de polyvalence pour prospérer.
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Règle numéro deux : La vie a besoin d’eau liquide. Oui, vous pouvez trouver des bactéries congelées dans le pergélisol, mais elles ne sont pas vivantes. Puisque la vie est, par essence, un réseau de réactions biochimiques complexes qui déplacent des composés d’une manière ou d’une autre, elle a besoin d’un solvant – un milieu où les réactions peuvent se dérouler. Composée d’oxygène et d’hydrogène, deux des éléments chimiques les plus abondants partout dans l’univers, l’eau a un net avantage. De plus, il a la propriété très unique que la glace flotte – l’eau à l’état solide est moins dense qu’à l’état liquide.
L’ammoniac est parfois proposé comme une possibilité. Mais c’est un gaz à température ambiante et ne devient liquide qu’en dessous de -28 ° F à une pression normale. Une planète froide avec une atmosphère lourde pourrait avoir de l’ammoniac liquide, mais cela demande beaucoup à la vie. En effet, toute forme de vie dans ces conditions aurait un métabolisme très lent. L’eau est cette substance magique qui est transparente, n’a ni odeur ni goût et se dilate lorsqu’elle gèle (une propriété clé pour la vie aquatique dans les climats plus froids, car il y a de l’eau liquide sous la glace). C’est aussi l’ingrédient principal de notre propre corps.
Aucun autre humain dans l’Univers
Compte tenu de ces deux contraintes, l’essence de la vie devrait être simple. Il comprendra du carbone, de l’eau et d’autres éléments (au minimum, de l’azote).
Les détails, cependant, ne sont pas simples. Chaque planète pouvant contenir de la vie aura sa propre histoire. En conséquence, la vie y aura aussi sa propre histoire – une histoire contingente de l’histoire de la planète hôte. Les propriétés d’une planète façonnent la vie sur celle-ci. À son tour, tout ce qui vit sur une planète façonnera les propriétés de la planète. Dans chaque monde, la sélection naturelle agit comme une pression historiquement contingente pour la survie. Au fur et à mesure que les conditions sur la planète changent, souvent en raison de la présence même de la vie sur la planète, la vie s’adaptera de manière unique. Il ne sera jamais le même sur différents mondes.
En conséquence, et malgré l’essence commune carbone-eau de la vie, il n’y aura pas de formes de vie identiques sur différentes planètes. Plus la forme de vie est complexe, plus les chances qu’elle soit reproduite ailleurs, même approximativement, sont faibles.
Si le monstre spaghetti volant existe, il n’existera que sur un seul monde. De la même manière, nous n’existons que sur un seul monde. Nous sommes les seuls humains dans cet univers. Et si nous considérons ce que nous avons appris de l’histoire de la vie sur Terre, il y a de fortes chances que la vie intelligente soit extrêmement rare. Alors que l’intelligence est clairement un atout dans la lutte pour la survie des espèces, ce n’est pas un but d’évolution; l’évolution n’a pas de but.
Jusqu’à ce qu’elle devienne intelligente, la vie est heureuse de simplement se reproduire. Avec l’intelligence, il sera malheureux de se contenter de répliquer. Ceci, en un mot, est l’essence de la condition humaine.
En rassemblant tout cela, nous proposons que nous sommes en effet chimiquement connectés au reste du cosmos et que nous partageons la même base de vie que tout autre être vivant hypothétique. En même temps, nous sommes uniques, tout comme toutes les autres créatures vivantes. La vie est une force incroyable. À partir d’un code à base de carbone et d’un ancêtre génétique commun, il peut créer une diversité stupéfiante de merveilles – dans ce monde, et peut-être dans d’autres.