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Récemment, CNN a rapporté que la dernière découverte montre que les épais nuages ​​acides de Vénus contiennent « de la phosphine, un gaz qui signifie la vie sur Terre. » Un autre gaz spécial a également été découvert dans l’atmosphère de Vénus : l’ammoniac. La phosphine et l'ammoniac sont tous deux considérés comme des marqueurs de la vie sur les exoplanètes, et leur découverte a suscité des spéculations sur l'existence de la vie sur Vénus.

Alors, sommes-nous seuls dans l'univers ?

Le contenu suivant est extrait de « La question ultime de l'astronomie : qui sommes-nous, d'où venons-nous et où irons-nous », qui a été abrégé et modifié à partir du texte original. Les illustrations utilisées dans l'article sont tirées de ce livre. Publié avec la permission de l'éditeur.

"La question ultime en astronomie : qui sommes-nous, d'où venons-nous et où allons-nous", [États-Unis] Neil deGrasse Tyson [États-Unis] James Tryfield, Fu Lei, Hu Fanghao et Wang Traduit par Ke Chao, juillet 2023 édition de Jiangsu Phoenix Science et Technology Press.

Quiconque souhaite répondre à des questions telles que « Qu'est-ce que la vie » et « Sommes-nous seuls ? » sera inévitablement limité par ses propres connaissances : la seule grande catégorie de vie que nous connaissons ou avons étudiée jusqu'à présent n'existe que sur terre. Mais la vie sur les exoplanètes pourrait ressembler et fonctionner différemment de tout ce qui a été observé auparavant, et afin de poursuivre la recherche de la vie là-bas, nous devons reconnaître nos tendances à courte vue.

Il y a bien longtemps, avant l’avènement du séquençage de l’ADN et d’autres biotechnologies, nous divisions la vie en deux catégories : les plantes et les animaux. Mais nous avons appris plus tard que la diversité des organismes unicellulaires et multicellulaires sur cette planète est époustouflante. Malgré cela, toutes les formes de vie connues sur Terre, y compris les animaux, les plantes, les protistes, les champignons, les archées et les bactéries, partagent une structure chimique de base commune, c'est-à-dire qu'elles sont toutes construites autour d'atomes de carbone comme épine dorsale. Il est donc compréhensible que les gens pensent que tous les êtres vivants doivent être structurés de cette façon – que toute vie est basée sur le carbone, tout comme les formes de vie dans notre monde.

Dans les films de science-fiction hollywoodiens, les extraterrestres apparaissent généralement sous des formes humanoïdes, ce qui montre une tendance à l’auto-préférence. Pourquoi les extraterrestres doivent-ils avoir des dents, des épaules et des doigts comme les humains ? De plus, pourquoi les extraterrestres doivent-ils ressembler à des plantes ou à des animaux sur Terre ? Si les extraterrestres de l’univers sont encore plus différents de nous que nous ne le sommes d’E. coli, alors à quoi pourrait ressembler la vie extraterrestre ?

Sommes-nous seuls ? La nature humaine nous pousse à lever les yeux et à réfléchir.

Deux modes de développement de vie différents du nôtre

Explorons ensemble deux modes de développement de la vie différents du nôtre.

La vie peut être basée sur d’autres atomes que les atomes de carbone. Un exemple populaire parmi les auteurs de science-fiction est la vie à base de silicium.

Le silicium est une alternative intéressante au carbone car sa structure électronique est similaire à celle du carbone.

Il se trouve juste en dessous du carbone dans le tableau périodique, il peut donc également se lier chimiquement à 4 atomes différents, ce qui est une propriété utile pour construire des molécules complexes comme l'ADN. Mais les liaisons silicium ont tendance à être plus fortes que les liaisons carbone, ce qui les rend moins susceptibles de former des molécules complexes et, par conséquent, une vie complexe.

Une deuxième façon de développer la vie, différente de ce que nous connaissons, est que la vie aurait pu émerger dans un environnement liquide qui n’était pas constitué d’eau. Nous connaissons au moins un endroit où existent des lacs qui ne sont pas constitués d'eau : la plus grande lune de Saturne, Titan, qui est la seule planète connue du système solaire à avoir un liquide qui coule à sa surface. Comme mentionné précédemment, dans un environnement de moins 180 degrés Celsius à la surface de Titan, des lacs de méthane et d'éthane liquides s'étendent jusqu'à ses pôles. À titre de comparaison, la température la plus froide enregistrée sur Terre (mesurée en Antarctique) est de moins 89 degrés Celsius.

Contrairement à l'environnement extrêmement froid de Titan, nous pouvons également imaginer une exoplanète avec une surface recouverte de roche en fusion, où la vie prospère dans des fourneaux brûlants. Nous ne savons tout simplement pas quelles réactions chimiques complexes se produisent à des températures aussi extrêmes, et il pourrait y avoir là quelque chose de complètement inattendu qui attend d'être découvert.

Rendu artistique de l'exoplanète 55 Cancri e. Elle orbite très près de son étoile mère et est verrouillée par les marées, de sorte que toute la surface faisant face à l'étoile mère est probablement recouverte de magma bouillant.

Jusqu’à présent, nous avons uniquement considéré la vie basée sur des réactions chimiques, que nous appelons préférences chimiques. Cependant, des scientifiques imaginatifs ont spéculé sur les structures complexes de formes de vie complètement différentes, comme l’interaction entre les champs électriques et magnétiques ou les forces électrostatiques entre les grains de poussière dans les nuages ​​interstellaires. À quoi ressemblerait cette forme de vie ? Si nous pouvons même les percevoir avec nos sens humains émoussés, ils pourraient être incompréhensibles pour tous, sauf pour les penseurs les plus ouverts d’esprit.

L’éventail surprenant de modes de vie possibles sur d’innombrables exoplanètes à travers l’univers nous fournit une preuve irréfutable que la vie, intelligente ou non, n’est pas unique à la Terre et ne peut exister sans son apparition ailleurs, bien que les formes de vie sur Terre soient issues d’une série de formes de vie. événements improbables et rares.

Il ne fait aucun doute que nous, les humains, n’aimons pas nous considérer comme seuls. Il y a bien longtemps, nous disposions des êtres dans le ciel – des dieux, des démons, des extraterrestres… Notre imagination est sans limites.

L'éclat du soleil en tant que foyer potentiel pour la vie s'estompe

Ce n’est qu’au XXe siècle que nous avons eu la technologie nécessaire pour utiliser la science pour tester nos croyances sur les autres formes de vie. Au XVIIIe siècle, certains astronomes pensaient que le Soleil pourrait abriter une vie basée sur le carbone. Bien entendu, ces êtres ne vivent pas sur la surface chaude du soleil, mais dans l’intérieur solide du soleil là où ils croient qu’il doit exister. Certains imaginaient même que si vous pointiez votre télescope dans la bonne direction, vous pourriez voir à travers les taches solaires jusqu'à un village habité en contrebas. Après tout, à cette époque, nous ne maîtrisions ni ne comprenions la thermodynamique, une branche de la physique. La thermodynamique nous dit que la chaleur générée par un extérieur bouillant fera évaporer n’importe quel village à l’intérieur.

Au fil du temps, l'éclat du soleil en tant que foyer potentiel pour la vie s'est estompé, mais d'autres idées étranges ont surgi. Par exemple, en 1837, l'Anglais Thomas Dick publie un livre au titre exagéré : « Paysages célestes » ou « Les miracles révélés par les systèmes planétaires, expliquant la perfection de Dieu et la diversité du monde ». Dans ce livre, il affirme que nous pourrions trouver des humains vivant dans les anneaux de Saturne.

Dans le roman de 1901 « Les premiers hommes sur la lune » d'Herbert George Wells et dans le film du même nom de 1964, les humains sur la lune ont rencontré des hommes lunaires ressemblant à des insectes sous la surface.

Au début du XXe siècle, de nombreuses personnes croyaient encore à l’existence de la vie sur la Lune, sur Mars et sur Vénus. Par exemple, en 1901, Welles, l'écrivain surtout connu pour ses premiers ouvrages La Guerre des mondes, a raconté l'histoire d'un gentleman britannique qui se rend sur la lune à la recherche d'une atmosphère respirable et rencontre un homme qu'il appelle l'Homme au Sélénium (L'Homme au Sélénium). histoire de la race Sélénites. Cette croyance a acquis une autorité lorsque le célèbre astronome américain Percival Lowell a commencé à publier des livres sur ses observations de Mars. Lowell imaginait la planète rouge comme le foyer d’une civilisation mourante, avec un réseau de canaux transportant l’eau des pôles jusqu’à l’équateur – une autre idée perdue de la vie sur Mars.

Aujourd’hui, nous savons que la vie (très probablement microbienne) se trouve le plus probablement dans les océans souterrains de lunes comme Europe, et qu’il y a également de faibles espoirs dans les aquifères situés sous la surface de Mars.

Les scientifiques qui étudient la vie doivent travailler face à des obstacles propres à leur domaine. En public, nous célébrons la biodiversité de la planète, mais en privé, nous déplorons que tout cela puisse remonter à une seule origine, à une seule instance de vie.

Il existe plus de 100 objets sphériques dans le système solaire qui peuvent être comparés et contrastés avec la Terre, et la Terre n’est que l’un d’entre eux. C’est d’ailleurs pour cette raison que les départements de géologie sont devenus si rares dans nos universités : ils se sont transformés en départements de sciences planétaires.

Mais les biologistes ne disposent pas d’un tel luxe. Chaque être vivant sur Terre a le même fonctionnement chimique contrôlé par des molécules d'ADN, ce qui montre clairement que nous avons tous évolué à partir d'une seule cellule progénitrice primitive qui a émergé dans les océans de la Terre il y a des milliards d'années.

Pourquoi est-ce important ? Imaginez si la seule créature aquatique que vous ayez jamais vue était un poisson rouge. Vous supposeriez alors que toutes les créatures aquatiques sont des vertébrés orange qui préfèrent l'eau douce et se nourrissent de plantes et d'insectes. Imaginez-vous aller à la plage pour la première fois un jour et voir un grand requin blanc, puis une méduse, puis un crabe. Tout ce que vous savez sur la vie aquatique doit être réévalué, et ce n’est qu’alors que la biologie marine et d’eau douce émergera.

L'Allen Telescope Array (ATA), exploité par l'Institut californien pour l'exploration de l'intelligence extraterrestre (SETI), continue de mener des études du ciel pour rechercher des signes de vie intelligente au-delà du système solaire.

Comment notre vision de la vie va-t-elle changer ?

Comment notre vision de la vie changerait-elle si nous découvrions d’autres formes de vie ?

Premièrement, toute vie sur Terre implique des processus chimiques dans lesquels des atomes de carbone se combinent dans un environnement d’eau liquide. Comme nous le verrons dans la suite de ce chapitre, presque toutes les réflexions sur la vie extraterrestre supposent que cette caractéristique est présente dans toute vie que nous y trouvons. C’est le point de vue dérivé du poisson rouge mentionné plus haut.

Pour quelqu’un qui n’a jamais vu une autre créature aquatique, imaginer la vie extraterrestre est basé sur un poisson rouge. Ils sont peut-être capables d'imaginer comment la vie pourrait exister dans l'eau, mais imaginer et trouver une crevette, un type de corail ou une baleine de 50 tonnes nécessite plus d'informations, de temps et surtout d'imagination. Lorsque les humains manquent d’informations, il leur est facile de développer des préjugés ou des préférences. Découvrir la vie ailleurs peut (ou non) nous obliger à abandonner les sources de ces préjugés.

·Préférence carbone : La vie dépend-elle nécessairement des atomes de carbone ? Les écrivains de science-fiction et les scientifiques sérieux ont pensé à une vie basée sur le silicium et d’autres atomes.

·Préférence pour l'eau : l'eau est-elle le seul fluide capable de soutenir les processus de formation de la vie ? L'ammoniac et le méthane liquide font partie des autres possibilités, et les chimistes ont sélectionné le sulfure d'hydrogène, le gaz responsable de l'odeur d'œuf pourri que l'on sent parfois autour des piscines chaudes.

·Préférence de surface : la vie peut-elle évoluer uniquement à la surface d'une planète ? Dans de nombreux endroits du système solaire, comme sur les lunes de Jupiter et de Saturne, la majeure partie de l’eau liquide ne se trouve pas à la surface mais dans les océans souterrains. Et la vie pourrait-elle évoluer et s’épanouir entièrement dans l’atmosphère des planètes géantes gazeuses ?

· Préférence stellaire : la vie peut-elle se développer uniquement sur des planètes en orbite autour des étoiles ? Après tout, les calculs montrent qu’il pourrait y avoir plus de planètes dites « voyous » errant autour de la Voie lactée et au-delà que de planètes en orbite autour des étoiles. La vie peut-elle se développer sans compter sur les étoiles comme source d’énergie ? La chaleur radioactive à l’intérieur d’une planète pourrait-elle remplacer la lumière du soleil ?

· Préférences en matière de chimie : nous devons nous demander : la vie doit-elle être basée sur la chimie ? Si la vie nécessite un flux d'énergie, certains calculs théoriques suggèrent que l'interaction des champs électriques et magnétiques pourrait développer les niveaux de complexité généralement associés aux systèmes vivants.

Il va de soi que remettre en question chaque préférence ouvre la voie à de nouveaux schémas de vie de plus en plus incroyables. Par où veux-tu commencer ?

La surface volcanique et sans vie de la Terre primitive était régulièrement bombardée par des comètes et des météores qui apportaient avec eux les ingrédients de base de la vie provenant d'ailleurs dans le système solaire.

Si vous envisagez de mettre en œuvre un grand projet de recherche, il est utile de savoir exactement ce que vous recherchez.

Les gens confondent souvent la recherche d’une vie extraterrestre avec la recherche d’une civilisation extraterrestre, alors commençons par une expérience de pensée. Comment les visiteurs extraterrestres auraient-ils vu notre planète à différents moments de l’histoire de la Terre ?

Pendant ses 500 premiers millions d’années, la Terre était une sphère chaude et sans air flottant dans l’espace, dépourvue de vie, encore moins de vie intelligente.

Au cours des trois prochains milliards d’années, la Terre sera un monde flottant de bave verte. Des micro-organismes flottants et relativement simples récoltent l’énergie de la lumière du soleil. Il y a de la vie dans ce monde, mais ils ne possèdent évidemment pas encore ce que nous appellerions l’intelligence.

Au cours des dernières centaines de millions d’années, des visiteurs extraterrestres auraient découvert des formes de vie plus complexes. Quant à savoir quand ils peuvent franchir le seuil de la vie intelligente, cela dépend de ce que vous pensez être une vie intelligente : des vers, des poissons ? Ou un dinosaure, un primate ou un chat ?

La sociologie extraterrestre doit prendre en compte les formes de vie intelligentes de toute la galaxie, et la barre cosmique de Star Wars est un parfait exemple de sociologie extraterrestre.

Plutôt que de nous perdre dans de vagues débats sur la définition de l’intelligence, examinons la façon dont nous avons recherché la vie sur les exoplanètes jusqu’à présent et comparons cela à la façon dont nous recherchons la vie intelligente.

Nous utilisons essentiellementspectreApprenez à rechercher ce que les astrobiologistes appellent les biosignatures, ces molécules produites par les organismes biologiques dans les atmosphères planétaires. Ces molécules comprennent l'oxygène issu de la photosynthèse et le méthane produit par des micro-organismes anaérobies. Mais cette approche présente un problème : ces molécules peuvent également être produites par des procédés chimiques et minéralogiques standards. Par exemple, nous savons que la lumière ultraviolette du soleil peut décomposer les molécules d’eau dans l’atmosphère et produire des molécules d’oxygène sans l’intervention de la vie. Actuellement, la seule façon de détecter la vie intelligente dans l’univers est de rechercher des signaux électromagnétiques émis intentionnellement ou non par des exoplanètes, mais cela signifie que nous définissons la vie intelligente comme ayant la capacité de construire des radiotélescopes. Cela signifie également que si nous utilisons notre propre définition de la vie intelligente, alors la longue période de l'histoire humaine depuis l'époque d'Homo habilis il y a 2 millions d'années jusqu'au 19ème siècle ne sera pas visible pour les observateurs extraterrestres. Les organismes multicellulaires, ou vie complexe, sont apparus il y a environ 1 milliard d'années. D'après ce calcul, la vie intelligente, définie comme la capacité d'émettre des signaux radio, ne représente qu'une petite partie de l'histoire de la vie complexe sur Terre – environ 0,00001 %.

Les stromatolites sont des structures sédimentaires biologiques construites par des micro-organismes primitifs, montrées ici en Australie. Bien qu’ils soient rares aujourd’hui, les microbes qui les ont construits constituaient la forme de vie la plus dominante sur Terre il y a 3,5 milliards d’années.

Est-il juste de supposer, sur la base des données limitées dont nous disposons, qu’il n’y a pas de vie intelligente au-delà de la Terre ?

Même si nous avons envoyé une flotte de sondes sur Mars et les avons laissées parcourir la surface pour collecter des données, les scientifiques se demandent toujours si des microbes existent sur Mars. En d’autres termes, d’après ce que nous savons maintenant, nous pourrions vivre dans une galaxie qui contient de nombreuses planètes vertes flottantes, peut-être sur lesquelles vivent des dinosaures, mais dont aucune ne nous envoie de signaux radio, ou du moins de signaux que nous pouvons avoir. peut détecter.

Auteur original/Américain] Neil deGrasse Tyson [Américain] James Tryfield

Extrait/He Ye

Editeur/Zhang Jin

Introduction à la relecture/Yang Li