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Cet ensemble de textes a été conçu à la demande de lecteurs de la revue en ligne Automates-Intelligents souhaitant disposer de quelques repères pour mieux appréhender le domaine de ce que l’on nomme de plus en plus souvent les "sciences de la complexité"... lire la suite

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22 septembre 2014 1 22 /09 /septembre /2014 17:35

The Copernicus Complex: Our Cosmic Significance in a Universe of Planets and Probabilities – Septembre 2014

Caleb Scharf

Scientific American, Farrar, Straus and Siroux

Présentation par Jean-Paul Baquiast
21 septembre 2014

Nous reviendrons dans un article ultérieur sur certains des thèmes de ce livre. JPB


Caleb Scharf dirige le centre d'astrobiologie de l'université de Columbia.
Les recherches de cet astrophysicien font autorité ; elles concernent notamment l'interprétation satellitaire des émissions radio attribuées aux trous noirs.

Dans son dernier livre, il s'intéresse particulièrement aux modélisations informatiques les plus récentes portant sur les dynamiques gravitationnelles, c'est-à-dire sur la façon dont différents types de systèmes solaires peuvent résulter de l'interaction gravitationnelle entre un astre de type solaire et ses satellites, ainsi que sur les conséquences pouvant en décoouler dans le domaine de l'astrobiologie.

L'astrobiologie étudie les types de biologies pouvant apparaître dans l'univers au sein des astres présentant - ou non - des caractères proches de ceux de la Terre.

Par ailleurs, Caleb Scharf est un excellent formateur et vulgarisateur. Il fait découvrir à un large public les problématiques les plus récentes de sa discipline, malgré leurs aspects apparemment les plus ésotériques. Ce dernier ouvrage en est un excellent exemple. Bien qu'abordant des questions éminemment difficiles, il les met à portée tous ceux s'intéressant à la cosmologie et à la question de la vie extraterrestre.


* Voir notre présentation de l'ouvrage précédent de l'auteur Gravity's Engines
How Bubble-blowing Black Holes rule Galaxies, Stars and Life in the Cosm
os
* Sur le chaos, voir notre présentation de Simplicité profonde : Le chaos, la complexité et l'émergence de la vie de John Gribbin
* Voir aussi La théorie du Chaos par James Gleick
* Voir aussi notre article consacré à Ilya Prigogine

Le « Copernicus Complex » recense et critique les plus récentes hypothèses scientifiques concernant les origines de la vie sur Terre et la question de savoir s'il s'agit d'un phénomène rare dans l'Univers, voire unique, ou au contraire très fréquent. Le livre commence par un rappel de l'affirmation de Copernic au 16e siècle, selon laquelle contrairement aux affirmations de l'Eglise catholique et de nombreux philosophes antiques, la Terre n'était pas le centre de l'univers visible, autour duquel graviterait le soleil et les autres astres, mais seulement l'un de ces astres gravitant autour du soleil.

Ceci avait été nommé le « Principe de Copernic » ou « Principe de Médiocrité ». Ce principe refuse d'une façon générale de considérer l'homme comme le centre de toutes choses, en dehors du Dieu créateur lui ayant conféré ce statut. Plus les lunettes astronomiques se perfectionnèrent, après la généralisation de l'invention de Galilée, plus ces hypothèses se trouvèrent confirmées.

Le Principe de Médiocrité appliqué à l'astronomie

Caleb Scharf rappelle à cet égard les découvertes les plus récentes des astronomes. Ce sont maintenant plusieurs centaines de planètes extrasolaires qui ont été identifiées, gravitant autour des astres les plus proches de nous, c'est-à-dire les plus faciles à observer. Le catalogue s'enrichit tous les jours. Ces planètes ne sont pas encore observables directement, mais en fonction des perturbations gravitationnelle qu'elles imposent à leur astre, il est désormais possible de préciser s'il s'agit de « géantes gazeuses », sembles à Jupiter ou Saturne, ou de planètes de type rocheux, semblables à la Terre. Un grand nombre de celles-ci se trouvent situées dans ce que l'on nomme la zone habitable, suffisamment loin et cependant suffisamment près de leur soleil pour que de l'eau liquide et des températures clémentes jugées encore indispensables à la vie puissent s'y trouver.

On sait que si par ailleurs, au lieu de dépenser des budgets considérables à se faire la guerre, les humains affectaient les ressources suffisantes à la réalisation des télescopes géants optiques ou radio d'ores et déjà dans les cartons, il pourrait être possible, dans quelques années seulement, d'observer directement les plus proches de ces planètes, y compris la composition de leur atmosphère, révélatrice de la présence de la vie, voire même leurs éventuelles couvertures végétales.

Le Principe de Médiocrité appliqué à la biologie

Peu de temps après Copernic et Galilée, les découvertes des inventeurs des premiers microscopes avaient confirmé le Principe de Médiocrité. Le monde des créatures macroscopiques multicellulaires (eucaryotes) auxquelles l'homme appartient, est très largement dépassé en complexité par celui des créatures microscopiques, bactéries et archéa monocellulaires (procaryotes) sans mentionner les virus que l'on considère généralement aujourd'hui comme des organismes vivants plus simples, mais cependant dotés de gènes.

L'on découvre dorénavant de telles bactéries dans tous les milieux terrestres, y compris dans ceux jusqu'ici considérés comme impropres à la vie. Si bien que l'on considère généralement que les premières d'entre elles ont commencé à peupler la jeune Terre alors même que celle-ci état soumise à d'intenses bombardement météoritiques (dont celui supposé avoir donné naissance à la Lune).

Caleb Scharf mentionne par ailleurs les récentes découvertes de ce que l'on pourrait appeler l'astrophysique prébiotique. Très vite, dès le Big Bang, se seraient formés, à partir des molécules H2 et H3 originelles, des composés chimiques, notamment à base de carbone, constituant ce que l'on a nommé les briques de base indispensables à la vie. Ces composés se sont retrouvés dans les nuages interstellaires à l'origine des premiers systèmes solaires. Dès sa formation, notre propre système solaire a donc baigné dans une telle atmosphère prébiotique.

Celle-ci ne suffisait pas pour donner naissance aux molécules géantes indispensables à la constitution et à la reproduction des premiers organismes considérés comme vivants (dont le fameux LUCA et ses prédécesseurs) mais elle avait considérablement facilité l'action des mécanismes géophysiques terrestres ou sous-marins ayant servi de berceau à l'émergence de la vie.

Quant à ce que l'on nomme la vie intelligente, le Principe de Médiocrité explique aujourd'hui son émergence, que ce soit chez les animaux et même chez l'homme, par un enchainement de mécanismes qui en font une conséquence quasi obligée de l'apparition de la vie monocellulaire.

Nous n'entrerons pas ici dans cette discussion. Indiquons seulement que, comme le rappelle d'ailleurs Caleb Scharf, l'homme, composé de milliards de cellules et hébergeant un nombre encore plus grand de bactéries indispensables à sa vie, pourrait être considéré, au même titre que les autres organismes multicellulaires, comme l'instrument par lequel le monde des bactéries s'est organisé spontanément en réseaux capables de faire émerger de l'intelligence à son profit. Cette intelligence permet, via la production de nouveaux milieux riches en nutriments résultant de l'activité des humains, aux bactéries de se multiplier encore davantage. Ceci se dit aujourd'hui, rappelons-le, du développement des systèmes intelligents plus ou moins autonomes commençant à apparaître au sein des réseaux numériques connectant des humains, à l'insu de ces mêmes humains.

Toutes les recherches scientifiques récentes pourraient donc justifier – sans évidemment pouvoir encore le démontrer, que la vie cellulaire voire la vie intelligente, pourraient se trouver sous des formes voisines dans les centaines de milliards de galaxies, composées elles-mêmes de centaines de milliards d'étoile et d'au moins mille milliards de planètes, composant l'univers visible.

Une relative spécificité.

Cependant, comme Caleb Scharf le rappelle, les évolutions géophysiques et biologiques ayant permis l'apparition de la vie terrestre et de l'homo sapiens, ne se retrouvent pas de façon uniforme à l'échelle de l'univers observable. Les simulations permises par les ordinateurs modernes appliquée à ce que l'on appelle la dynamique gravitationnelle montrent que, à l'intérieur des lois simples de la gravitation, une très grande diversité de systèmes galactiques et de systèmes solaires peut apparaître. Ce ce que confirme d'ailleurs les observations précitées de l'astronomie moderne.

Non seulement aucune galaxie n'est vraiment semblable à une autre, mais aucun système associant un ou plusieurs soleils à un plus ou moins grand nombre de planètes et de planètésimaux tous différents, ne reproduit l'image régulière de notre propre système solaire. Ceci ne veut pas dire que, dans un grand nombre d'entre eux, la vie ne puisse apparaître, ceci veut seulement dire que les mécanismes susceptibles d'y générer la vie seraient très différents de l'un à l'autre, et que par conséquent les formes adoptées par de telles vies pourraient être également très différentes.

Par ailleurs l'histoire détaillée de l'apparition et du développement de la vie terrestre, incluant dans certains cas des formes plus ou moins marquées d'intelligence voire de conscience, paraît bien montrer qu'il a fallu un enchainement continu de circonstances favorables pour aboutir aux résultats que nous connaissons. Ceci pourrait justifier un retour à l'hypothèse selon laquelle l'homme, sans être nécessairement unique dans l'univers, pourrait au moins être assez exceptionnel. On retrouverait là une forme atténuée, faible, du principe anthropique, selon lequel l'homme n'a pu apparaître que dans des environnements très spécifiques. De là à prétendre, comme ne manquent pas de le faire les religions monothéistes, qu'il a fallu la main de Dieu pour que s'organise l'enchainement de circonstances favorables à l'apparition de l'humanité, il n'y a qu'un pas.

Le cosmo-chaos

Caleb Scharf ne cède pas à cette tentation. Il nous invite par contre à faire appel aux théories des probabilités bayésiennes et à celles du chaos pour nous expliquer l'apparition de formes de vie semblables à celles que nous connaissons, aussi improbables puissent-elles être. Il propose le terme de cosmo-chaos pour caractériser la multiplicité et l'enchevêtrement des différents facteurs ayant abouti à l'univers tel que nous le connaissons.

Ce cosmo-chaos caractérise l'univers en son état actuel (tel du moins qu'il est visible à des instruments demeurant très imparfaits) mais aussi l'univers tel qu'il évoluera et, rétroactivement, l'univers tel qu'il s'est développé à partir du Big Bang. Celui-ci peut être considéré comme ayant surgi, d'une façon elle-même chaotique (non descriptible,) du vide quantique fondamental. Comme nous l'avons rappelé, les premiers atomes lui ayant succédé ont donné naissance à des mécanismes de plus en plus chaotiques, c'est-à-dire, en d'autres termes, de plus en plus diversifiés et imprévisibles, à l'intérieur de certaines limites apparues dès le départ.

Il faut en effet concilier les deux types de réalités telles qu'elles apparaissent à la science moderne. D'une part, les mécanismes dont nous provenons n'ont rien de spécifique. D'autre part nous occupons un temps très spécial au sein d'un univers âgé de 14 milliards d'années et appelé à s'étendre sans doute indéfiniment, sans doute aussi au sein d'un multivers dont il se diffférenciera de plus en plus jusqu'à sa mort. Nous nous situons dans un système solaire très spécifique, noyé dans un océan de diversité n'ayant que de lointains traits communs avec notre système solaire: Jupiters « chauds » orbitant très près de leurs soleils en moins d'un jour terrestre (on imagine à quelles vitesses) , planètes rocheuses autour d'étoiles en fin de vie, milliards de « Terres » et de « Super-Terres ».

De plus, la vie terrestre, si elle s'est construite à partir de briques de bases et d'une chimie présentes partout dans l'univers, l'a fait au terme de 4,4 milliards d'années de processus évolutifs improbables en termes déterministes. De même, pour reprendre un exemple proposé par l'auteur, que le spectateur d'une partie de base ball recevant une balle en plein visage n'avait aucune raison de le prévoir - sauf en termes stratistiques, et avec une probabilité infime.

Compte tenu de ces données en apparence contradictoires, Caleb Scharf nous invite à considérer que la situation de l'homme dans l'univers résulte d'une suite de hasards dont l'enchainement est de type chaotique. Ils peuvent paraître exceptionnels à notre échelle mais ils ne le seraient pas à l'échelle de l'univers entier. En d'autres termes, il recommande une vois moyenne entre le principe de Copernic et le principe anthropique.

Cela devrait donc nous encourager à rechercher d'autres formes de vies et d'intelligences susceptibles d'être présentes dans l'univers, voire de se manifester à nous. Non seulement dans le cadre de l'astrobiologie, qui constitue une science indiscutable, dont les applications pourront être précieuses à l'avenir, mais aussi dans le cadre de projets comme ceux du SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), beaucoup plus problématiques, mais néanmoins importants, pour aujourd'hui comme pour plus tard.

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