L’équation de Drake ou formule de Drake, est une proposition mathématique qui estime le nombre potentiel de civilisations extraterrestre dans notre galaxien avec lesquelles nous pourrions entrer en contact. Le principal objet de cette équations est de déterminer ces facteurs, afin de connaître le nombre probable de ces civilisations. (source Wikipedia)
Cette formule a été suggérée par l’astronome américain Frank Drake en 1961 et concerne les sciences telles que l’exobiologie, la futurobiologie, l’astrosociologie, ainsi que le projet SETI.
Dans l’état actuel de nos connaissances, l’estimation de la plupart des paramètres de la formule reste très incertaine, si bien qu’en fonction des choix adoptés, le résultat peut être bien inférieur à 1 (auquel cas nous serions probablement les seuls êtres technologiquement avancés dans la Galaxie), ou au contraire atteindre plusieurs centaines ou milliers voire davantage.
Le principal intérêt de cette formule est donc, pour l’instant, de montrer qu’une question semblant relever de la science fiction peut être appréhendée de façon scientifique, et ramenée à l’estimation de paramètres astronomiques ou probabilistes définis.
Sept paramètres
L’équation de Drake dit que le nombre N probable de civilisations dans notre galaxie est égal au produit de sept paramètres :
N=R∗ × fp × ne × fl × fi × fc × L
- R* est le nombre d’étoiles qui se forment annuellement dans notre galaxie ;
- fp est la part des étoiles dotées de planètes ;
- ne est l’espérance du nombre de planètes potentiellement propices à la vie par étoile ;
- fl est la part de ces planètes où la vie apparaît effectivement ;
- fi est la part de ces planètes où apparaît la vie intelligente ;
- fc est la part de ces planètes capables et désireuses de communiquer ;
- L est la durée de vie moyenne d’une civilisation, en années.
Ainsi, avec N>1 nous ne sommes probablement pas seuls. Si N est suffisamment grand, nous pourrions entrer en contact avec les civilisations extraterrestres les plus proches (une distance de x années-lumière implique un temps d’acheminement des signaux de x années).
Les scientifiques, de nos jours, ont des désaccords considérables sur les valeurs que peuvent prendre ces paramètres. Les valeurs utilisées par Drake et ses collègues en 1961 sont,
- R* = 10 /an ;
- fp = 0,5 ;
- ne = 2 ;
- fl = 1 ;
- fi = fc = 0,01 ;
- L = 10 000 ans.
Ce qui donne N = 10 civilisations en mesure de communiquer dans la Galaxie
Discussion
La valeur de R* est la moins discutable.
Celle de fp est plus incertaine mais plus constante que les autres valeurs.
Avant la découverte de nombreuses exoplanètes au début des années 2000, les scientifiques pensaient que ne était plus importante, mais la découverte de nombreuses géantes gazeuses aux orbites proches de leur étoile sème le doute sur les planètes qui peuvent être propices à une vie aussi rapprochée de leur étoile.
D’autres font cependant observer que l’échantillon des exoplanètes découvertes jusqu’à présent n’est absolument pas représentatif : il est normal de commencer par la détection des objets les plus gros, et les exoplanètes telluriques (rocheuses, semblables à la Terre) restent à découvrir.
De plus, la plupart des étoiles de notre galaxie sont des naines rouges, qui possèdent un faible rayonnement ultraviolet, rayonnement qui a contribué à l’évolution de la vie terrestre. Par contre, elles possèdent un violent rayonnement, principalement en rayons X, non favorable à la vie telle que nous la connaissons (des simulations suggèrent également que ce rayonnement érode l’atmosphère des planètes). La possibilité de vie sur des satellites de planètes géantes gazeuses (par exemple Europe, le satellite de Jupiter) renforce de manière incertaine ce cas de figure.
Au regard de la vie sur Terre, il est plausible que fl soit proche de un car la vie sur Terre semble avoir commencé presque immédiatement après que les conditions l’ont rendue possible, suggérant que l’abiogenèse est relativement facile une fois que les conditions sont favorables. Par ailleurs, on découvre sur Terre de plus en plus d’organismes vivants dits extrémophiles parvenant à survivre dans des conditions extrêmes (fonds marins, caldéras, environnement soufrés, etc.) Ce facteur n’en reste pas moins très discutable.
Une donnée qui aurait un impact majeur serait la présence controversée de vie (primitive) sur Mars indépendamment de la vie sur Terre, plaiderait en faveur d’une valeur élevée pour ce facteur.
fi, fc et L sont plus petits que supposés fi a été modifié depuis la découverte du fait que l’orbite du système solaire dans la Galaxie est circulaire et est restée en dehors du bras de la Galaxie pendant des centaines de millions d’années, évitant les radiations des novas. En outre, les satellites rares comme la Lune semblent contribuer à la conservation de l’hydrogène en brisant la croûte terrestre, provoquant une magnétosphère, par vagues de chaleur et de mouvements, et stabilisant l’axe de rotation de la planète.
De plus, puisqu’il semble que la vie se soit développée juste après la formation de la Terre, l’explosion cambrienne dans laquelle une grande diversité de formes de vie multicellulaires s’est transformée en êtres pluricellulaires, apparaît un temps considérable après la formation de la Terre, ce qui suggère la possibilité que des conditions particulières sont nécessaires pour que cela arrive. Des scénarios, comme la Terre boule de neige, ou la recherche parmi les événements d’extinction ont suggéré la possibilité quevie sur Terre soit relativement fragile. Une fois encore, la controverse sur le fait que la vie soit apparue sur Mars, puis y ait disparu, affecterait les estimations de ces facteurs.
L’astronome Carl Sagan a conjecturé que les valeurs de tous les facteurs, hormis celle de la durée de vie d’une civilisation, doivent être relativement élevées, et le facteur déterminant est de savoir si une civilisation possède ou non la capacité technologique d’éviter l’auto-destruction. Dans le cas de Sagan, l’équation de Drake a été une motivation de son intérêt pour les problèmes environnementaux et son activité de communication sur les dangers des armes nucléaires.
À partir de l’année 2001, la valeur 50 peut être attribuée à R* avec le même degré de confiance dont Drake a usé en 1961 en lui donnant la valeur 10. ]La chose remarquable à propos de l’équation de Drake est que, en insérant des valeurs plausibles pour chaque paramètre, on obtient généralement une valeur N >> 1.
Ce résultat a été source de l’intérêt pour le projet SETI concernant la recherche de vies extraterrestres. Cependant, cela est en conflit avec la valeur observée de N = 1, soit une seule forme de vie intelligente dans la Voie lactée, la nôtre.
Ce conflit est aussi formulé dans le paradoxe de Fermi, celui-ci ayant été le premier à suggérer que notre compréhension de ce qu’est une valeur « conservative » (prudente) pour quelques paramètres peut être excessivement optimiste, ou que quelques autres facteurs peuvent intervenir en ce qui concerne la destruction d’une vie intelligente.
D’autres hypothèses donnent des valeurs de N inférieures à 1, mais quelques observateurs croient que c’est encore compatible avec les observations dues au principe anthropique : peu importe combien est basse la probabilité qu’une galaxie donnée ait une vie intelligente, la galaxie dans laquelle nous nous trouvons doit avoir au moins par définition une espèce intelligente. Il pourrait y avoir des centaines de galaxies dans notre amas sans aucune vie intelligente, mais évidemment nous ne sommes pas dans ces galaxies pour observer ce fait.
Estimations actuelles des paramètres de l’équation de Drake
On tentera ici de lister les meilleures estimations à l’époque actuelle (2004) pour les paramètres de l’équation de Drake ; ils sont susceptibles de changer si de meilleurs résultats sont trouvés.
fc est la fraction de ces planètes désireuses de communiquer
R* est le taux de formation de nouvelles étoiles dans notre galaxie → estimé par Drake à dix par an : R* = 10 an−1
fp est la fraction de ces étoiles possédant des planètes → estimé par Drake à 0,5
ne est le nombre moyen de planètes par étoile potentiellement propices à la vie (avec l’indice e pour earth-like (« semblable à la Terre »)) → estimé par Drake à 2
fl est la fraction de ces planètes sur lesquelles la vie apparaît effectivement (avec l’indice l pour life (« vie »)) → estimé par Drake à 1. En 2002, Charles H. Lineweaver et Tamara M. Davis (de l’université de Nouvelle-Galles du Sud et avec le Centre australien d’astrobiologie) ont estimé fl > 0,33 utilisant un argument statistique basé sur le temps qu’a mis la vie pour se développer sur Terre. Avec un temps déterminé approximativement 10 % des systèmes planétaires dans notre galaxie sont propices à la vie, ayant des éléments lourds, étant loin des supernovas et étant stables dans leur relations pendant une période suffisante.
fi est la fraction de ces planètes sur lesquelles apparaît une vie intelligente → estimé par Drake à 0,01. Cependant, les systèmes planétaires dans l’orbite galactique avec une exposition aux radiations aussi basse que le Système solaire sont plus de 100 000 fois plus rares.
fc est la fraction de ces planètes désireuses de communiquer
Europe Solidaire 