Les astronomes suggèrent que le fait de ne pas trouver d'extraterrestres signifie que nous sommes en sécurité dans l'espace

Il y a quatre milliards d'années, huit planètes entouraient le soleil. Il y avait un potentiel de vie sur les deuxième, troisième et quatrième plus éloignées de l'étoile, mais il n'en existait pas encore. Sur Vénus, un effet de serre hyperactif a exterminé ce potentiel. Sur Mars, la faible gravité permettait au vent solaire d’effacer l’atmosphère et d’en geler le potentiel. Sur Terre, la vie s’est épanouie dans les océans, a proliféré et a évolué au point où ses détenteurs pouvaient réfléchir à leurs propres origines.

Mais pourquoi la Terre? Une théorie peu connue mais étonnamment puissante suggère que nous sommes seuls ou presque seuls dans l'univers - non pas parce que la vie est rare, mais parce que la co-évolution avec les forces planétaires est si pénible que la plupart de la vie ne survit pas. Les partisans de cette théorie, appelée Gaian Bottleneck, s'inspirent de l'hypothèse plus ancienne du Monde Gaian, qui suggère que la présence de la vie modifie l'environnement, contribuant ainsi à maintenir les conditions nécessaires à la survie de la vie.

Le Gaian Bottleneck est assez controversé dans la communauté des scientifiques qui étudient les origines de la vie. Les chercheurs sont divisés sur le fait de savoir si Vénus et Mars ont déjà habité la vie - il n’ya aucune preuve définitive - et il n’ya pas encore de consensus sur la nature des premiers processus terrestres. En l'absence de consensus clair sur l'origine de la vie sur Terre et de données sur la vie ailleurs, des théories comme le Gaian Bottleneck, créée par Aditya Chopra, postdoctorante en astrobiologie à l'université de Washington, ne permettent pas de prouver ou d'infirmer avec exactitude Charles Lineweaver. Au lieu de cela, ils deviennent une partie d’un réseau complexe d’idées sur notre relation au reste de l’univers, qui expliquent comment nous essayons de répondre à l’une des questions les plus existentielles de l’humanité: sommes-nous seuls?

"Ce que nous prévoyons, c'est que nous trouverons que la plupart des planètes ne sont pas habitées", explique Chopra. Inverse, "Et nous ne devrions pas être déçus."

Le fait que la vie s’est révélée si difficile à trouver au-delà de la Terre a longtemps laissé perplexe les scientifiques, dont la plupart ne sont pas à l'aise pour conclure que nous sommes seuls. Le moyen le plus célèbre de couper à travers le nœud de contradictions qui se crée s'appelle une thèse appelée le Grand Filtre qui postule que le massacre de tous les êtres vivants au niveau de l'extinction se produit relativement fréquemment.

Étant donné que les événements d'extinction peuvent prendre de nombreuses formes différentes, il existe une grande variété d'hypothèses de grand filtre et neuf moments différents où la vie pourrait échouer. James Kasting, géophysicien à la Penn State University, résume la situation en termes clairs. «Je crains que le filtre ne soit dans notre avenir et non dans notre passé», dit-il.

Cependant, avec si peu de données sur la vie, il est difficile de savoir exactement quel sera le point de pression. «Le grand filtre pourrait être ce goulot gaien, mais il pourrait être à l'origine de la vie elle-même», explique Kasting. «Cela pourrait être l’origine des eucaryotes, du sexe, de la vie intelligente, il se pourrait que des civilisations technologiques comme la nôtre se détruisent. Je pense que le changement climatique pourrait être un excellent filtre pour nous."

Cependant, Chopra et Lineweaver examinent le manque de vie dans l’univers et parviennent à la conclusion opposée: si la vie est courante et que nous ne l’avons pas trouvée dans l’univers, il est possible que nous existions de l’autre côté du filtre. S'il y a un point dans l'évolution de la vie qui est si difficile qu'il provoque la plus grande partie de la vie à disparaître, il est possible que des terriens aient été là et aient fait cela.

Pour créer l’hypothèse Gaian Bottleneck, ils se sont tournés vers une théorie sur l’interaction entre la vie et la planète appelée Hypothèse Gaïa. Dans un monde gaien, la vie est ce qui rend une planète habitable. C’est une idée controversée, et lorsqu’elle a été suggérée pour la première fois dans les années 1970, elle a pris un aspect presque théologique: la vie fonctionne avec des processus non-vivants pour créer un système autorégulateur. La théorie a été acceptée dans une certaine mesure aujourd’hui - il est généralement admis que l’effet de la vie sur l’environnement est accepté, mais la communauté scientifique rejette en grande partie les aspects anthropomorphes et théologiques.

La partie controversée des Gaian Bottleneck de Chopra et de Lineweaver est son postulat de base selon lequel la vie microbienne précoce est ce qui a empêché la Terre de se transformer en Vénus ou en Mars. C’est presque impossible à prouver, surtout parce qu’il est difficile d’expliquer l’effet de la vie sur l’environnement moderne.

Selon James Kirchner, géochimiste à l’Institut fédéral de la recherche, l’environnement terrestre a été, au cours des derniers millions d’années, le meilleur endroit pour être si vous êtes un organisme complexe aérobie, comme nous. "Nous devons reconnaître, bien sûr, qu'il y a là un élément d'erreur fallacieux." Kirchner souligne que la plupart des organismes qui ont vécu sur Terre se sont éteints et vivaient dans des climats et des biomes totalement différents de ce qui existe actuellement. sur Terre aujourd'hui - «Donc, faire demi-tour et dire que le climat est idéal, c'est: bien sûr, pour nous», dit-il.

Mais Chopra souligne que la Terre a été habitable pour d’autres organismes tout au long de son histoire, ce qui n’est pas le cas de nos planètes sœurs, Vénus et Mars. Il existe des théories selon lesquelles Vénus et Mars avaient une forme de vie microbienne, dit Chopra. Nous savons que Mars avait de vastes océans à un moment donné, et il est également probable que Vénus en ait eu aussi au début de sa vie planétaire. Avec des environnements comme ceux de la Terre primitive, il serait logique que les deux aient eu une vie microbienne, dit Chopra. Et l'échec de la vie et les conditions inhabitables sur les deux planètes suggèrent à Chopra qu'il est inhabituel de maintenir cette vie pendant des milliards d'années. Mais on ne sait pas exactement ce qui rendrait la vie sur Terre si spéciale. «Cela dépend du processus de sélection que la vie sur Terre a connu», dit Chopra. "Il est plausible que certains d'entre eux soient rares."

Chopra souligne que lorsque nous recherchons une vie intelligente, nous partons du principe que la vie s'éteint après une longue période. "Cependant, nous n'avons aucune preuve de l'extinction tardive de la vie", dit-il. "En tant que scientifiques rationnels, nous devons nous tourner vers l'idée d'une extinction précoce de la vie, pour laquelle nous avons des preuves."

Mais il n'y a pas beaucoup de preuves pour soutenir l'une ou l'autre hypothèse. L’hypothèse de Chopra est basée sur des recherches sur l’origine de la vie sur Terre et sa perte hypothétique sur Vénus et Mars. Nous n’avons pas encore trouvé de traces fossiles de la vie microbienne sur Vénus ou sur Mars. L'un des grands clivages entre Chopra et les sceptiques est le taux de perte d'hydrogène dans l'espace, ce qui peut entraîner l'assèchement des planètes. Chopra ne partage pas cet avis et pense qu’il existe suffisamment de preuves dans des fossiles anciens pour suggérer que la Terre était recouverte de tapis microbiens qui modifiaient le taux de perte d’hydrogène, la maintenant habitable.

Chopra prédit que la vie aurait été très différente à Vénus et à Mars. Au lieu de colonies et de fortes communautés microbiennes, il pense que Vénus et Mars ont des poches de microbes. Sur Vénus ou Mars, «nous trouverons des individus qui n’ont pas été en mesure de contrôler les gaz à effet de serre et l’albédo de la planète», dit-il. Dans cette théorie, les microbes n'étaient pas suffisamment coopératifs pour affecter l'atmosphère ou la réflectivité des surfaces de Vénus ou de Mars.

En l'absence de microbes coopératifs affectant l'atmosphère primitive, la plupart des vies disparaîtraient très tôt dans l'histoire de la planète, a déclaré Chopra. Pour rendre la vie intelligente encore plus rare dans l'univers, Chopra souligne que de toute la vie sur Terre, seuls les humains semblent être la vie intelligente. "Ce n'est pas parce que cela s'est produit une fois sur Terre que nous devrions nous attendre à ce qu'il soit ailleurs." Pourtant, dit Chopra, si nous trouvons une planète qui a de l'eau liquide après des milliards d'années, cela pourrait indiquer que cette planète est intelligente. la vie - mais il pense qu'il est extrêmement improbable de trouver une telle planète.

«L’univers n’est nullement tenu d’empêcher les déceptions de nous voir seuls», déclare Chopra. "Même si nous ne sommes pas seuls dans l'univers entier, à cause de la rareté des planètes habitées depuis des milliards d'années: il est raisonnable de supposer que nous sommes seuls dans notre univers local."

D'autres scientifiques se sont opposés à cette théorie, rejetant les hypothèses sur la perte en eau et les intempéries dans le monde primitif, au détriment de la vie ailleurs. Lee Kump, biochimiste-géologue de la Penn State University, affirme qu'il existe des modèles montrant que la Terre serait encore humide sans vie microbienne. Et Kasting, de Penn, précise également: «Nous ne savons pas à quel point la vie était très répandue dans la Terre primitive.» Il est sceptique quant au fait que les microbes auraient pu altérer le monde, car la Terre primitive n’avait pas beaucoup de terres exposées. Il y a aussi le problème que les roches d'il y a 3,5 milliards d'années sont extrêmement rares. Il est donc difficile de déterminer si la vie était généralisée ou si elle était simplement présente dans les poches entourant les sources hydrothermales et les eaux peu profondes de la Terre primitive.

Cependant, en l'absence de preuves d'observation solides, Kump s'interroge sur l'influence de la vie. «Il est très probable que l’histoire du climat de la planète ait été fortement influencée, sinon déterminée par ces interactions avec la vie», dit-il. "Mais ce n'est pas tout à fait la même chose que de dire que la seule raison pour laquelle il est habitable est à cause de la vie." Il est difficile de pousser cette hypothèse au-delà de l'origine de la vie sur Terre dans l'univers. «Lorsque vous envisagez la possibilité que des systèmes solaires soient moins efficaces pour les processus physiques», déclare Kump, «j'ai du mal à dire que la vie était absolument essentielle. Vous devez faire énormément d'hypothèses fragiles. pour obtenir une réponse du tout."

Trouver une réponse a été le travail de la vie de Kasting. «Je pense que la vie est fréquente, voire tout le temps», dit-il. Si les chercheurs peuvent bien observer 10 à 20 planètes semblables à la Terre dans des zones habitables, il pense qu'elles trouveront la vie. Il recherche des gaz comme l’oxyde nitreux ou le méthane dans une atmosphère contenant de l’oxygène, car ces gaz sont difficiles à produire sans vie.

Pour trouver ces gaz, les chercheurs auront besoin d’un très puissant télescope à imagerie directe. Des gaz réduits sont susceptibles d'être présents dans l'atmosphère à de très faibles concentrations - quelques centaines de parties par million. "Je voudrais pouvoir tester cette hypothèse", déclare Kasting, soulignant qu'il ne lui reste plus beaucoup de temps pour le faire.

Que Chopra soit correct ou non, il est important de discuter du lien entre l'origine de la vie et la vie extraterrestre, dit Kasting. "Nous avons besoin d'arguments comme celui-ci car nous avons besoin de l'impulsion nécessaire pour construire de grands télescopes et effectuer de futures missions planétaires."

En l’absence de preuves expérimentales du goulet d’étranglement de Gaian, la théorie de Chopra et Lineweaver reste peu convaincante pour la communauté scientifique. Chopra espère que les travaux de chercheurs comme Kasting apporteront des réponses dans les 30 prochaines années. Chopra affirme que la réponse, qu'elle soit oui ou non, est "profonde quelle que soit la réponse donnée", a déclaré Chopra.