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Alors que l'existence d'autres civilisations dans l'univers est de plus en plus probable, l'échelle de Kardachev évalue notre position par rapport à elles.

par Servan Le Janne | 16 juin 2020

Entre les livres et les stores de son bureau exigu, sur le campus de l’uni­ver­sité de Nottin­gham, Chris­to­pher Conse­lice examine une série de calculs. Face à ces chiffres abscons, le visage rond de l’as­tro­phy­si­cien s’illu­mine. D’après une étude qu’il vient de publier avec des collègues lundi 15 juin 2020, « il devrait y avoir au moins quelques dizaines d’autres civi­li­sa­tions actives dans notre galaxie ». En partant du prin­cipe que la vie intel­li­gente naît dans des condi­tions simi­laires à celles réunies sur la planète Terre, et qu’elle met 5 milliards d’an­nées à se déve­lop­per, l’équipe de Conse­lice a déter­miné que la Voie lactée pour­rait conte­nir 36 « civi­li­sa­tions actives ».

Il y aurait donc, ailleurs dans la galaxie, des planètes anciennes où d’autres espèces ont eu plus de temps que nous pour pros­pé­rer. Elles seraient situées à au moins 17 000 années-lumière de la Terre, ce qui explique­rait que leurs signes de vies ne soient pas chose courante. Fin mai, des cher­cheurs ont d’ailleurs confirmé l’exis­tence de Proxima B, une planète très semblable à la Terre dans le système solaire voisin. Pour Chris­to­pher Conse­lice et pour l’hu­ma­nité, c’était une bonne nouvelle. « Si nous nous aper­ce­vons que la vie intel­li­gente est quelque chose de commun, cela voudra dire que notre civi­li­sa­tion pourra exis­ter encore plusieurs centaines d’an­nées », observe-t-il. Et cela voudra surtout dire qu’elles sont plus avan­cées que nous.

Le signal

Pendant un an, les collines de la petite répu­blique russe de Karat­chaïévo-Tcher­kes­sie ont peut-être jalou­se­ment couvé un secret extra­ter­restre. Niché à 1 000 mètres d’al­ti­tude au nord du Caucase, près du village de Zelen­chouks­kaya, le téles­cope Ratan 600 reçoit un intense signal radio le 15 mai 2015. Ce phéno­mène est détecté par son cercle d’an­tennes de 576 mètres de diamètre qui le renvoie au récep­teur en forme d’en­ton­noir situé au centre. Le système comprend d’autres capteurs montés sur des rails, dont le tracé évoque la galaxie dessi­née sur la plaque de Pioneer. Grâce à ce vaste appa­reillage, l’équipe diri­gée par Niko­laï Bursov remonte à l’émet­teur. Il s’agit de HD 164595, une étoile de la constel­la­tion d’Her­cules, à 94 années-lumière de la Terre. Puis le silence se fait.

Le téles­cope Ratan 600

Un écho finit par être entendu le 27 août 2016. Sur son blog, l’écri­vain Paul Gilster révèle au grand public la décou­verte. « En étudiant la puis­sance du signal, les cher­cheurs disent qu’il pour­rait être émis par une civi­li­sa­tion de type II ou de type I », indique ce passionné d’as­tro­no­mie. Sa source, le cher­cheur italien Clau­dio Maccone, se base sur une nomen­cla­ture édic­tée en 1964 par le Russe Niko­laï Karda­chev. À l’en croire, une telle puis­sance ne peut être déga­gée que par des créa­tures bien plus évoluées que les habi­tants de la Terre. Inca­pables d’uti­li­ser toute l’éner­gie dispo­nible sur leur planète, ces derniers n’ont pas même atteint le premier niveau. Quant au deuxième, qui suppose de pouvoir tirer tous les fruits d’une étoile, nous en sommes à des années-lumière.

« Karda­chev a imaginé clas­ser les civi­li­sa­tions par leur consom­ma­tion d’éner­gie en pensant bien sûr à des civi­li­sa­tions extra­ter­restres », explique l’as­tro­phy­si­cien français Roland Lehoucq. Repris par des centaines de médias dans le monde, son concept est vite retourné à l’ombre des revues scien­ti­fiques sans qu’on sache vrai­ment s’il pouvait s’ap­pliquer à HD 164595. Le signal « vaut la peine d’être étudié davan­tage », notait à l’époque Paul Gilster. Aujourd’­hui, « la plupart des scien­ti­fiques pensent qu’il était dû à une inter­fé­rence terrestre », constate-t-il. Las. Nous n’avons donc pas encore tout à fait décou­vert un monde plus avancé que le nôtre, mais une grille de lecture est déjà à dispo­si­tion. « Quand nous cher­chons une vie extra­ter­restre, nous n’es­pé­rons pas trou­ver un petit homme vert mais un type I, un type II ou un type III », résume le physi­cien théo­ri­cien améri­cain Michio Kaku.

Niveau 0,7

Depuis Zelen­chouks­kaya, il faut traver­ser la Géor­gie du nord au sud et serpen­ter entre les sommets armé­niens de l’Ara­gats pour arri­ver, après 13 heures de voiture, à Buyra­kan. Un autre obser­va­toire bâti sous l’Union sovié­tique trône à 1 460 mètres d’al­ti­tude. C’est là qu’en 1963, Niko­laï Karda­chev annonce la décou­verte d’une civi­li­sa­tion extra­ter­restre de type II ou III origi­naire de la galaxie CTA-102, dans la constel­la­tion de Pégase. Publiés par la fameuse agence sovié­tique TASS à partir d’un article de l’Astro­no­mi­cal Jour­nal, ses travaux font sensa­tion. Un an plus tard, inspiré par la confé­rence améri­caine de Green Bank, il y orga­nise un grand sémi­naire pour « obte­nir une tech­nique ration­nelle et des solu­tions linguis­tiques au problème de la commu­ni­ca­tion avec des civi­li­sa­tions extra­ter­restres qui sont plus avan­cées que celle de la Terre ».

Karda­chev à l’époque

Au vrai, le Mosco­vite entend impo­ser son schéma au monde et notam­ment aux Améri­cains. D’après lui, le statut d’une culture dépend de sa maîtrise de l’éner­gie. « En physique, c’est elle qui quan­ti­fie la capa­cité d’un système à agir sur le monde, car il en faut pour opérer toute trans­for­ma­tion », explique l’as­tro­phy­si­cien Roland Lehoucq. Ainsi tirons-nous une certaine puis­sance des astres qui nous situe dans l’in­fi­ni­ment grand. La Terre, qui recèle 1016 watts, sert d’éta­lon de base, c’est-à-dire de niveau 1. Par son rayon­ne­ment de 1026 watts, le Soleil fait office de deuxième niveau, alors que la galaxie repré­sente le troi­sième. Autant d’éner­gie dont le contrôle néces­site des tech­no­lo­gies encore hors de portée mais que la guerre froide pousse à regar­der avec envie.

À défaut d’être en mesure d’em­ployer les forces dispo­nibles sous ses pieds, l’Homme peut se repré­sen­ter des puis­sances émises dans l’es­pace par onde radio. « Preuve est faite qu’une civi­li­sa­tion située n’im­porte où dans l’uni­vers », en posses­sion d’un certain pouvoir, « peut être détec­tée par des tech­niques astro­no­miques conven­tion­nelles », avance Karda­chev dans une revue d’as­tro­no­mie. « Il est probable que des sources connues comme CTA-21 et CTA-102 soient arti­fi­cielles. » Étant donnée l’in­ten­sité déga­gée par ces galaxies, le Russe formule même l’hy­po­thèse qu’elles renferment une science extra­or­di­nai­re­ment élabo­rée, en tout cas bien supé­rieure à tout ce que l’on connaît. Mais en quelques mois, les scien­ti­fiques s’aperçoivent en fait qu’ils ont affaire à des quasars, c’est-à-dire des galaxies très lumi­neuses. Rien que de natu­rel. Dépen­dante de combus­tible fossile, l’hu­ma­nité reste donc la seule à figu­rer sur la typo­lo­gie, ou plutôt en-deçà. Karda­chev semble cepen­dant persuadé qu’elle pourra bien­tôt accé­der au premier palier. « Il a imaginé son échelle à une époque où la consom­ma­tion d’éner­gie était en crois­sance expo­nen­tielle », souligne le cher­cheur hongrois Zoltán Galán­tai. « C’est pourquoi il lui parais­sait évident que cela allait se pour­suivre. » Dans ce contexte, ses projec­tions annoncent notre passage au niveau II dans 3 200 ans et au niveau III dans 5 800 ans.

En atten­dant, l’ar­ri­vée au premier stade est loin d’être acquise tant l’échelle est tita­nesque. « On peut dire qu’on est au niveau 0,7 », évalue Roland Lehoucq. Cela peut sembler beau­coup, mais la puis­sance à notre portée « devra être multi­pliée par 1 000 » pour atteindre l’éche­lon supé­rieur. « C’est en gros ce qu’on a gagné avec la révo­lu­tion indus­trielle, mais il y a de moins en moins de pétrole, de char­bon, et personne ne veut du nucléaire. » Par consé­quent, la capta­tion d’une frac­tion bien supé­rieure de l’éner­gie lumi­neuse que nous envoie le Soleil est néces­saire, mais insuf­fi­sante. « Il faut contrô­ler les éléments », observe Michio Kaku, « domp­ter les trem­ble­ments de terre, les volcans et les océans. » Selon ses calculs, un siècle suffira pour en arri­ver là.

Un projet solaire

En 1960, les travaux de Niko­laï Karda­chev arrivent à l’oreille du physi­cien britan­nique Free­man Dyson. La NASA a deux ans, personne n’a encore touché la Lune à part la sonde sovié­tique Luna 2, mais les deux hommes sont persua­dés que la vérité est ailleurs. « Il est plus que probable que des êtres obser­vés par nous auront existé depuis des millions d’an­nées, et auront atteint un niveau tech­no­lo­gique surpas­sant le nôtre par de nombreux ordres de magni­tude », écrit Dyson dans la revue Science le 3 juin. Faute d’image, il prend ce qu’il a sous la main pour se repré­sen­ter les autres planètes habi­tables, à savoir le système solaire.

Dyson a inventé l’as­pi­ra­teur ultime

Les progrès tech­no­lo­giques arrivent très rapi­de­ment au sein de ce type d’en­vi­ron­ne­ment. « On peut s’at­tendre à ce que – après quelques centaines d’an­nées de déve­lop­pe­ment indus­triel – n’im­porte quelle espèce cher­chera un moyen pour entou­rer son étoile d’une biosphère arti­fi­cielle », postule-t-il. Si son article prend soin de préci­ser que cela n’ar­ri­vera pas forcé­ment à notre système, mais qu’il ne fait que décrire un phéno­mène sans doute inter­venu ailleurs, c’est pure argu­tie : nos seuls modèles sont le Soleil et ses satel­lites. Ils sont d’ailleurs sans cesse convoqués par Dyson. Dans un cadre comme le nôtre, donc, les limites à l’ex­pan­sion sont non seule­ment fixées par des carences en éner­gie mais aussi en matière.

Pour construire une immense biosphère autour de la Terre et du Soleil, l’Homme a besoin de gaz. Dyson propose de se servir en toute simpli­cité de celui de Jupi­ter. Il suffit pour cela de « désas­sem­bler et de réar­ranger », la planète. Rendue néces­saire par la conjonc­tion de la crois­sance de la popu­la­tion et du perfec­tion­ne­ment des tech­niques, ce chan­tier néces­site une éner­gie équi­va­lente à celle émise par le Soleil pendant 800 ans. Il permet­tra de répar­tir la masse de Jupi­ter en une sphère autour de la Terre et de son étoile « conte­nant toute la machi­ne­rie néces­saire à l’ex­ploi­ta­tion des radia­tions solaires. » Pareil objet « est complè­te­ment irréa­li­sable », assène le cher­cheur de l’Ins­ti­tut pour la recherche sur le futur de l’hu­ma­nité d’Ox­ford, Stuart Armstrong. L’at­trac­tion néces­saire à sa stabi­li­sa­tion excède toutes celles que l’on connaît et une simple comète pour­rait mettre à mal l’en­semble de l’édi­fice. Dyson a donc élaboré une autre théo­rie moins en contra­dic­tion avec les lois de la physique : un essaim de capteurs en orbite autour de Soleil pour recueillir son éner­gie. « C’est plus réaliste », concède Armstrong même si cela néces­si­te­rait une quan­tité de matière première que l’en­semble du système solaire n’offre pas.

Free­man Dyson à l’époque de sa théo­rie

Malgré les impasses physiques qu’elles comportent, ces idées ont inspiré le roman de science-fiction de Robert Silvers­berg Un milliard d’an­nées plus tard… (1969) et l’épi­sode de Star Trek « Relics » (1992). Dans ce dernier, le vais­seau USS Enter­prise D se retrouve empê­tré aux abords d’un champ gravi­ta­tion­nel irré­pa­rable émis par une sphère semblable à celle de Dyson. Par sa capa­cité à se dissé­mi­ner dans la galaxie, la Fédé­ra­tion des planètes de la série se rapproche d’ailleurs d’une civi­li­sa­tion de type II. Sa tech­no­lo­gie est si avan­cée qu’elle peut utili­ser l’éner­gie d’une étoile, voya­ger au-delà de la vitesse de la lumière, et donc dans le temps. On retrouve ces prouesses dans l’ima­gi­naire des romans L’An­neau monde de Larry Niven (1983) et Les Vais­seaux du temps de Stephen Baxter (1995). Et ce n’est que justice : Dyson s’est lui-même inspiré du livre d’Olaf Staple­don Star Maker (1937).

La saga de George Lucas Star Wars va plus loin en mettant en scène des civi­li­sa­tions de types supé­rieurs à II. Selon Roland Lehoucq, « la puis­sance du géné­ra­teur de l’Étoile de la mort repré­sente celle de 100 000 soleils, ce qui la place entre le niveau II et III de Karda­chev. » Mais l’es­pace contrôlé par les person­nages est si vaste que la Répu­blique ou l’Em­pire galac­tique se rapprochent du type IV. Cela suppose qu’elles puisent de l’éner­gie dans presque tout l’uni­vers en se servant de lois physiques incon­nues à ce jour. Les pages de Doctor Who: The Galli­frey Chro­nicles (2005) mettent aussi en scène des puis­sances de cet ordre.

Le Seigneur du Temps Marnal peut ainsi moquer les Hommes : « Votre race n’a même pas atteint le type I sur l’échelle de Karda­chev. Elle ne contrôle pas les ressources sur sa propre planète, encore moins celles d’un système plané­taire ou d’une galaxie. Les Seigneurs du Temps sont une civi­li­sa­tion de type VI. Nous n’avons pas d’égaux. Nous contrô­lons les forces fonda­men­tales de l’uni­vers en entier. » Néan­moins, le physi­cien britan­nique John D. Barrow remarque que la science moderne est deve­nue trop compliquée pour être reprise fidè­le­ment par la science-fiction. « Sans une connais­sance appro­priée, vous ne pouvez abso­lu­ment pas poser les ques­tions appro­priées », abonde Zoltán Galán­tai. Les progrès de l’as­tro­no­mie n’ont toute­fois pas mis au rebut l’échelle de Karda­chev.

Le message

Le téles­cope améri­cain de Green Bank n’est pas beau­coup plus faci­le­ment acces­sible que celui de Zelen­chouks­kaya. Perdu au nord de la forêt natio­nale Washing­ton et Jeffer­son, en Virgi­nie-Occi­den­tale, l’Ob­ser­va­toire natio­nal d’as­tro­no­mie radio a été le premier à capter un signal le 11 avril 1960. L’ini­tia­teur de ce projet de recherche d’ex­tra­ter­restres inédit baptisé Ozma, Frank Drake, ne décrypte en revanche aucun message ni signe de vie. Loin d’être décou­ragé, il lance ensuite le SETI, pour Search for Extra-Terres­trial Intel­li­gence, auquel colla­bore un cher­cheur de la NASA, Carl Sagan.

Après avoir assisté avec passion aux premiers pas de l’homme sur la Lune, en 1969, les deux hommes ont l’idée d’ac­cro­cher une plaque métal­lique à la sonde Pioneer 10 afin de donner des rensei­gne­ments sur son origine au cas où elle tombe­rait entre des mains extra­ter­restres. Ils y font graver un homme et une femme ainsi que des symboles repré­sen­tants le système solaire. Elle est envoyée par l’es­pace en 1972 et 1973, comme on lance une bouteille à la mer. Ses chances de succès sont infimes.

Les missions Pioneer
Crédits : NASA

Alors Drake et Sagan procèdent diffé­rem­ment. Le 16 novembre 1974, ils se servent du radio­té­les­cope d’Are­cibo, à Porto Rico, pour envoyer un nouveau message en vue d’une « possible récep­tion par d’autres créa­tures intel­li­gente ». Dans un article de Scien­ti­fic Ameri­can publié en 1975, ils assurent qu’il « fait peu de doute que des civi­li­sa­tions plus avan­cées que nous existent ailleurs dans l’uni­vers. La possi­bi­lité d’en trou­ver demande un effort substan­tiel. » De son côté, Karda­chev réalise de nouvelles recherches en 1976 – en vain. En dépit de l’amé­lio­ra­tion des téles­copes et de l’in­for­ma­ti­sa­tion du trai­te­ment des données recueillies, aucune preuve de vie ne filtre des nombreuses obser­va­tions menées dans les années qui suivent.

En 1981, Carl Sagan publie un article avec un collègue, William Newman, pour remettre en cause la perti­nence de l’uti­li­sa­tion de l’échelle de Karda­chev. À elle seule, la consom­ma­tion d’éner­gie n’in­dique que partiel­le­ment le niveau de déve­lop­pe­ment d’une civi­li­sa­tion. La démo­gra­phie est un angle mort de la théo­rie, pointent-ils. Aussi, la crois­sance de la popu­la­tion est limi­tée par les capa­ci­tés de l’en­vi­ron­ne­ment. Il y a trois réponses à la ques­tion de savoir si la rareté des ressources freine la montée en grade d’une civi­li­sa­tion, juge Zoltán Galán­tai : « Peut-être n’en avons-nous pas trouvé parce qu’elles se sont auto-détruites ou ont stoppé à temps. Mais on peut aussi consi­dé­rer que ces êtres intel­li­gents capables d’ex­ploi­ter toute l’éner­gie d’une planète sont à même de gérer les problèmes qui vont avec. »

Quoi qu’il en soit, le cher­cheur hongrois consi­dère que de nombreux autres critères peuvent être pris en compte comme la durée de vie ou la surface de l’es­pace contrôlé. « Quand les premiers Améri­cains on conquis le le Far West avec leurs chariots, ils n’ont pas utilisé plus d’éner­gie que leurs grand-parents, mais la taille de leur nouveau terri­toire était un indi­ca­teur de leur succès. »

Une expli­ca­tion possible du compor­te­ment de KIC 8462852

La dispa­ri­tion de l’Union sovié­tique et la prise de conscience écolo­gique ont sans doute écorné l’échelle de Karda­chev. Mais elle n’a pas été oubliée par les scien­ti­fiques. « C’est une base de discus­sion faute de mieux », pense Roland Lehoucq. Il suffit qu’un compor­te­ment étrange se mani­feste aux confins de notre système solaire pour qu’elle ressorte des tréfonds de l’as­tro­no­mie. En septembre 2015, les varia­tions de lumi­no­sité obser­vées sur KIC 8462852 ont suscité des ques­tions à la pelle. Scru­tée depuis 2009 par le téles­cope Kepler, cette étoile de la constel­la­tion du Cygne a été rebap­ti­sée « l’étoile la plus mysté­rieuse de notre galaxie » , car son compor­te­ment a été inter­prété comme un possible signe de puis­sance arti­fi­cielle.

Une sphère de Dyson a même été évoquée. De meilleurs analyses tendent à prou­ver que le passage d’exo­pla­nètes dans le champ de vision ou la présence d’un anneau expliquent les curieuses varia­tions. « Nous avons du maté­riel pour détec­ter un signal mais comment être sûr qu’il est arti­fi­ciel et non natu­rel ? » observe Roland Lehoucq. « Si l’hu­ma­nité fait explo­ser la Terre, la détruit, c’est clai­re­ment arti­fi­ciel, mais ça ne pourra pas être distin­gué d’un signal natu­rel. » Il faudrait vrai­ment que le message soit clai­re­ment exprimé pour en déce­ler la nature. « En présence d’un signal qui énonce la suite des nombres premiers, on pourra suppo­ser qu’il est d’ori­gine arti­fi­cielle », dit encore l’as­tro­phy­si­cien. Mais a-t-on vrai­ment envie de parler mathé­ma­tiques avec les extra­ter­restres ?


Couver­ture : Une civi­li­sa­tion de type IV. (Bioware)


 

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