Au cours des années 40, le scientifique hongrois américain John von Neumann a développé une théorie mathématique sur la façon dont les machines pouvaient se reproduire à l'infini. Ce travail a donné naissance à l'idée de «sondes von Neumann», une classe de sondes interstellaires auto-réplicables (SRP) qui pourraient être utilisées pour tout faire, de l'exploration de l'Univers à l'ensemencement de la vie et à l'intervention dans l'évolution des espèces.
Certains ont naturellement suggéré qu'il s'agissait d'une recherche SETI ciblée, ce qui impliquerait de rechercher des signes de vaisseaux spatiaux auto-reproducteurs dans notre galaxie. Mais comme c'est toujours le cas avec des propositions comme celles-ci, le paradoxe de Fermi finit par se réaffirmer en posant la question séculaire - "Où est tout le monde?" S'il y a des civilisations extraterrestres, pourquoi n'avons-nous trouvé aucune preuve de leurs SRP?
Selon Duncan H. Forgan, chercheur au Center for Exoplanet Science de l'Université de St.Andrews au Royaume-Uni, la réponse pourrait être que ces sondes finissent par se transformer en sondes prédatrices (alias beserkers) et finissent par se détruire. Forgan a présenté cet argument dans une étude, intitulée «Comportement des prédateurs et des proies dans les sondes interstellaires auto-réplicatives», récemment publiée en préimpression en ligne.
L'idée de machines auto-remplaçantes est une idée ancienne, avec des références remontant au philosophe du XVIIe siècle René Descartes. Selon une anecdote populaire, Descartes a raconté à la reine Christina de Suède que le corps humain était essentiellement une machine. La reine aurait alors pointé du doigt une horloge proche et ordonné à Descartes de "veiller à ce qu'elle reproduise sa progéniture".
Cependant, c'est John von Neumann qui a proposé le premier un cadre conceptuel pour une machine cinématique qui serait capable de s'auto-répliquer. Au cours d'une série de conférences qu'il a prononcées en 1948 et 1949, il a partagé son concept d'une machine qui utilisait un stock de pièces détachées pour construire des machines identiques basées sur un programme stocké dans une bande mémoire.
Une fois terminé, l'assembleur copiera le contenu de sa bande mémoire sur celui du duplicata, qui commencera alors à construire une autre machine basée sur la même conception identique. Ces idées seront plus tard popularisées dans un article paru dans un numéro de 1955 de Scientifique américain, intitulé «L'homme vu comme une machine» (écrit par un autre célèbre scientifique hongrois américain, John G. Kemeny).
Von Neumann affinerait plus tard cette proposition en développant un modèle d'auto-réplicateur basé sur des automates qui fonctionnaient au niveau cellulaire, se répliquant de façon exponentielle et infinie. Richard Feynman développera cette idée avec sa conférence à la réunion de l'American Physical Society (APS) à Caltech en 1959, «Il y a beaucoup de place au fond».
Cette conférence inspirerait Eric K. Drexler (souvent appelé le «père de la nanotechnologie») à proposer son idée d'assembleurs moléculaires dans son célèbre livre de 1986 Moteurs de création: l'ère prochaine de la nanotechnologie. Ces études et d'autres ont indiqué que des machines à auto-réplication sans fin étaient une possibilité, ce qui a naturellement donné lieu à l'idée qu'une intelligence extraterrestre avancée (ETI) aurait déjà pu le faire.
C'est là que la question des SRP et du paradoxe de Fermi entre en jeu. Comme le Dr Forgan l'a expliqué à Space Magazine par e-mail:
«L'idée maîtresse est que si des SRP peuvent être réalisés, ils devraient pouvoir explorer la Galaxie dans environ 10 à 100 millions d'années. C'est beaucoup plus court que l'âge de la Terre, donc toutes choses étant égales, si des SRP peuvent être faites, alors les chances sont que la Galaxie aurait été entièrement explorée plusieurs fois, et une sonde devrait être dans le système solaire en ce moment. Mais nous n'en voyons pas! Alors, pourquoi ne voyons-nous pas de signes de PÉR? »
Une question valable en effet, et qui, selon certains scientifiques, a été abordée lorsque «Oumuamua a traversé notre système solaire. Après avoir analysé son comportement étrange, Shmuel Bialy et le professeur Abraham Loeb de l’Institut Harvard-Smithsonian pour le calcul théorique (ITC) se sont aventurés sur le fait que «Oumuamua pourrait être une voile solaire ou les restes d’une sonde interstellaire.
Malheureusement, une analyse ultérieure a indiqué que cet objet mystérieux était très probablement le fragment d'une comète désintégrée. Bien que source de déception pour beaucoup, la façon dont «Oumuamua a tant inspiré dans la recherche est impressionnante. Il a également souligné à quel point la recherche de preuves d'ETI est difficile. C'est pourquoi la théorie testée par Forgan est si attrayante.
Serait-ce que nous ne voyons pas de preuves d'ETI parce que les preuves se retirent activement (au moins en ce qui concerne les SRP)? Pour tester cette théorie, le Dr Forgan a appliqué des modèles basés sur les équations de Lotka-Volterra (alias équations prédateur-proie) à une population théorique de SRP. Ces équations sont généralement utilisées pour décrire la dynamique des systèmes biologiques dans lesquels deux espèces interagissent.
Dans ce cas, les équations ont été réutilisées pour décrire ce qui se passerait si certaines de ces sondes commençaient à fonctionner de façon folle et à consommer la leur. Comme Forgan l'a expliqué:
«Une solution au manque de SRP est que les SRP mutent à mesure qu'elles se reproduisent et évoluent en plusieurs espèces. Si une espèce se nourrit d'autres sondes, alors la population totale peut être réduite et l'effort d'exploration peut échouer. J'ai étudié cette solution en utilisant des modèles écologiques prédateurs-proies classiques, qui n'avaient jamais été appliqués à une échelle interstellaire auparavant. C'est un peu comme étudier l'écologie de plusieurs îles, les prédateurs et les proies étant des oiseaux qui peuvent voler vers les îles voisines. »
Heureusement (ou malheureusement, selon votre point de vue), les résultats des simulations de Forgan ont indiqué que si certains SRP fonctionnaient mal et commençaient à se comporter comme des sondes assaillantes, la population totale ne serait pas affectée de manière drastique. Bref, les sondes «proies» trouveraient des moyens de survivre, en grande partie grâce à leur capacité à se reproduire.
"J'ai trouvé que la population totale de sondes peut rester très élevée, même en présence de prédateurs", a-t-il déclaré. «Cela semblait être vrai quelles que soient les hypothèses que j'ai faites sur la« faim »des prédateurs ou la façon dont les sondes se déplaçaient dans la galaxie.»
Naturellement, ces résultats ont des implications importantes pour l'hypothèse SRP et comment elle se rapporte au paradoxe de Fermi. Et, comme indiqué, ils peuvent être considérés à la fois comme de bonnes et de mauvaises. D'une part, cela sauve l'idée qu'il pourrait y avoir des sondes extraterrestres à trouver. D'autre part, cela soulève la question de savoir pourquoi nous n'en avons pas trouvé, réaffirmant ainsi le satané Paradoxe de Fermi. Ou comme Forgan l'a dit:
«Pour moi, cela rend l'argument SRP plus fort que jamais. Cela rend une solution possible (la solution Predator-Prey) beaucoup moins réalisable comme moyen d'éliminer les SRP de la Voie lactée. Nous allons devoir réfléchir encore plus à la raison pour laquelle nous ne voyons aucun signe de vie intelligente au-delà de la Terre. "
Pour le meilleur ou pour le pire, le paradoxe de Fermi reste vrai. Pour de nombreux chercheurs et passionnés du SETI, beaucoup d'espoir repose sur le déploiement de télescopes spatiaux de nouvelle génération dans les années à venir. Il s'agit notamment de la très attendue Télescope spatial James Webb (JWST) et le Télescope spatial infrarouge à large champ (WFIRST), les successeurs spirituels et scientifiques de Hubble, Kepler, Spitzer, et d'autres.
Il existe également des tableaux au sol comme le Télescope extrêmement grand (ELT), le Télescope de trente mètres (TMT) et le Télescope Magellan géant (GMT) qui entrera en service dans les années 2020. Avec la sensibilité et la résolution améliorées de ces instruments, les scientifiques s'attendent à en apprendre beaucoup plus sur l'Univers et les nombreuses exoplanètes qui existent dans la galaxie locale.
Et alors que nous continuons à rechercher des signes d'intelligence extraterrestre en utilisant ces instruments améliorés, nous pouvons toujours nous rassurer que l'Univers est vraiment, vraiment, un grand endroit. Comme l'a dit le regretté grand Carl Sagan - "Si nous sommes seuls dans l'Univers, cela semble certainement être une terrible perte d'espace."
Ou, si vous préférez une approche plus austère et ambiguë des choses, il est bon de se rappeler les mots de feu (et tout aussi génial) Arthur C. Clarke - «Deux possibilités existent: soit nous sommes seuls dans l'Univers, soit nous ne le sommes pas . Les deux sont tout aussi terrifiants. "
Pour autant que nous le sachions, les ETI ne manquent peut-être pas et nous ne devrions peut-être pas être pressés de les rencontrer. Pour tout ce que nous savons, ils sont incroyablement avancés et n'ont pas peur de renverser quelques fourmilières! Ou il est possible qu'ils ne soient pas pressés de nous rencontrer; et compte tenu de nos antécédents, qui peut leur en vouloir?
En attendant, la recherche continue! Et n'oubliez pas de consulter cette vidéo informative TED-Ed sur les sondes von Neumann:
