Estimations originalesEdit

Il existe un désaccord considérable sur les valeurs de ces paramètres, mais les  » suppositions éclairées  » utilisées par Drake et ses collègues en 1961 étaient :

• R∗ = 1 an-1 (1 étoile formée par an, en moyenne sur la vie de la galaxie ; ceci était considéré comme conservateur)
• fp = 0,2 à 0.5 (un cinquième à la moitié de toutes les étoiles formées auront des planètes)
• ne = 1 à 5 (les étoiles avec des planètes auront entre 1 et 5 planètes capables de développer la vie)
• fl = 1 (100% de ces planètes développeront la vie)
• fi = 1 (100% d’entre elles développeront une vie intelligente)
• fc = 0.1 à 0,2 (dont 10 à 20% pourront communiquer)
• L = 1000 à 100 000 000 d’années (qui dureront quelque part entre 1000 et 100 000 000 d’années)

En insérant les nombres minimaux ci-dessus dans l’équation, on obtient un N minimal de 20 (voir : Gamme de résultats). En insérant les nombres maximums, on obtient un maximum de 50 000 000. Drake déclare qu’étant donné les incertitudes, la réunion originale a conclu que N ≈ L, et qu’il y avait probablement entre 1000 et 100 000 000 de planètes avec des civilisations dans la galaxie de la Voie lactée.

Estimations actuellesModification

Cette section discute et tente de lister les meilleures estimations actuelles pour les paramètres de l’équation de Drake.

Taux de création d’étoiles dans notre galaxie, R∗Edit

Les derniers calculs de la NASA et de l’Agence spatiale européenne indiquent que le taux actuel de formation d’étoiles dans notre galaxie est d’environ 0,68-1,45 M☉ de matière par an. Pour obtenir le nombre d’étoiles par an, il faut tenir compte de la fonction de masse initiale (FMI) des étoiles, où la masse moyenne des nouvelles étoiles est d’environ 0,5 M☉. Cela donne un taux de formation d’étoiles d’environ 1,5 à 3 étoiles par an.

Fraction de ces étoiles qui ont des planètes, fpEdit

Une analyse récente des enquêtes de microlentillage a trouvé que fp peut approcher 1 – c’est-à-dire que les étoiles sont orbitées par des planètes comme une règle, plutôt que l’exception ; et qu’il y a une ou plusieurs planètes liées par étoile de la Voie lactée.

Nombre moyen de planètes susceptibles d’abriter la vie par étoile possédant des planètes, neEdit

En novembre 2013, les astronomes ont rapporté, sur la base des données de la mission spatiale Kepler, qu’il pourrait y avoir jusqu’à 40 milliards de planètes de taille terrestre orbitant dans les zones habitables d’étoiles semblables au soleil et d’étoiles naines rouges au sein de la galaxie Voie lactée. Parmi ces planètes estimées, 11 milliards pourraient être en orbite autour d’étoiles semblables au soleil. Comme il y a environ 100 milliards d’étoiles dans la galaxie, cela implique que le rapport fp – ne est d’environ 0,4. La planète la plus proche dans la zone habitable est Proxima Centauri b, qui est aussi proche qu’environ 4,2 années-lumière.

Le consensus lors de la réunion de Green Bank était que ne avait une valeur minimale entre 3 et 5. Le journaliste scientifique néerlandais Govert Schilling a estimé que cette valeur était optimiste. Même si des planètes se trouvent dans la zone habitable, le nombre de planètes ayant la bonne proportion d’éléments est difficile à estimer. Brad Gibson, Yeshe Fenner et Charley Lineweaver ont déterminé qu’environ 10% des systèmes stellaires dans la galaxie de la Voie lactée sont hospitaliers pour la vie, en ayant des éléments lourds, en étant loin des supernovae et en étant stables pendant un temps suffisant.

La découverte de nombreuses géantes gazeuses en orbite étroite avec leurs étoiles a introduit un doute sur le fait que les planètes porteuses de vie survivent couramment à la formation de leurs systèmes stellaires. Les Jupiters dits chauds peuvent migrer d’orbites lointaines vers des orbites proches, perturbant ainsi les orbites des planètes habitables.

D’autre part, la variété des systèmes stellaires susceptibles d’avoir des zones habitables ne se limite pas aux étoiles de type solaire et aux planètes de taille terrestre. On estime aujourd’hui que même les planètes verrouillées par la torsion à proximité d’étoiles naines rouges pourraient avoir des zones habitables, bien que le comportement torride de ces étoiles puisse plaider contre cette hypothèse. La possibilité de vie sur des lunes de géantes gazeuses (comme Europa, la lune de Jupiter, ou Titan, la lune de Saturne) ajoute une incertitude supplémentaire à ce chiffre.

Les auteurs de l’hypothèse de la Terre rare proposent un certain nombre de contraintes supplémentaires sur l’habitabilité des planètes, notamment le fait de se trouver dans des zones galactiques avec un rayonnement suffisamment faible, une métallicité élevée des étoiles, et une densité suffisamment faible pour éviter un bombardement excessif d’astéroïdes. Ils proposent également qu’il est nécessaire d’avoir un système planétaire avec de grandes géantes gazeuses qui fournissent une protection contre le bombardement sans un Jupiter chaud ; et une planète avec une tectonique des plaques, une grande lune qui crée des bassins de marée, et une inclinaison axiale modérée pour générer une variation saisonnière.

Fraction des éléments ci-dessus qui développent effectivement la vie, flEdit

Les preuves géologiques de la Terre suggèrent que fl peut être élevée ; la vie sur Terre semble avoir commencé à peu près en même temps que les conditions favorables sont apparues, ce qui suggère que l’abiogenèse peut être relativement courante une fois que les conditions sont réunies. Toutefois, ces preuves ne concernent que la Terre (une seule planète modèle) et contiennent un biais anthropique, car la planète étudiée n’a pas été choisie au hasard, mais par les organismes vivants qui l’habitent déjà (nous-mêmes). Du point de vue d’un test d’hypothèse classique, il y a zéro degré de liberté, ce qui ne permet pas d’effectuer des estimations valables. Si l’on découvrait sur Mars, Europe, Encelade ou Titan une vie (ou des preuves d’une vie passée) qui se serait développée indépendamment de la vie sur Terre, cela impliquerait une valeur de fl proche de 1. Bien que cela ferait passer les degrés de liberté de zéro à un, il resterait une grande incertitude sur toute estimation en raison de la petite taille de l’échantillon, et de la possibilité qu’ils ne soient pas vraiment indépendants.

Contre cet argument, il n’y a aucune preuve que l’abiogenèse se soit produite plus d’une fois sur la Terre – c’est-à-dire que toute la vie terrestre découle d’une origine commune. Si l’abiogenèse était plus courante, on pourrait supposer qu’elle s’est produite plus d’une fois sur la Terre. Les scientifiques ont cherché cette hypothèse en recherchant des bactéries qui n’ont aucun lien avec les autres formes de vie sur Terre, mais aucune n’a encore été trouvée. Il est également possible que la vie soit apparue plus d’une fois, mais que d’autres branches aient été mises en concurrence, ou soient mortes dans des extinctions massives, ou aient disparu d’une autre manière. Les biochimistes Francis Crick et Leslie Orgel ont particulièrement insisté sur cette incertitude : « Pour l’instant, nous n’avons aucun moyen de savoir » si nous sommes « susceptibles d’être seuls dans la galaxie (l’univers) » ou si « la galaxie peut être remplie de vie sous de nombreuses formes différentes ». Comme alternative à l’abiogenèse sur Terre, ils ont proposé l’hypothèse de la panspermie dirigée, selon laquelle la vie sur Terre a commencé avec « des micro-organismes envoyés ici délibérément par une société technologique sur une autre planète, au moyen d’un vaisseau spatial spécial sans pilote à longue portée ».

En 2020, un article rédigé par des chercheurs de l’Université de Nottingham a proposé un principe de « Copernican astrobiologique », basé sur le principe de médiocrité, et a spéculé que « la vie intelligente se formerait sur d’autres planètes comme elle l’a fait sur Terre, donc en quelques milliards d’années la vie se formerait automatiquement comme une partie naturelle de l’évolution ». Dans le cadre des auteurs, fl, fi et fc sont tous fixés à une probabilité de 1 (certitude). Le résultat de leur calcul conclut qu’il y a plus de trente civilisations technologiques actuelles dans la galaxie (sans tenir compte des barres d’erreur).

Fraction de ce qui précède qui développe une vie intelligente, fiEdit

Cette valeur reste particulièrement controversée. Les partisans d’une valeur faible, comme le biologiste Ernst Mayr, soulignent que sur les milliards d’espèces qui ont existé sur Terre, une seule est devenue intelligente et en déduisent une valeur infime pour fi. De même, les tenants de l’hypothèse des Terres Rares, nonobstant leur faible valeur pour ne ci-dessus, pensent également qu’une faible valeur pour fi domine l’analyse. Les partisans de valeurs plus élevées notent la complexité généralement croissante de la vie au fil du temps, concluant que l’apparition de l’intelligence est presque inévitable, ce qui implique une valeur de fi proche de 1. Les sceptiques soulignent que la grande dispersion des valeurs de ce facteur et des autres rend toutes les estimations peu fiables. (Voir Critique).

En outre, alors qu’il semble que la vie se soit développée peu après la formation de la Terre, l’explosion cambrienne, au cours de laquelle une grande variété de formes de vie multicellulaires est apparue, s’est produite un temps considérable après la formation de la Terre, ce qui suggère la possibilité que des conditions particulières aient été nécessaires. Certains scénarios tels que la Terre boule de neige ou les recherches sur les événements d’extinction ont soulevé la possibilité que la vie sur Terre soit relativement fragile. La recherche sur toute vie passée sur Mars est pertinente car une découverte que la vie s’est formée sur Mars mais a cessé d’exister pourrait augmenter notre estimation de fl mais indiquerait que dans la moitié des cas connus, la vie intelligente ne s’est pas développée.

Les estimations de fi ont été affectées par les découvertes que l’orbite du système solaire est circulaire dans la galaxie, à une distance telle qu’il reste hors des bras spiraux pendant des dizaines de millions d’années (échappant au rayonnement des novae). De plus, la grande lune de la Terre pourrait favoriser l’évolution de la vie en stabilisant l’axe de rotation de la planète.

On a effectué des travaux quantitatifs pour commencer à définir f l ⋅ f i {\displaystyle f_{\mathrm {l}}. f_{\mathrm {i} }\cdot f_{\mathrm {i} }} . Un exemple est une analyse bayésienne publiée en 2020. Dans la conclusion, l’auteur prévient que cette étude s’applique aux conditions de la Terre. En termes bayésiens, l’étude favorise la formation de l’intelligence sur une planète aux conditions identiques à la Terre, mais ne le fait pas avec une grande confiance.

Fraction de ce qui précède révélant leur existence via la libération de signaux dans l’espace, fcEdit

Pour la communication délibérée, le seul exemple que nous avons (la Terre) ne fait pas beaucoup de communication explicite, bien qu’il y ait quelques efforts couvrant seulement une infime fraction des étoiles qui pourraient chercher notre présence. (Voir le message d’Arecibo, par exemple). Les raisons pour lesquelles une civilisation extraterrestre pourrait exister mais choisir de ne pas communiquer font l’objet de nombreuses spéculations. Cependant, une communication délibérée n’est pas nécessaire et les calculs indiquent que la technologie actuelle ou future de la Terre pourrait bien être détectable par des civilisations pas trop avancées que la nôtre. Selon cette norme, la Terre est une civilisation communicante.

Une autre question est de savoir quel pourcentage de civilisations dans la galaxie sont suffisamment proches pour que nous puissions les détecter, en supposant qu’elles envoient des signaux. Par exemple, les radiotélescopes terrestres existants ne pourraient détecter les transmissions radio terrestres qu’à environ une année-lumière de distance.

Durée de vie d’une telle civilisation dans laquelle elle communique ses signaux dans l’espace, LEdit

Michael Shermer a estimé L à 420 ans, en se basant sur la durée de soixante civilisations terrestres historiques. En utilisant 28 civilisations plus récentes que l’Empire romain, il calcule un chiffre de 304 ans pour les civilisations « modernes ». On pourrait également avancer, à partir des résultats de Michael Shermer, que la chute de la plupart de ces civilisations a été suivie de civilisations ultérieures qui ont perpétué les technologies, de sorte qu’il est douteux qu’il s’agisse de civilisations distinctes dans le contexte de l’équation de Drake. Dans la version étendue, incluant le nombre de réapparitions, ce manque de spécificité dans la définition des civilisations individuelles n’a pas d’importance pour le résultat final, puisqu’un tel renouvellement de civilisation pourrait être décrit comme une augmentation du nombre de réapparitions plutôt que comme une augmentation de L, indiquant qu’une civilisation réapparaît sous la forme des cultures qui lui succèdent. En outre, étant donné qu’aucune d’entre elles ne pouvait communiquer dans l’espace interstellaire, la méthode de comparaison avec les civilisations historiques pourrait être considérée comme invalide.

David Grinspoon a soutenu qu’une fois qu’une civilisation s’est suffisamment développée, elle pourrait surmonter toutes les menaces à sa survie. Elle durera alors pendant une période indéfinie, rendant la valeur de L potentiellement des milliards d’années. Si tel est le cas, il propose que la Voie lactée ait pu accumuler régulièrement des civilisations avancées depuis sa formation. Il propose que le dernier facteur L soit remplacé par fIC – T, où fIC est la fraction de civilisations communicantes devenues « immortelles » (dans le sens où elles ne s’éteignent tout simplement pas), et T représentant la durée pendant laquelle ce processus s’est déroulé. Cela présente l’avantage que T serait un nombre relativement facile à découvrir, puisqu’il s’agirait simplement d’une fraction de l’âge de l’univers.

On a également émis l’hypothèse qu’une fois qu’une civilisation a appris l’existence d’une autre plus avancée, sa longévité pourrait augmenter car elle peut apprendre des expériences de l’autre.

L’astronome Carl Sagan a émis l’hypothèse que tous les termes, à l’exception de la durée de vie d’une civilisation, sont relativement élevés et que le facteur déterminant pour savoir s’il y a un grand ou un petit nombre de civilisations dans l’univers est la durée de vie des civilisations, ou en d’autres termes, la capacité des civilisations technologiques à éviter l’autodestruction. Dans le cas de Sagan, l’équation de Drake a fortement motivé son intérêt pour les questions environnementales et ses efforts pour mettre en garde contre les dangers de la guerre nucléaire.

Une civilisation intelligente pourrait ne pas être organique, car certains ont suggéré que l’intelligence artificielle pourrait remplacer l’humanité.

Etendue des résultatsEdit

Comme de nombreux sceptiques l’ont souligné, l’équation de Drake peut donner une très large gamme de valeurs, selon les hypothèses, car les valeurs utilisées dans les parties de l’équation de Drake ne sont pas bien établies. En particulier, le résultat peut être N ≪ 1, ce qui signifie que nous sommes probablement seuls dans la galaxie, ou N ≫ 1, ce qui implique qu’il existe de nombreuses civilisations que nous pourrions contacter. L’un des rares points de large accord est que la présence de l’humanité implique une probabilité d’apparition de l’intelligence supérieure à zéro.

A titre d’exemple d’estimation basse, en combinant les taux de formation d’étoiles de la NASA, la valeur de l’hypothèse de la Terre rare de fp – ne – fl = 10-5, le point de vue de Mayr sur l’apparition de l’intelligence, celui de Drake sur la communication et l’estimation de la durée de vie de Shermer :

R∗ = 1.5-3 an-1, fp – ne – fl = 10-5, fi = 10-9, fc = 0,2, et L = 304 ans

donne:

N = 1,5 × 10-5 × 10-9 × 0,2 × 304 = 9,1 × 10-13

soit, suggérant que nous sommes probablement seuls dans cette galaxie, et peut-être dans l’univers observable.

D’autre part, avec des valeurs plus grandes pour chacun des paramètres ci-dessus, on peut dériver des valeurs de N qui sont supérieures à 1. Voici les valeurs supérieures qui ont été proposées pour chacun des paramètres :

R∗ = 1,5-3 an-1, fp = 1, ne = 0,2, fl = 0,13, fi = 1, fc = 0,2, et L = 109 ans

L’utilisation de ces paramètres donne :

N = 3 × 1 × 0,2 × 0,13 × 1 × 0.2 × 109 = 15 600 000

Des simulations Monte Carlo des estimations des facteurs de l’équation de Drake basées sur un modèle stellaire et planétaire de la Voie lactée ont abouti à ce que le nombre de civilisations varie d’un facteur 100.

D’autres espèces technologiques ont-elles déjà existé ?Edit

En 2016, Adam Frank et Woodruff Sullivan ont modifié l’équation de Drake pour déterminer à quel point la probabilité d’une espèce technologique sur une planète habitable donnée doit être improbable, pour donner le résultat que la Terre héberge la seule espèce technologique qui soit jamais apparue, pour deux cas : (a) notre Galaxie, et (b) l’univers dans son ensemble. En posant cette question différente, on lève les incertitudes liées à la durée de vie et à la communication simultanée. Puisque le nombre de planètes habitables par étoile peut aujourd’hui être raisonnablement estimé, la seule inconnue restante dans l’équation de Drake est la probabilité qu’une planète habitable développe un jour une espèce technologique au cours de sa vie. Pour que la Terre possède la seule espèce technologique qui ait jamais existé dans l’univers, ils ont calculé que la probabilité qu’une planète habitable donnée développe un jour une espèce technologique doit être inférieure à 2,5×10-24. De même, pour que la Terre ait été le seul cas d’accueil d’une espèce technologique au cours de l’histoire de notre Galaxie, la probabilité qu’une planète de la zone habitable accueille un jour une espèce technologique doit être inférieure à 1,7×10-11 (environ 1 sur 60 milliards). Ce chiffre pour l’univers implique qu’il est extrêmement improbable que la Terre abrite la seule espèce technologique qui ait jamais existé. En revanche, pour notre Galaxie, il faut penser que moins de 1 planète habitable sur 60 milliards développe une espèce technologique pour qu’il n’y ait pas eu au moins un deuxième cas d’une telle espèce au cours de l’histoire passée de notre Galaxie.