Mais où sont les sonde autoréplicatives des extraterrestres ?

Une nouvelle étude suggère que par l’utilisation de l’effet de fronde ou appui gravitationnel, pour propulser des sondes autoréplicatives à travers l’espace interstellaire, une civilisation extraterrestre avancée devrait pouvoir visiter tous les recoins de la galaxie en un court laps de temps. Le paradoxe de Fermi semblerait bel et bien vivant.

Avant de passer à la nouvelle étude, nous allons découvrir rapidement ce que nous entendons par assistance gravitationnelle, sondes autoréplicative (autoréduplication) et leur relation avec le paradoxe de Fermi.

L’hypothétique sonde autoréplicative est une idée qui existe depuis les années 1940. Imaginé par le brillant mathématicien John von Neumann (ce qui explique pourquoi ils sont aussi appelés sondes de von Neumann), il s’agit d’un système non biologique qui peut se reproduire. Von Neumann ne pensait pas à l’exploration et à la colonisation de l’espace à l’époque, mais d’autres penseurs, comme Freeman Dyson, Eric Drexler, etRobert Freitas, ont poursuivi son idée.

Une fois lancée dans l’espace, une sonde pourrait se rendre dans un système stellaire voisin et, grâce à l’application de la robotique, l’assemblage moléculaire, et l’intelligence artificielle, chercher des ressources pour construire une réplique exacte d’elle-même. Tout ce qu’elle aura besoin de trouver c’est un astéroïde pour obtenir les bons composants afin de former la copie.

Et en fonction de la sophistication ou de l’objectif de la sonde, elle pourrait établir des colonies sur les planètes appropriées (soit par l’intermédiaire d’organismes biologiques ou de robots pourvus d’une IA ou “d’une conscience téléchargée”). Et encore, une sonde VN pourrait engendrer des sondes de communication Bracewell (imaginés par Ronald Bracewell), de petits engins spatiaux destinés à tenter de rentrer en contact avec une civilisation extraterrestre (une hypothétique représentation ci-contre).

Une fois sa mission terminée, elle enverrait des copies d’elle-même vers le système stellaire le plus proche, et ainsi de suite. Et en effet, le pouvoir des sondes autoréplicatives réside dans leur capacité à se reproduire à un rythme exponentiel. Le taux initial d’exploration serait assez lente, mais après avoir potentiellement produit des millions et des millions de descendants, le taux d’expansion devrait augmenter d’un ordre de grandeur. Donc, même à une vitesse représentant un dixième de la vitesse de la lumière, ces sondes peuvent couvrir une énorme zone en un, relativement, court laps de temps (d’un point de vue cosmologique). Inutile de dire que ce concept a alimenté une grande partie du paradoxe de Fermi, la suggestion que nous aurions déjà dû détecter des signes de vie extraterrestre.

Et maintenant, grâce à un nouveau document de recherche par Arwen Nicholson et Duncan Forgan, de l’Institut d’Astronomie à l’Université d’Édimbourg, le paradoxe de Fermi a fait bien pire.

Les problèmes potentiels, qui pourraient empêcher ou ralentir la propagation des sondes VN, seraient l’énergie et le temps nécessaire pour voyager d’étoile en étoile. Ce type de sonde, nécessitant des moteurs à propulsion et une source de combustible, serait non seulement complexe, mais aussi très chronophage. Mais selon cette nouvelle étude (lien plus bas) les petits hommes verts, tout comme l’humain du futur, pourraient utiliser l’effet de fronde pour propulser des sondes VN d’étoile en étoile. Et en fait, c’est exactement le même phénomène qui a été utilisé pour déplacer diverses sondes spatiales, comme lesVoyager qui ont effectué des bonds de planète en planète à travers notre système solaire.

Image d’entête, l’Interplanetary Transport Network est une collection de voies gravitationnellement déterminées par le système solaire qui exigent une très faible quantité d’énergie à emprunter.

Ci-dessous, les trajectoires qu’ont adopté les sondes Voyager pour (presque) sortir du système solaire, s’aidant de l’attraction gravitationnelle des différentes planètes placées sur leur chemin pour obtenir un effet de fronde continu. 

Mais pour que cela fonctionne à une échelle galactique, les sondes utiliseraient des manœuvres de fronde autour d’étoiles, gagnant une accélération par l’extraction d’énergie à partir de chaque étoile se mouvant autour du centre galactique.

Ces manœuvres entraineraient peu, voir aucun cout énergétique supplémentaire. Et, comme montré dans de précédents travaux, une seule sonde, similaire à Voyager, pourrait explorer la galaxie 100 fois plus rapidement lors de la réalisation de ces frondes que lors d’une navigation purement motorisée.

Fait intéressant, Nicholson et Forgan supposent que la sonde recueillerait la matière (comme de la poussière et du gaz) depuis le milieu interstellaire qui se déplace à travers l’espace. Elle fabrique une réplique d’elle-même alors qu’elle se déplace sans avoir à s’arrêter et d’après leur étude :

La  sonde parent atteint la nouvelle étoile de destination, et avant qu’elle effectue sa manœuvre de fronde autour de l’étoile, elle libère sa copie. L’originale et la réplique utilisent la fronde pour stimuler leur vitesse. Comme le boost de vélocité dépend de l’angle entre le étoiles, l’originale et la réplique obtiendrons différentes accélérations car ils auront différentes étoiles de destination.

Les chercheurs ont testé ce modèle en utilisant une simulation par ordinateur. Ils ont découvert qu’en utilisant cette technique, une civilisation extraterrestre pourrait envoyer des sondes à une vitesse égal à 10% celle de la lumière, dans chaque système solaire de la galaxie en 10 millions d’années, un laps de temps qui est nettement inférieur à l’âge de la Terre. Cela signifie qu’une civilisation extraterrestre pourrait (et devrait) être arrivée dans notre système solaire.

Schéma d’une manœuvre de fronde simulée dans cette étude. La sonde change de direction selon un angle δ alors que la magnitude de sa vélocité u, dans le cadre de l’étoile 1, reste constante (Forgan et .)

Alors où sont ces sondes ?

Peut-être que nous sommes tristement seuls et qu’aucune civilisation extraterrestre n’existe pour envoyer des sondes. Mais cela reste étrange et assez improbable étant donné que l’intelligence aurait vu le jour dans notre galaxie il y a environ 5 milliards d’années. Peut-être que ces civilisations préfèrent être seules dans leur univers postbiologique alimentées par leur sphère de Dyson…mais il est également concevable que les sondes soient en fait ici, mais invisible pour nos yeux d’humain. Soit nous n’avons pas la technologie pour les détecter, ou elles restent là, inactives, en attente pour nous faire passer une sorte de test, de seuil technologique, ou ils attendent que le changement climatique fasse son œuvre.. qui sait ?

Mais, ce que concluent les chercheurs, c’est que la stratégie de “fronde vers l’étoile la plus proche" reste "le moyen le plus rapide pour explorer une population d’étoiles" et "une flotte de sondes autoréplicatives peut en effet explorer la galaxie en un temps suffisamment court pour justifier de l’existence du paradoxe de Fermi”.

L’étude publiée dans l’International Journal of Astronomy : Slingshot Dynamics for Self Replicating Probes and the Effect on Exploration Timescales. Image d’entête, l’Interplanetary Transport Network est une collection de voies gravitationnellement déterminées par le système solaire qui exigent une très faible quantité d’énergie à emprunter.