L'équation de Drake pour le multivers

En 1960, l'astronome Frank Drake a conçu une équation pour estimer le nombre de civilisations intelligentes dans notre galaxie. Il l'a fait en décomposant le problème en une hiérarchie de divers facteurs.

Il a suggéré que le nombre total de civilisations intelligentes dans la Voie lactée dépend d'abord du taux de formation des étoiles. Il a calculé ce nombre en estimant la fraction de ces étoiles avec des planètes rocheuses, la fraction de ces planètes qui peuvent et soutiennent la vie et la fraction de celles qui soutiennent la vie intelligente capable de communiquer avec nous. Le résultat est cette équation :

qui est expliqué plus en détail dans cette entrée Wikipédia .

Aujourd'hui, Marcelo Gleiser du Dartmouth College dans le New Hampshire souligne que la cosmologie a évolué depuis les années 1960. L'une des nouvelles idées les plus provocantes est que l'univers que nous voyons est l'un des nombreux, peut-être l'un d'un nombre infini. Une ligne de pensée est que les lois de la physique peuvent être très différentes dans ces univers et que la vie basée sur le carbone n'a pu apparaître que dans ceux où les conditions étaient affinées d'une manière particulière. C'est le principe anthropique.

Par conséquent, selon Gleiser, l'équation de Drake doit être mise à jour pour prendre en compte le multivers et les facteurs supplémentaires qu'il introduit.

Il commence par considérer l'ensemble total des univers du multivers et définit le sous-ensemble dans lequel les paramètres et les constantes fondamentales sont compatibles avec le principe anthropique. C'est le sous-ensemble { c - cosmos }.

Il considère ensuite le sous-ensemble de ces univers dans lequel les conditions astrophysiques sont mûres pour la formation d'étoiles et de galaxies { c-astro}. Ensuite, il examine le sous-ensemble de ceux-ci dans lesquels se forment des planètes capables d'abriter la vie { c-vie }. Et enfin, il définit le sous-ensemble de ceux-ci dans lequel la vie complexe surgit réellement { la vie c-complexe }.

Ensuite, les conditions pour qu'une vie complexe émerge dans un univers particulier du multivers doivent satisfaire l'énoncé en haut de cet article (où le symbole de composition dénote « ensemble avec »).

Mais il y a un problème : ce n'est pas une équation. Pour former un véritable argument de Drake, Gleiser aurait besoin d'attribuer des probabilités à chacun de ces ensembles lui permettant d'écrire une équation dans laquelle les probabilités attribuées multipliées ensemble, d'un côté de l'équation, égalent la fraction d'univers où la vie complexe émerge d'un autre côté.

Ici, il se heurte à l'un des grands problèmes de la cosmologie moderne : sans preuves pour étayer leur véracité, de nombreuses idées de la cosmologie moderne ne sont guère plus que de la philosophie. Il est donc non seulement difficile, mais presque impossible à formuler, d'attribuer une probabilité à la fraction d'univers du multivers dans laquelle les constantes et les lois fondamentales satisfont le principe anthropique.

Prendre { c-cosmo } par example. Gleiser souligne quelques-uns des paramètres évidents qui devraient être pris en compte pour dériver une probabilité. Il s'agit de la densité d'énergie du vide, de l'asymétrie matière-antimatière, de la densité de matière noire, des couplages des quatre forces fondamentales et des masses de quarks et de leptons pour que des hadrons puis des noyaux puissent se former après bris de symétrie électrofaible. Essayez d'attribuer une probabilité à ce lot.

Ce n'est pas non plus beaucoup plus facile pour {c-astro}. Cela doit prendre en compte le fait que les éléments lourds semblent être importants pour l'émergence de la vie qui ne semble se produire que dans les galaxies au-dessus d'une certaine masse et dans les étoiles d'un certain type et d'un certain âge. L'estimation de la probabilité que ces conditions se produisent est encore au-delà des astronomes.

À première vue, le troisième ensemble {c-life} devrait être plus facile à manipuler. Celle-ci doit prendre en compte les contraintes planétaires et chimiques sur la formation de la vie. La présence d'eau liquide et de divers éléments tels que le carbone, l'oxygène et l'azote semble être importante tout comme des molécules plus complexes. Nous ne savons pas encore à quel point ces conditions sont courantes.

Enfin il y a { la vie c-complexe }, qui comprend tous les facteurs planétaires qui doivent coïncider pour qu'une vie complexe émerge. Ceux-ci peuvent inclure la stabilité orbitale à long terme, la présence d'un champ magnétique pour protéger les biomolécules délicates, la tectonique des plaques, une grande lune, etc. Ce n'est pas non plus si facile à estimer.

Beaucoup de gens ont essayé de mettre les nombres dans l'équation de Drake. Les estimations du nombre de civilisations intelligentes dans la Voie lactée vont d'une (la nôtre) à d'innombrables dizaines de milliers. Drake lui-même a mis le nombre à 10.

Le point de vue de Gleiser sur l'équation de Drake pour le multivers est une approche intéressante. Ce qu'il nous dit, cependant, c'est que notre compréhension limitée de l'univers aujourd'hui ne nous permet pas de faire une estimation raisonnable du nombre de formes de vie intelligentes dans le multivers (plus d'une). Et étant donné les limites de ce que nous pouvons jamais savoir sur les autres univers, il est probable que nous ne pourrons jamais faire beaucoup mieux que cela.

Réf : arxiv.org/abs/1002.1651 : Équation de Drake pour le multivers : du paysage de cordes à la vie complexe

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