Y a-t-il de la vie sur d’autres planètes ?

La probabilité de l’existence de la vie sur d’autres planètes est déterminée par l’échelle de l’univers. En d’autres termes, plus l’univers est grand, plus il est probable que la vie apparaisse au hasard quelque part dans ses coins les plus reculés. Étant donné que, selon les modèles classiques modernes, l’univers est infini, il semble que la probabilité d’existence de la vie sur d’autres planètes augmente rapidement. Cette question sera abordée plus en détail vers la fin de l’article, car nous devrons commencer par l’introduction de la vie extraterrestre elle-même, dont la définition est plutôt floue.

Conditions de vie sur d’autres planètes

Pour une raison ou une autre, jusqu’à récemment, l’humanité avait une idée claire de la vie extraterrestre sous la forme d’humanoïdes gris avec de grosses têtes. Cependant, les films et les œuvres littéraires modernes, suivant le développement de l’approche la plus scientifique de cette question, vont de plus en plus au-delà des représentations susmentionnées. En effet, l’Univers est très diversifié et, compte tenu de l’évolution complexe de l’espèce humaine, la probabilité de formes de vie similaires sur différentes planètes présentant des conditions physiques différentes est extrêmement faible.

Tout d’abord, il est nécessaire d’aller au-delà de l’imagination de la vie telle qu’elle est sur Terre pour envisager la vie sur d’autres planètes. En regardant autour de nous, nous nous rendons compte que toutes les formes de vie que nous connaissons sur Terre sont telles qu’elles sont pour une raison bien précise, à savoir l’existence de certaines conditions physiques sur Terre, dont certaines seront abordées plus loin.

La gravité

La première et la plus évidente des conditions physiques terrestres est la gravité. Pour que la gravité soit exactement la même sur une autre planète, il faudrait qu’elle ait exactement la même masse et le même rayon. Pour que cela soit possible, l’autre planète devrait probablement être composée des mêmes éléments que la Terre. D’autres conditions sont également requises, ce qui fait que la probabilité de trouver un tel «clone de la Terre» s’amenuise rapidement. C’est pourquoi, si nous voulons trouver toutes les formes de vie extraterrestres possibles, nous devons supposer qu’elles existent sur des planètes dont la gravité est légèrement différente. Bien sûr, il doit y avoir une certaine plage de gravité qui peut contenir une atmosphère tout en aplatissant la vie sur la planète.

Dans cette fourchette, toutes les formes de vie sont possibles. Tout d’abord, la gravité affecte la croissance des organismes vivants. Si l’on se souvient du gorille le plus célèbre du monde, King Kong, il convient de noter qu’il ne survivrait pas sur Terre, car il mourrait sous la pression de son propre poids. La raison en est la loi du cube carré, qui stipule que lorsqu’un corps double de taille, sa masse augmente d’un facteur 8. Par conséquent, si nous observons une planète à gravité réduite, nous devons nous attendre à y trouver des formes de vie à grande échelle.

La force du squelette et des muscles dépend également de l’intensité de la gravité sur la planète. Si l’on prend un autre exemple dans le monde animal, à savoir le plus grand animal, la baleine bleue, on constate que si elle touche la terre, la baleine étouffe. Cependant, ce n’est pas parce qu’elle étouffe comme les poissons (les baleines sont des mammifères, elles ne respirent donc pas avec leurs branchies, mais avec leurs poumons, tout comme les humains), mais parce que la gravité empêche leurs poumons de se dilater. Il s’ensuit que, dans des conditions de gravité accrue, un être humain aurait des os plus solides pour maintenir sa masse corporelle, des muscles plus puissants pour contrecarrer la force de gravité et une taille moins importante pour réduire la masse corporelle elle-même, conformément à la loi du cube carré.

La liste des caractéristiques physiques du corps qui dépendent de la gravité n’est que l’idée que nous nous faisons de l’effet de la gravité sur le corps. En réalité, la gravité peut déterminer un éventail beaucoup plus large de paramètres corporels.

L’atmosphère

Matériaux par thème

L’atmosphère est une autre condition physique globale qui détermine la forme des organismes vivants. Tout d’abord, la présence d’une atmosphère réduit délibérément le cercle des planètes susceptibles d’abriter la vie, car les scientifiques ne peuvent imaginer des organismes capables de survivre sans les éléments auxiliaires de l’atmosphère et sous l’influence meurtrière du rayonnement cosmique. Par conséquent, supposons qu’une planète abritant des organismes vivants doit avoir une atmosphère. Considérons d’abord une atmosphère avec la teneur en oxygène à laquelle nous sommes tous habitués.

Prenons l’exemple des insectes, dont la taille est évidemment limitée en raison de leur système respiratoire. Celui-ci ne comprend pas de poumons et se compose de tunnels de trachées, sortant à l’extérieur sous forme de trous — les spiracles. Ce type de transport de l’oxygène ne permet pas aux insectes d’avoir une masse supérieure à 100 grammes, car à des tailles plus importantes, il perd de son efficacité.

La période du Carbonifère (350-300 millions d’années avant notre ère) a été caractérisée par une augmentation de la teneur en oxygène de l’atmosphère (de 30 à 35 %), et les animaux inhérents à cette époque pourraient vous surprendre. Il s’agit d’insectes géants qui respirent l’air. Par exemple, la libellule Meganeura pouvait avoir une envergure de plus de 65 cm, le scorpion Pulmonoscorpius pouvait atteindre 70 cm, et le mille-pattes Arthropleura pouvait mesurer 2,3 mètres de long.

La Terre vue par le satellite GOES-16

L’influence de la concentration d’oxygène dans l’atmosphère sur l’éventail des différentes formes de vie devient donc évidente. En outre, la présence d’oxygène dans l’atmosphère n’est pas une condition sine qua non pour l’existence de la vie, puisque l’humanité connaît des anaérobies, des organismes qui peuvent vivre sans consommer d’oxygène. Alors, si l’effet de l’oxygène sur les organismes est si important, quelle serait la forme de vie sur des planètes dont la composition atmosphérique est complètement différente ? — C’est difficile à imaginer.

Nous sommes donc confrontés à un éventail inconcevable de formes de vie qui pourraient nous attendre sur une autre planète, compte tenu des deux facteurs susmentionnés. Si l’on considère d’autres conditions, comme la température ou la pression atmosphérique, la diversité des organismes vivants dépasse l’entendement. Malgré cela, les scientifiques n’ont pas peur de formuler les hypothèses les plus audacieuses définies dans la biochimie alternative :

• Nombreux sont ceux qui sont convaincus que toute forme de vie ne peut exister que si elle contient du carbone dans sa composition, comme on l’observe sur Terre. Ce phénomène a été qualifié de «chauvinisme du carbone» par Carl Sagan. Mais en réalité, le carbone n’est peut-être pas l’élément de base de la vie extraterrestre. Parmi les alternatives au carbone, les scientifiques ont identifié le silicium, l’azote et le phosphore, ou l’azote et le bore.
• Le phosphore est également l’un des éléments de base des organismes vivants, puisqu’il fait partie des nucléotides, des acides nucléiques (ADN et ARN) et d’autres composés. Cependant, en 2010, l’astrobiologiste Felisa Wolf-Simon a découvert une bactérie dont tous les composants cellulaires contiennent du phosphore remplacé par de l’arsenic, par ailleurs toxique pour tous les autres organismes.
• L’eau est l’un des éléments les plus importants pour la vie sur Terre. Cependant, l’eau peut être remplacée par un autre solvant, selon les recherches des scientifiques, il peut s’agir de l’ammoniac, du fluorure d’hydrogène, du cyanure d’hydrogène et même de l’acide sulfurique.

Alors pourquoi avons-nous envisagé ces formes de vie possibles sur d’autres planètes ? Le fait est qu’avec la diversité croissante des organismes vivants, les limites du terme «vie» lui-même s’estompent, et qu’il n’existe d’ailleurs pas encore de définition claire de ce terme.

Le concept de vie extraterrestre

Le sujet de cet article n’étant pas les êtres sensibles mais les organismes vivants, il est nécessaire de définir le concept de «vivant». Il s’avère que la tâche est ardue et qu’il existe plus d’une centaine de définitions de la vie. Mais pour ne pas sombrer dans la philosophie, suivons les traces des scientifiques. Le concept le plus large de la vie devrait être celui des chimistes et des biologistes. Sur la base des signes habituels de la vie, tels que la reproduction ou la nutrition, certains cristaux, prions (protéines infectieuses) ou virus peuvent être attribués à des êtres vivants.

Une véritable définition de la frontière entre le vivant et le non-vivant doit être formulée avant que la question de l’existence de la vie sur d’autres planètes puisse être posée. Les biologistes considèrent que les virus constituent une telle forme de frontière. En eux-mêmes, sans interaction avec les cellules des organismes vivants, les virus ne possèdent pas la plupart des caractéristiques habituelles d’un organisme vivant et ne sont que des particules de biopolymères (complexes de molécules organiques). Par exemple, ils n’ont pas de métabolisme et ont besoin d’une cellule hôte appartenant à un autre organisme pour se reproduire.

Cependant, les virus ont des gènes, c’est-à-dire qu’ils possèdent leur propre ADN et ARN, et peuvent également évoluer par sélection naturelle. En parasitant une cellule, ils présentent la plupart des caractéristiques reconnues de la vie. Et bien qu’ils ne se reproduisent pas par division cellulaire, comme le suggèrent certaines définitions des organismes vivants, ils se reproduisent, avec l’héritage de la mutation par la sélection naturelle. En 2013 également, une étude a été publiée, selon laquelle certains bactériophages (virus qui n’affectent que les cellules protéiques) ont leur propre immunité.

Il est donc possible de tracer la ligne de démarcation entre les organismes vivants et non vivants en passant par une vaste couche de virus. En d’autres termes, la découverte d’un organisme semblable à un virus sur une autre planète peut être à la fois une confirmation de l’existence de la vie sur d’autres planètes et une autre découverte utile, sans pour autant confirmer l’hypothèse ci-dessus.

D’après ce qui précède, la plupart des chimistes et des biologistes ont tendance à croire que la principale caractéristique de la vie est la réplication de l’ADN, c’est-à-dire la synthèse d’une molécule fille à partir de la molécule d’ADN mère. Avec de tels points de vue sur la vie extraterrestre, nous sommes beaucoup plus éloignés des images déjà éculées des hommes verts (gris).

Cependant, les problèmes liés à la définition d’un objet en tant qu’organisme vivant ne se posent pas seulement avec les virus. En tenant compte de la variété des types d’êtres vivants mentionnés précédemment, nous pouvons imaginer une situation dans laquelle un être humain rencontre une substance extraterrestre (pour simplifier la présentation — de la taille d’un être humain) et pose une question sur la vie de cette substance — la recherche d’une réponse à cette question peut s’avérer aussi difficile que dans le cas des virus. Ce problème est illustré dans l’œuvre de Stanislaw Lem, Solaris

Vie extraterrestre dans le système solaire

Kepler — 22b planète avec possibilité de vie

Aujourd’hui, les critères de recherche de la vie sur d’autres planètes sont assez stricts. Parmi eux, la priorité est la présence d’eau, d’une atmosphère et de conditions de température similaires à celles de la Terre. Pour posséder ces caractéristiques, la planète doit être située dans la «zone habitable de l’étoile», c’est-à-dire à une certaine distance de l’étoile, en fonction du type de cette dernière. Parmi les planètes jumelles de la Terre les plus populaires figurent Gliese 581 g, Kepler-22 b, Kepler-186 f, Kepler-452 b et d’autres. Cependant, on ne peut aujourd’hui que deviner la présence de vie sur ces planètes, car il ne sera bientôt plus possible de s’y rendre en avion, en raison de l’énorme distance qui les sépare (l’une des plus proches, Gliese 581 g, se trouve à 20 années-lumière de la Terre). Revenons donc à notre système solaire, où l’on trouve également des signes de vie extraterrestre.

Mars

Nuages martiens pris par la sonde MOM (Inde) en septembre 2014.

Selon les critères d’existence de la vie, certaines planètes du système solaire présentent des conditions adéquates. Par exemple, de la glace sublimée (qui s’évapore) a été découverte sur Mars, un pas vers la découverte d’eau liquide. En outre, du méthane, un produit connu des organismes vivants, a été trouvé dans l’atmosphère de la planète rouge. Ainsi, même sur Mars, il est possible que des organismes vivants, bien que des protozoaires, soient présents dans certains endroits chauds aux conditions moins agressives, comme les calottes polaires.

Europa

Traces d’émissions d’eau sur Europe, images du télescope Hubble

Europa, le célèbre satellite de Jupiter, est un corps céleste plutôt froid (-160 °C — -220 °C) recouvert d’une épaisse couche de glace. Cependant, un certain nombre de résultats de recherche (le mouvement de la croûte d’Europe, la présence de courants induits dans le noyau) conduisent de plus en plus les scientifiques à l’idée de l’existence d’un océan d’eau liquide sous la glace de surface. Et si cet océan existe, sa taille dépasse celle de l’océan mondial de la Terre. Le réchauffement de cette couche d’eau liquide d’Europe se produit très probablement sous l’influence gravitationnelle de Jupiter, qui comprime et étire le satellite, provoquant des marées. Les observations du satellite ont également permis de constater des émissions de vapeur d’eau provenant de geysers à des vitesses d’environ 700 m/s et à des hauteurs pouvant atteindre 200 km. En 2009, le scientifique américain Richard Greenberg a montré que sous la surface d’Europe, il y a de l’oxygène en quantité suffisante pour permettre l’existence d’organismes complexes. En tenant compte des autres données mentionnées sur Europe, il est possible de supposer avec certitude la possibilité de l’existence d’organismes complexes, semblables à des poissons, qui vivent plus près du fond de l’océan souterrain, là où se trouvent les sources hydrothermales.

Encelade

Encelade, satellite de Saturne

L’endroit le plus prometteur pour les organismes vivants est Encelade, le satellite de Saturne. Quelque peu similaire à Europe, ce satellite se distingue néanmoins de tous les autres corps spatiaux du système solaire par la présence d’eau liquide, de carbone, d’oxygène et d’azote sous forme d’ammoniac. En outre, les résultats de la prospection sont confirmés par des photographies réelles d’énormes fontaines d’eau jaillissant de fissures dans la surface glacée d’Encelade. En rassemblant toutes ces preuves, les scientifiques affirment qu’il existe un océan souterrain sous le pôle sud d’Encelade, dont les températures varient entr e-45°C et +1°C. Selon certaines estimations, la température de l’océan pourrait même atteindre +90°C. Même si la température de l’océan n’est pas élevée, nous connaissons des poissons qui vivent dans les eaux de l’Antarctique à une température nulle (poissons à sang blanc).

Par ailleurs, les données obtenues par Cassini et traitées par les scientifiques de la Carnegie Institution ont permis de connaître l’alcalinité du milieu océanique, qui est de 11-12 pH. Cet indicateur est tout à fait favorable à l’origine et au maintien de la vie.

Y a-t-il de la vie sur d’autres planètes ?

Matériaux par thème

Nous en venons ici à l’évaluation de la probabilité de l’existence d’une vie extraterrestre. Tout ce qui précède est optimiste. Compte tenu de la grande variété d’organismes vivants terrestres, nous pouvons conclure que même sur la planète jumelle la plus «dure» de la Terre peut naître un organisme vivant, bien que très différent de ce à quoi nous sommes habitués. Même en explorant les corps spatiaux du système solaire, nous trouvons des recoins, des mondes apparemment morts, qui ne ressemblent pas à la Terre, mais dans lesquels il existe encore des conditions favorables à des formes de vie à base de carbone. La possibilité de l’existence non pas de formes de vie à base de carbone, mais de formes de vie alternatives qui utilisent d’autres substances comme le silicium ou l’ammoniac à la place du carbone, de l’eau et d’autres substances organiques, renforce encore davantage nos convictions quant à la prévalence de la vie dans l’univers. Les conditions propices à la vie sur une autre planète sont donc considérablement élargies. Si l’on multiplie tout cela par la taille de l’univers, et plus précisément par le nombre de planètes, on obtient une probabilité assez élevée d’émergence et de maintien d’une vie extraterrestre.

Animation de la rotation des exoplanètes autour de l’étoile HR 8799 à 129 années-lumière de nous. Images de l’observatoire Keck, Hawaï.

Un seul problème se pose aux astrobiologistes, ainsi qu’à l’ensemble de l’humanité : nous ne savons pas comment naît la vie. En d’autres termes, comment et d’où viennent les micro-organismes les plus simples sur d’autres planètes ? Nous ne pouvons pas estimer la probabilité de l’origine de la vie elle-même, même dans des conditions favorables. Il est donc extrêmement difficile d’estimer la probabilité d’existence d’organismes vivants extraterrestres.

Si le passage de composés chimiques à des organismes vivants est défini comme un phénomène biologique naturel, comme l’unification spontanée d’un complexe d’éléments organiques en un organisme vivant, alors la probabilité d’émergence d’un tel organisme est élevée. Dans ce cas, on peut dire que la vie serait apparue sur Terre d’une manière ou d’une autre, ayant eu les composés organiques qu’elle avait et ayant observé les conditions physiques qu’elle a observées. Cependant, les scientifiques n’ont jamais compris la nature de cette transition et les facteurs qui peuvent l’influencer. Ainsi, parmi les facteurs influençant l’émergence même de la vie, il pourrait y avoir n’importe quoi, comme la température du vent solaire ou la distance par rapport à un système stellaire voisin.

En supposant qu’il ne faut que du temps pour que la vie émerge et existe dans des conditions habitables, et qu’il n’y a plus d’interactions inexplorées avec des forces extérieures, nous pouvons dire que la probabilité de trouver des organismes vivants dans notre galaxie est assez élevée, et que cette probabilité existe même dans notre système solaire. Si nous considérons l’univers dans son ensemble, nous pouvons affirmer avec certitude qu’il y a de la vie sur d’autres planètes.

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Date de publication: 12-26-2023

Mettre à jour la date: 12-26-2023