Analyse bayésienne pleut sur le défilé de la vie sur les exoplanètes

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Y a-t-il de la vie sur d'autres planètes, quelque part dans cet énorme univers? C’est probablement la question la plus convaincante que nous puissions poser. Beaucoup de sciences spatiales et de missions spatiales visent directement cette question.

La mission Kepler est conçue pour trouver des exoplanètes, qui sont des planètes en orbite autour d'autres étoiles. Plus précisément, son objectif est de trouver des planètes situées dans la zone habitable autour de leur étoile. Et c'est fait. La mission Kepler a trouvé 297 planètes confirmées et candidates qui sont probablement dans la zone habitable de leur étoile, et elle n'a regardé qu'une minuscule parcelle de ciel.

Mais nous ne savons pas si l'un d'eux abrite la vie, ou si Mars l'a fait, ou si n'importe où l'a jamais fait. Nous ne savons tout simplement pas. Mais comme la question de la vie ailleurs dans l'Univers est si convaincante, cela a poussé les gens avec une curiosité intellectuelle à essayer de calculer la probabilité de vie sur d'autres planètes.

L'une des principales façons dont les gens ont essayé de comprendre si la vie est répandue dans l'Univers est grâce à l'équation de Drake, du nom du Dr Frank Drake. Il a essayé de trouver un moyen de calculer la probabilité de l'existence d'autres civilisations. L'équation de Drake est un pilier de la conversation autour de l'existence de la vie dans l'Univers.

L'équation de Drake est un moyen de calculer la probabilité de civilisations extraterrestres dans la Voie lactée qui étaient technologiquement avancées pour communiquer. Quand il a été créé en 1961, Drake lui-même a expliqué que c'était vraiment juste un moyen d'entamer une conversation sur les civilisations extraterrestres, plutôt qu'un calcul définitif. Pourtant, l'équation est le point de départ de nombreuses conversations.

Mais le problème avec l'équation de Drake, et avec toutes nos tentatives pour comprendre la probabilité que la vie commence sur d'autres planètes, c'est que nous n'avons que la Terre pour passer. Il semble que la vie sur Terre ait commencé assez tôt et existe depuis longtemps. Dans cet esprit, les gens ont regardé dans l'Univers, estimé le nombre de planètes dans les zones habitables et conclu que la vie doit être présente, et même abondante, dans l'Univers.

Mais nous ne savons vraiment que deux choses: premièrement, la vie sur Terre a commencé quelques centaines de millions d'années après la formation de la planète, quand elle était suffisamment fraîche et quand il y avait de l'eau liquide. La deuxième chose que nous savons, c'est que quelques milliards d'années après le début de la vie, des créatures sont apparues suffisamment intelligentes pour s'interroger sur la vie.

En 2012, deux scientifiques ont publié un article qui nous a rappelé ce fait. David Spiegel, de l'Université de Princeton, et Edwin Turner, de l'Université de Tokyo, ont mené ce qu'on appelle une analyse bayésienne sur la façon dont notre compréhension de l'émergence précoce de la vie sur Terre affecte notre compréhension de l'existence de la vie ailleurs.

Une analyse bayésienne est une question compliquée pour les non-spécialistes, mais dans cet article, elle est utilisée pour séparer l'influence des données et l'influence de nos croyances antérieures, lors de l'estimation de la probabilité de vie sur d'autres mondes. Ce que les deux chercheurs ont conclu, c'est que nos croyances antérieures sur l'existence de la vie ailleurs ont un effet important sur toutes les conclusions probabilistes que nous faisons sur la vie ailleurs. Comme le disent les auteurs dans l'article, «La vie est apparue sur Terre au cours des premiers centaines de millions d'années après que la jeune planète se soit refroidie au point de pouvoir supporter des organismes aquatiques à sa surface. L'émergence précoce de la vie sur Terre a été considérée comme une preuve que la probabilité d'abiogenèse est élevée, si elle part de conditions jeunes comme la Terre. »

Un élément clé de tout cela est que la vie a peut-être eu une longueur d'avance sur Terre. Depuis lors, il a fallu environ 3,5 milliards d'années pour que les créatures évoluent au point où elles peuvent penser à de telles choses. C'est donc là que nous nous trouvons; regarder dans l'Univers et chercher et se demander. Mais il est possible que la vie prenne beaucoup plus de temps pour se lancer dans d'autres mondes. Nous ne savons tout simplement pas, mais de nombreuses suppositions ont supposé que l'abiogenèse sur Terre est standard pour les autres planètes.

En résumé, nous n'avons qu'un seul point de données, la vie sur Terre. Et à partir de ce moment, nous avons extrapolé vers l'extérieur, concluant avec espoir que la vie est abondante, et nous finirons par la trouver. Nous nous améliorons certainement pour trouver des endroits qui devraient convenir à la vie.

Ce qui est exaspérant, c'est que nous ne savons tout simplement pas. Nous continuons à chercher et à rechercher et à développer des technologies pour trouver des planètes habitables et identifier des biomarqueurs de la vie, mais jusqu'à ce que nous trouvions la vie ailleurs, nous n'avons toujours qu'un seul point de données: la Terre. Mais la Terre pourrait être exceptionnelle.

Comme le disent Spiegel et Turner dans la conclusion de leur article, «En bref, si nous devions trouver des preuves de la vie qui proviennent entièrement de nous indépendamment - soit via des recherches astronomiques qui révèlent la vie sur une autre planète ou via des études géologiques et biologiques qui trouvent des preuves de la vie sur Terre avec une origine différente de nous - nous aurions des raisons beaucoup plus solides de conclure que la vie est probablement commune dans notre galaxie. »

Avec notre compréhension croissante de Mars, et avec des missions comme le télescope spatial James Webb, nous aurons peut-être un jour bientôt un point de données supplémentaire avec lequel nous pourrons affiner notre compréhension probabiliste des autres vies dans l'Univers.

Ou, il pourrait y avoir un résultat plus triste. Peut-être que la vie sur Terre périra avant que nous ne trouvions un autre microbe vivant sur un autre monde.

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