28 Janvier 2019  |  Espace
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 11/2018

Comment maximiser ses chances de trouver des extraterrestres

Un chercheur de l’EPFL propose une approche inédite pour cibler la recherche d’éventuelles intelligences extraterrestres dans notre galaxie. Basée sur la théorie des probabilités, elle permet de connaître le pourcentage de possibilités de capter un signal – pour autant qu’il existe – à une distance donnée de la Terre.

Comment savoir si une autre planète de notre galaxie abrite une société technologique similaire à la nôtre ? Un chercheur de l’EPFL a développé, en collaboration avec l’Université de Californie à Berkeley, un modèle statistique qui pourrait donner un nouveau souffle à la recherche d’un signal qu’une telle communauté extraterrestre pourrait émettre, en la rendant plus efficace et moins coûteuse. Son travail a fait l’objet d’une publication dans PNAS (Proceedings of the National Academy of Science), une revue scientifique étasunienne à comité de lecture, publiant les comptes rendus de l’Académie américaine des sciences.

Le 12 mai 2017, des astrophysiciens de l’observatoire Arecibo à Porto Rico, ont intercepté des signaux radio très étranges en provenance d’une étoile située à 11 années-lumière de la Terre. Les scientifiques cherchent à comprendre l’origine de cette émission.
 
 
Des nanotubes de carbone aux extraterrestres
Au départ, Claudio Grimaldi ne travaillait pas dans ce domaine. Sa spécialité, c’est plutôt la physique de la matière condensée. C’est dans le cadre de son travail au Laboratoire de physique de la matière complexe de l’EPFL, plus précisément en calculant les probabilités que les nanotubes de carbone puissent échanger des électrons, que l’idée lui est venue: et si les nanotubes étaient des étoiles et les électrons des émissions extraterrestres ? Pourrait-on alors calculer avec davantage de précision, les chances d’en détecter ?
La question n’est pas anodine. Elle mobilise la communauté scientifique depuis près de soixante ans. Dès la fin des années 1950, de nombreux projets ayant pour objectif la recherche d’une intelligence extraterrestre – appelés SETI, pour Search for Extra-Terrestrial Intelligence – ont été initiés, essentiellement aux États-Unis. Partant du postulat qu’une civilisation avancée produirait des signaux électromagnétiques, les chercheurs ont successivement utilisé les radiotélescopes les plus performants du moment.
Mais malgré les progrès de la radioastronomie et l’augmentation de la puissance de calcul des ordinateurs, aucun de ces projets n’a abouti. Des signaux dont l’origine n’a pas pu être identifiée, ont bien parfois été enregistrés, comme le signal «Wow» en 1977, mais aucun ne s’est répété, ni n’a paru suffisamment crédible pour être attribué à des extraterrestres.
 
Un fort regain d’intérêt
Les recherches ne s’arrêtèrent pas pour autant. Elles connaissent même actuellement un fort regain d’intérêt, avec la découverte de nombreuses exoplanètes gravitant autour des milliards d’étoiles que compte notre galaxie. De nouvelles installations, comme le Square Kilometre Array, un radiotélescope géant en construction en Afrique du Sud et en Australie, qui comptera une surface collectrice d’un kilomètre carré, ouvrent également des perspectives inédites.
Récemment, l’entrepreneur russe Yuri Milner a même annoncé le lancement d’un programme extrêmement ambitieux, dans lequel il a décidé d’investir 100 millions de dollars sur dix ans. Intitulé Breakthrough Listen, il prévoit de couvrir dix fois plus d’espace que toutes les recherches menées jusqu’à présent, et ce, dans une gamme de fréquences bien plus large.
«Toutefois, élargir les recherches à de telles échelles n’augmente que peu, les chances de trouver quelque chose, et si aucun signal n’est capté, cela ne permettra pas de dire avec beaucoup plus de certitude, qu’il n’y a rien», déclare Claudio Grimaldi.
 
Un modèle statistique à la rescousse
Le modèle statistique proposé par ce chercheur a un grand avantage: il permet d’interpréter la détection, aussi bien que la non-détection d’un signal à différentes distances de la Terre. En utilisant le théorème de Bayes*, il offre une manière de calculer et de connaître les chances de pouvoir capter, dans un rayon donné autour de notre planète, un signal émis par une source d’une puissance au moins égale à celle du plus efficace de nos émetteurs radar.
Ainsi, par exemple, si aucun signal n’est perçu dans un cercle de 1000 années-lumière autour de la Terre, cela laisse encore plus de 10 % de possibilités que notre planète se trouve tout de même dans le champ de diffusion de centaines de signaux provenant de toute la galaxie, mais que ceux-ci soient si faibles qu’ils ne pourraient être captés que si nous avions des télescopes bien plus puissants. En revanche, si un seul signal est détecté dans ce même rayon, les chances montent à près de 100 %. Autrement dit, nous aurions alors la quasi-certitude que la Voie lactée regorge d’extraterrestres.
 
De 40 à 40’000 années-lumière
En tenant compte de différents paramètres, tels que la taille de la galaxie et la densité d’étoiles, le chercheur a pu estimer que ce n’est qu’à 40’000 années-lumière de la Terre que les chances deviennent minimes. Cela signifie qu’en absence de toute transmission extraterrestre à cette limite, on peut décemment en déduire qu’il n’existe aucune autre civilisation technologique détectable dans notre galaxie. Or, les recherches menées jusque-là, en utilisant les technologies disponibles, ont permis de sonder des zones comprises dans un cercle de «seulement» 40 années-lumière.
Il reste donc encore de la marge, ce d’autant plus que ces méthodes de recherche ne tiennent pas compte de toutes les planètes où la vie se serait développée – mais à un stade encore primordial –, ni de celles où des sociétés auraient atteint des stades complexes et avancés sans pour autant avoir pris un tournant technologique.
 
Bibliographie
Bayesian approach to SETI, Claudio Grimaldi, EPFL, Geoffrey W.Marcy, University of California, Berkeley, PNAS, 1er octobre 2018.
 
Claudio Grimaldi
Laboratoire de physique de la matière complexe, EPFL
claudio.grimaldi@epfl.ch
Tél. 021 693 34 46 / 078 784 62 97
 

* Le théorème de Bayes est utilisé en statistique pour mettre à jour ou actualiser les estimations d’une probabilité ou d’un paramètre quelconque, à partir des observations et des lois de probabilité de ces observations.


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