La forêt qui tantôt se tait, tantôt chante : la dynamique de l'équation de Drake ✛ ✎ ✦

Original: "Dynamical generalizations of the Drake equation: the linear and non-linear theories"
· A. D. Panov
arXiv:1805.09058 · 2018-05-23 · arXiv non-exclusive · analyse indépendante · 3 min
L'équation de Drake ne donne qu'un instantané, mais un nouveau modèle montre comment la population de civilisations dans la Galaxie a augmenté, diminué et a pu se bloquer dans deux états différents.

La Galaxie est une forêt où les oiseaux ne commencent pas à chanter immédiatement. D'abord, les arbres doivent pousser — les étoiles, autour desquelles des planètes apparaîtront avec le temps. L'équation de Drake compte combien d'oiseaux pourraient chanter dans cette forêt en ce moment, mais suppose implicitement que leur nombre ne change pas : ce qu'il y a, c'est ce qu'il y a toujours eu. Un nouveau travail lève cette limitation et montre comment le chœur des civilisations a grandi, s'est tu, et a pu se bloquer dans des états étranges.

Le modèle linéaire, c'est comme si chaque oiseau apprenait à chanter indépendamment des autres. Le pic de chant suit la récolte de baies : il y a environ 5 milliards d'années, la Galaxie a vu naître le plus d'étoiles, et environ 5 milliards d'années plus tard — le temps nécessaire au développement d'une vie intelligente — le nombre de civilisations a atteint son sommet. Aujourd'hui, 12 milliards d'années après la naissance du disque, nous sommes encore proches de ce maximum.

Mais les oiseaux ne chantent pas en solitaire. En entendant le chant d'un autre, ils chantent plus fort et plus longtemps, et leurs voix portent plus loin. Dans le modèle non linéaire, les contacts entre civilisations augmentent à la fois la durée de leur « phase communicative » et le rayon de communication. Une rétroaction positive apparaît : plus les civilisations communiquent, plus elles deviennent nombreuses et plus elles se cherchent activement.

Le résultat clé est la bistabilité. Pour un même taux de naissance de civilisations, la forêt peut se trouver dans deux états stables. Dans l'« ère de silence », il y a moins de 2000 civilisations, et les contacts sont rares — comme une forêt où seuls quelques solistes chantent. Dans l'« ère de saturation », elles sont d'un ordre de grandeur plus nombreuses, et chacune a en moyenne 10 partenaires — comme une forêt remplie d'un chœur polyphonique. La transition du silence au chant se produit de manière avalancheuse lorsque le taux de naissance dépasse environ 1.35 civilisation par an. En revanche, la transition inverse — du chœur au silence — ne se produit que pour un taux nettement inférieur : la forêt ne se tait qu'à contrecœur. Ce phénomène s'appelle l'hystérésis.

Auparavant, l'équation de Drake ne donnait qu'une estimation statique, ignorant l'histoire de la Galaxie et les interactions entre civilisations. Désormais, un modèle dynamique a été construit, qui montre que la population de civilisations a pu connaître des vagues et des transitions de phase. La Galaxie actuelle pourrait se trouver dans l'une des deux phases stables, ce qui influence directement la stratégie de recherche d'intelligence extraterrestre.

Si nous sommes dans l'« ère de silence », l'absence de signaux ne témoigne pas de la rareté de la vie — c'est simplement que la forêt ne s'est pas encore réveillée. Peut-être écoutons-nous au mauvais moment ou au mauvais endroit. L'approche dynamique suggère qu'au lieu de chercher un nombre d'équilibre de civilisations, il faut tenir compte de la phase dans laquelle se trouve la Galaxie et orienter les observations en conséquence. La forêt peut se taire non pas parce qu'elle est vide d'oiseaux, mais parce qu'ils n'ont pas encore commencé à chanter en chœur.

Dans le modèle non linéaire, le taux critique d'émergence des civilisations, auquel se produit la transition de phase, est d'environ 1.35 civilisations par an — cela signifie que si au moins quelques civilisations communicatives apparaissent chaque année dans la Galaxie, après un certain temps, toute la Galaxie pourrait se trouver dans un état de saturation des contacts.

L'idée de bistabilité de la population galactique fait écho au concept du « Grand Silence » du roman de Liu Cixin, « Le Problème à trois corps » : les civilisations peuvent se cacher parce que les contacts actifs sont dangereux, et la Galaxie peut se trouver dans un état où tout le monde se tait, alors que la vie intelligente est largement répandue.

Scientifiques
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Notions
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