CONNAISSANCE DU COSMOS #4 : PRINCIPE ANTHROPIQUE & PRINCIPE DE MÉDIOCRITÉ

Voyages dans l'espace-temps

HYPOTHÈSE DE LA TERRE RARE OU PRINCIPE ANTHROPIQUE

En astronomie planétaire et en astrobiologie, l’hypothèse de la Terre rare soutient que l’émergence d’une vie multicellulaire sur Terre a exigé une combinaison improbable d’événements et de circonstances astrophysiques et géologiques.

L’exemple de la Terre suggère que la vie complexe exige la présence d’eau à l’état liquide, par conséquent, la planète doit être située à une distance appropriée de son étoile. C’est ce que l’on appelle la zone habitable, qui forme un anneau autour de l’étoile centrale (zone habitable du Soleil : entre 0.95 et 1.15 unité astronomique ; 1 UA = 150 millions de km). La zone habitable varie avec le type et l’âge de l’étoile centrale ; elle est étroitement liée à l’effet de serre (CO2, H2O). Les gaz à effet de serre augmentent la température moyenne d’une planète.

Selon l’hypothèse de la Terre rare, un système planétaire capable d’abriter la vie complexe, doit être structuré plus ou moins comme le Système solaire (ceci ne reste qu’une hypothèse), avec les petites planètes rocheuses à l’intérieur et les planètes joviennes à l’extérieur (remise en question de cette ligne argumentaire car découverte d’une géante gazeuse à 1 UA de son étoile, donc en zone habitable).

Une géante gazeuse ne doit pas être trop proche d’un corps sur lequel se développe la vie, sauf si ce corps est une de ses lunes, car la position trop rapprochée d’une géante gazeuse pourrait perturber l’orbite d’une planète porteuse de la vie.

Selon l’astronome Michael Meyer (Université de l’Arizona), les petites planètes telle que la Terre peuvent être courantes : « Nos observations suggèrent qu’entre 20% et 60% des étoiles similaires au Soleil présentent des signes de formation de planètes rocheuses, signes peu différents des processus dont nous pensons qu’ils ont conduit à l’apparition de la planète Terre […]».

Dans l’hypothèse de la Terre rare, les planètes, les systèmes planétaires et les régions galactiques, où la vie complexe s’est développée favorablement, sont probablement très rares.

Le Principe anthropique propose de supposer que certains paramètres physiques sont ajustés de manière exceptionnelle, du moment que cette particularité est nécessaire à l’existence d’observateurs, donc à l’existence d’une vie intelligente.

L’hypothèse de la Terre rare s’oppose au Principe de médiocrité, principe soutenu par Carl Sagan et Frank Drake (Cf. SETI et Equation de Drake).

PRINCIPE DE MÉDIOCRITÉ

C’est un principe cosmologique et philosophique, selon lequel la situation de la Terre et de ses habitants est « médiocre » (non péjoratif, dans le sens de « moyen ») au sein de l’Univers. Selon ce principe, le Soleil serait une étoile banale, située en un lieu quelconque de la Voie lactée, laquelle serait également quelconque par rapport aux milliards de galaxies recensées.

Le Principe de médiocrité conclut que la Terre est une planète rocheuse typique, dans un système planétaire exceptionnel d’une galaxie spirale barrée courante. Grâce à ce principe, il est facile d’imaginer qu’il est probable que l’Univers fourmille de vies complexes multiples et variées.

Avant cela, Galilée et Nicolas Copernic avaient déjà développé la Théorie de l’héliocentrisme, théorie qui place le Soleil au centre de l’Univers. D’après des variantes plus modernes, le Soleil n’est plus au centre de l’Univers mais un point relatif autour duquel s’organise le Système solaire.

PRINCIPE DE COPERNIC

Le Principe de Copernic postule qu’il n’existe pas de point de vue privilégié dans l’Univers. Ce principe n’a pas vraiment de visée philosophique, mais il sert principalement à établir des modèles plus larges de l’Univers. Selon le Principe de Copernic, la Terre n’est pas un point d’observation privilégié, par conséquent, les observations faites depuis la Terre ne doivent pas être des cas particuliers.

Principes liés et antagonistes

• Le Principe cosmologique postule que l’Univers est globalement homogène et isotrope (qui présente les mêmes propriétés dans toutes les directions).
• Le Principe de médiocrité postule que le système solaire est un système banal dans l’Univers.
• Le Principe anthropique postule que ces paramètres  sont ce qu’ils sont parce que sans cela l’existence d’observateurs (de vie intelligente) serait impossible.

THÉORIE DES MONDES MULTIPLES

Autres appellations :

• Théorie d’Everett
• Théorie des états relatifs
• Théorie des mondes multiples (many-worlds)
• Théorie des observateurs multiples (many-minds)

La Théorie d’Everett est une interprétation de la mécanique quantique, qui permet de visualiser le problème de la mesure quantique.

Argumentation de la théorie d’Everett

• Les lois quantiques sont universelles. Tous les systèmes physiques, microscopiques ou macroscopiques obéissent aux mêmes lois. La réunion de deux systèmes quantiques est toujours un système quantique et un système est toujours quantique, aussi grand soit-il.
• Les appareils de mesure sont des systèmes quantiques et leur dynamique est décrite par l’Equation de Schrödinger. Cette dernière est une équation fondamentale en mécanique quantique qui décrit l’évolution dans le temps d’une particule massive non relativiste.
• Lorsque le système observé n’est pas un état propre de la mesure, l’Equation de Schrödinger prédit que le système complet est dans une superposition de résultats de mesure. Mais l’observateur humain n’observe qu’un seul résultat de mesure et non une superposition.