Hypothèse de la Terre rare - Définition

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- Introduction - Les zones galactiques habitables - Un système planétaire - Une étoile centrale avec le caractère adéquat - Une grosse lune - Dimension planétaire - Équation de la Terre rare - Une tectonique des plaques - Critiques - Partisans - Physique et cosmologie

Équation de la Terre rare

L'exposé suivant est adapté de Cramer. L'équation de la Terre rare constitue la riposte de Ward et Brownlee à celle de Drake. Elle permet le calcul de $N$ , le nombre de planètes similaires à la Terre dans la Voie lactée ayant des formes de vies complexes comme :

où :

N* est le nombre d'étoiles dans la Voie lactée. L'estimation de ce nombre n'est pas très bonne parce que l'estimation de la masse de la Voie lactée n'est elle-même pas parfaite. De plus, il existe trop peu d'informations sur le nombre des très petites étoiles. N est au minimum égal à 100 milliards, et peut-être aussi important que 500 milliards, s'il existe beaucoup d'étoiles peu visibles.
$n e$ est le nombre moyen de planètes dans la zone habitable d'une étoile. Cette zone est plutôt étroite, du fait qu'elle est contrainte par les exigences que la température moyenne de la planète soit compatible avec de l'eau présente sous forme liquide toute la durée nécessaire pour que la vie complexe puisse évoluer. Aussi $n e$ = 1 constitue vraisemblablement une limite supérieure. Nous supposons que $N^* \cdot n_e = 5\cdot10^{11}$ . L'hypothèse de la Terre rare peut être vue comme l'assertion que le produit des neuf autres facteurs de l'équation de la Terre rare listés ci-dessous, qui sont tous des fractions, n'est pas supérieur à 10 ⁻¹⁰ et plausiblement aussi petit que 10⁻¹². Dans ce dernier cas, $N$ pourrait être aussi petit que 0 ou 1. Ward et Brownlee ne calculent pas réellement la valeur de $N$ , parce que les valeurs numériques d'un grand nombre des facteurs ci-dessous ne peuvent que faire l'objet de conjectures. Elles ne peuvent être estimées simplement parce que nous ne disposons que d'une seule référence : la Terre, une planète rocheuse qui orbite autour d'une étoile G2 dans la banlieue tranquille d'une grande galaxie spirale barrée, foyer de la seule espèce intelligente que nous connaissions, précisément nous-même ;
$f g$ est la fraction des étoiles de la galaxie situées dans la zone habitable. Ward, Brownlee, et Gonzalez estiment ce facteur à 0.1) ;
$f p$ est la fraction d'étoiles de la Voie lactée avec des planètes ;
$f p m$ est la fraction de ces planètes qui sont rocheuses («métalliques») plutôt que gazeuses ;
$f i$ représente la fraction des planètes habitables ou la vie microbienne est apparue. Ward et Brownlee ne croient pas vraisemblable que cette fraction soit petite ;
$f c$ représente la fraction de planètes où la vie complexe a évolué. Pour 80 % des cas où une vie microbienne est apparue, sur la Terre, il n'y a eu que de la vie bactérienne. Ainsi, Ward et Brownlee soutiennent que cette fraction doit être très petite ;
$f l$ est la fraction de la durée de vie totale de la planète durant laquelle est présente la vie complexe. La vie complexe ne peut durer indéfiniment, parce que s'accroît l'énergie dépensée par le type d'étoile lui permettant d'émerger, et l'étoile centrale devient finalement une géante rouge qui absorbe les planètes située dans la zone habitable. Aussi, avec suffisamment de temps, une extinction catastrophique de toute vie complexe devient encore plus vraisemblable ;
$f m$ est la fraction des planètes habitables avec une grosse lune. Si l'hypothèse de l'impact géant à l'origine de la Lune est correcte cette fraction est petite ;
$f j$ est la fraction des systèmes planétaires avec de grosses planètes joviennes. Cette fraction peut être élevée ;
$f m e$ représente la fraction des planètes avec suffisamment peu d'évènements d'extinction. Ward et Brownlee soutiennent que le petit nombre de tels évènements qu'a supporté la Terre depuis l'explosion cambrienne peut être inhabituel, auquel cas cette fraction serait faible.

L'équation de la Terre rare, au contraire de celle de Drake, ne factorise pas la probabilité que la vie complexe évolue en vie intelligente qui découvre la technologie (rappellons-nous que Ward et Brownlee ne sont pas des biologistes évolutionistes). Barrow et Tipler observent le consensus parmi ces biologistes que le chemin de l'évolution depuis le chordés cambrien primitifs (par exemple Pikaia) jusqu'à l'homo sapiens était un événement hautement improbable. Par exemple, le gros cerveau des humains est la marque des désavantages adaptatifs, puisqu'ils réclament un coûteux métabolisme, une longue période de gestation, et une durée de jeunesse de plus de 25 % de la durée moyenne totale de la vie. D'autres traits improbables chez les humains comportent :