L'équation de Frank Donald Drake

Frank Donald Drake (docteur) (1930)

Drake naît le 28 mai 1930 à Chicago. Toujours intéressé par la science, il passe des heures avec ses amis à mener des expériences avec des moteurs, des radios, et du matériel de chimie. A mesure qu'augmente sa compréhension de l'astronomie et de la véritable taille de l'univers, Drake commence à se poser la question de l'existence d'autres planètes et de la vie sur celles-ci. L'idée lui semble raisonnable. Cependant, de par les convictions religieuses de ses parents et de ses professeurs, il n'est jamais à l'aise pour évoquer le sujet de la vie extraterrestre.

Après le collège Drake entre à Cornell pour étudier l'électronique. C'est là qu'il se passionne vraiment pour l'astronomie et finit par trouver quelqu'un d'autre qui examine la possibilité de la vie sur d'autres planètes. En 1951, il assiste à une conférence de Otto Struve, à la fin de laquelle ce dernier qu'il y a des indices probants que des systèmes planétaires se soient formés autour de la moitié des étoiles de la galaxie. Struve en vient à considérer que la vie peut certainement exister sur d'autres planètes. Drake, enfin, à trouvé quelqu'un qui partage ses idées : En l'espace de quelques moments dans une salle de conférence, Struve avait élevé le nombre de planètes dans la Galaxie que nous connaissons à plus de 99 milliards environ.

Après le lycée il passe 3 ans dans la Marine pour rembourser ses études. Grâce à son diplôme d'électronique il finit comme officier en électronique sur l'USS Albany où il acquiert une expérience incompable de l'utilisation et la réparation des derniers équipements électroniques de pointe.

Drake à Green Bank en 1960  

Après son passage à la Marine, Drake entre à Harvard pour étudier l'astronomie optique. Cependant, la seule place disponible cet été-là est en radio-astronomie. Drake y est finalement particulièrement adapté car capable de réparer et adapter les équipements nécessaires. Il y reste jusqu'en 1958, où il obtient sa licence. Cette année-là il trouve une place au NRAO, où 2 ans plus tard, de avril à juillet 1960, il mène son projet OZMA, la première recherche de signal extraterrestre.

http://www.rr0.org/DrakeFrankD.html

L’ équation de Drake

Pour trouver une estimation raisonnable du nombre de civilisations intelligentes dans notre galaxie, l’astronome américain Frank Drake, né le 28 mai 1930 à Chicago, a mis au point une équation comportant de nombreuses inconnues sur lesquelles les chercheurs débattent encore aujourd’hui. L’histoire de cette équation extraordinaire commence en 1959 lorsque deux physiciens publièrent un article dans la prestigieuse revue scientifique britannique Nature. Cet article, intitulé « Searching for Interstellar Communications », exposait l’idée audacieuse que des radiotélescopes suffisamment sensibles pouvaient sûrement être en mesure de capter des signaux radio en provenance d’éventuelles civilisations intelligentes situées dans de lointains systèmes stellaires. Les deux physiciens suggéraient que ces messages venus des profondeurs du cosmos pourraient être émis sur la longueur d’onde bien spécifique de 21 centimètres (1400 mégahertz). Cette longueur d’onde de 21 centimètres n’avait pas été choisie au hasard, elle caractérise, en effet, l’émission de l’hydrogène neutre qui est l’élément le plus répandu dans l’Univers. Dans le cadre de ces idées novatrices en matière de communication entre civilisations éloignées, il semblait logique de penser que ces civilisations utilisaient ce point (appelé aussi “le point d’eau”- voir le livre d’Emmanuel Davoust ) de repère universel du spectre radio. Décidé à vérifier l’exactitude de l’hypothèse des deux physiciens, le radioastronome Frank Drake devint, en 1960, le premier scientifique à effectuer une recherche systématique de signaux intelligents en provenance d’autres systèmes stellaires. 

Utilisant le radiotélescope de 26 mètres de diamètre de l’Observatoire National de Radioastronomie de Green Banks, Drake écouta deux étoiles proches similaires au Soleil : Epsilon Eridani et Tau Ceti. Située à 10.5 années-lumière du Soleil dans la constellation de l’Eridan, de Type K2 et de magnitude apparente de 3.7, Epsilon Eridani est une étoile naine de couleur orangée. Le satellite IRAS a détecté de grandes quantités de poussières autour de cette étoile, ce qui semble être l’indice qu’il existe un système planétaire en formation. Plus récemment (août 2000), une planète de la taille de Jupiter a été détectée à une distance de 3.2 UA (480 millions km) de l'étoile. Rappelons que l’UA, ou Unité Astronomique, correspond à la distance qui sépare la Terre du Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres. ( à droite : Frank Drake )

Située dans la constellation de La Baleine (Cet), à 11,9 années-lumière du Soleil, de magnitude apparente 3,49, Tau Ceti est la vingtième étoile la plus proche. Elle est aussi terriblement attrayante puisque, malgré un éclat absolu de moitié inférieur à celui du Soleil, elle partage avec notre étoile de nombreuses caractéristiques. Avec l’écoute de ces deux étoiles proches était né le projet Ozma (d’après le personnage principal du livre Ozma of Oz, de L. Frank Baum’s). Comme il fallait s’y attendre, le Projet Ozma ne fournira aucun indice d’une présence étrangère dans ces deux systèmes stellaires, mais il marque le début de la passionnante aventure de la recherche de civilisations extraterrestres dans notre Galaxie. Après l’expérience infructueuse d’Ozma, Drake organisa une réunion avec un groupe de scientifiques de haut niveau pour débattre des perspectives et des inconnues propres à la recherche d’une forme de vie extraterrestre intelligente. En novembre 1961, un petit groupe de passionnés composé de radio-techniciens, d’astronomes et de biologistes, se réunirent pendant deux jours à Green Banks.

Curieusement, Drake n’a jamais admis la réalité des ovnis et encore moins l’idée qu’ils pourraient être des vaisseaux spatiaux fabriqués par ces civilisations évoluées avec lesquelles il cherche justement à communiquer. Malgré tout, nous reconnaissons que l’équation de Drake est d’une certaine façon fascinante. En cassant une grande inconnue (N) en une série d’inconnues plus petites, cette formule mathématique a donné à la recherche de signaux radio extraterrestres une base scientifique sérieuse.

Introduction

La recherche de formes de vies extraterrestres est devenu un sujet d’actualité autant pour les scientifiques que pour les hommes du monde entier.

En 1960, le physicien Francis Drake, proposa une équation mathématique visant à évaluer, plutôt que calculer, le nombre de civilisations intelligentes et en mesure de communiquer, dans une Galaxie donnée. Cette équation est en relation directe avec le paradoxe de Fermi, qui tente de comprendre pourquoi, au vu de la relative jeunesse de notre étoile, le Soleil comparé à d’autres existant dans l’Univers, nous n’avons toujours pas eu de contact avec des civilisations extraterrestres.

Le but de l'équation.

 Cette équation est destinée à donner une idée des chances de succès du projet SETI. Elle permet en effet de déterminer le nombre de civilisations intelligentes et en mesure de communiquer se trouvant dans notre Galaxie.

Elle permet notamment d'aider les personnes présentes à la conférence de 1961 à déterminer les questions fondamentales auxquelles il convient de donner des réponses quant au succès de SETI. Il s'agit en grande partie d'idées déjà abordées par Cocconi et Morrison en 1958.

L'équation de Drake est telle que :

N = R* x fp x ne x fl x fi x fc x L

Les termes de l'équation.

N représente le nombre de civilisations "observables", intelligentes, et en mesure de communiquer, présente dans la Galaxie, à savoir, pour nous, la Voie Lactée.

R* représente le nombre d'étoiles naissant chaque année dans la Galaxie.
Il s'agit du terme le moins discuté.

fp est la fraction de ces étoiles possédant un système solaire, soit des planètes gravitant autour d'elles.

ne est le nombre moyen de ces planètes potentiellement aptes à abriter des formes de vies, donc similaires à la Terre.

Ce terme dépend principalement de nos connaissances des étoiles et des zones propices à la vie, il n'est donc pas évident de le déterminer.

fl est la fraction de ces planètes ayant pu développer une forme de vie.

Nous n'avons à ce jour qu'un seul exemple de planète où les conditions pour que la vie puisse se développer ont été réunies. Il est cependant probable que Mars ait développé une forme de vie primitive des milliards d'années auparavant .

fi est la fraction de ces planètes ayant pu développer une forme de vie intelligente.

fc est la fraction de ces formes de ces planètes capables de communiquer.

Soit le nombre d'espèces intelligentes qui developperont une technologie les rendant à même d'en contacter d'autres.

L est la durée de vie moyenne d'une civilisation.

Les différents résultats.

Les valeurs utilisées par Drake en 1961 sont :

R* = 10/an
fp = 0.5
ne = 2
fl = 1
fi = fc = 0.01
L = 50 années
On obtient alors :

N = 10 * 0.5 * 2 * 1 * 0.01 * 0.01 * 50 = 0.05

Les scientifiques, de nos jours, sont souvent en désaccord sur les valeurs possibles des paramètres de l'équation.

On peut obtenir des valeurs de N supérieures en acceptant que 10% des civilisations seront un jour capable de communiquer, que leur durée de vie sera de 100 000 ans, ce qui représente une très courte durée comparée à celle de leur système planétaire.

R* = 20/an
fp = 0.1
ne = 0.5
fl = 1
fi = 0.5
fc = 0.1
L = 100 000 années

N = 20 * 0.1 * 0.5 * 1 * 0,5 * 0.1 * 100 000 = 5000

Avec des raisonnements différents, on peut aussi obtenir des résultats particulièrement intéressants.

Si l’on considère par exemple que :

R* = 20/an
fp = 0.5 car environ la moitié des étoiles forment un système planétaire
ne = 1 car dans notre système, nous n’avons comme exemple que la Terre
fl = 0.2 ce qui représente une planète sur 5
fi = 1 sachant que la sélection naturelle tend vers une complexification de la vie et implique que les espèces douées de la plus grande faculté d’adaptation survivront
fc = 0.5 valeur choisie arbitrairement, sachant que jusqu’à présent, l’Homme ait été le seul à mettre en place une technologie de communication

On obtient alors :

N = 20 * 0,5 * 1 * 0,2 * 1 * 0,5 * L

Soit N=L.

En ces termes, le nombre de civilisations extraterrestres est égal au nombre d’années durant lesquelles une civilisation peut survivre.

Conclusion

En appliquant à chacun de ses termes différents raisonements, donc différentes valeurs, on peut obtenir au pire des valeurs de N  allant de 1 à 10^9 (un milliard) civilisations extraterrestres, et cela seulement pour la Voie Lactée. Notre seule présence réfute toute valeur de N inférieure à 1, voire nulle.

Plusieurs variables ont été mieux comprises, donc évaluées avec plus de précision, au cours du temps, mais beaucoup demeurent approximatives. Jusqu'ici, cette énigme n'a toujours pas été résolue avec certitude. L'équation de Drake permet néanmoins de diviser une grande inconnue en une série de plus petites, ce qui permet de mieux se focaliser sur chacun des facteurs.L'équation de Drake n'est donc pas une loi, ni même précisément une théorie, mais plutôt une piste de réflexions.

http://www.supinfo-projects.com/fr/2005/equation_drake/conclusion/

source: http://ovniinvestigation.free.fr/LES%20DOSSIERS.htm