Paradoxe de Fermi : une solution élégante

Une nouvelle approche pour expliquer le paradoxe de Fermi a été établie par I.Bezsudnov et A.Snarskii. Le paradoxe de Fermi consiste en une contradiction apparente entre la probabilité importante d’existence de civilisations extraterrestres et l’absence de contact de la part de ces civilisations.  L’approche ici consiste à modéliser les civilisations et leur évolution par l’utilisation d’un nouveau type d’automate cellulaire qui permet d’analyser le paradoxe de Fermi. Les auteurs introduisent un modèle basé sur le principe de stimulation (Bonus Stimulation model BS-model) pour le développement des civilisations dans l’univers. Quand les civilisations rentrent en contact, elles stimulent leur développement respectif  provoquant ainsi un allongement de leur durée de vie.  La rencontre avec des civilisations génèrent de nouveaux objets et sujets de connaissance qui nécessite d’utiliser l’intelligence. Les civilisations naissent avec une probabilité n et ont une durée de vie initiale (temps d’expansion) de T0  avant de décliner et de mourir. Le contact avec des civilisations en développement accroit la durée de vie de chacune d’un bonus temporel Tb.  L’effet est cumulatif et proportionnel aux nombres de civilisations en contact.

Nouvelle approche du paradoxe de Fermi

Dans la modélisation, une civilisation est un ensemble de cellules unis par leur histoire, le comportement ne dépend pas seulement des conditions de l’occurrence précédente, mais aussi des évènements qui se produisirent beaucoup plus tôt dans l’univers, commençant avec les naissances des plus vieilles civilisations existant encore dans l’univers. Dans ce BS-Model la profondeur historique n’est pas constante. Dans ce modèle une civilisation est un carré de cellule de l’univers. Le centre du carré correspond au lieu de naissance de la civilisation. Les règles suivantes sont appliquées :

1 La naissance de la civilisation. Une nouvelle civilisation peut naître dans une cellule libre de l’univers, non occupée par une autre civilisation. La probabilité de naissance est n, la taille d’une simple cellule.

2 La croissance et la mort de la civilisation. A chaque itération, chaque civilisation change sa taille avec une nouvelle couche de cellules à chacun de ses côtés. Si une civilisation existe depuis moins de T0, sa taille croit, sinon elle décroit. Quand la taille atteint zéro, alors la civilisation (et sa culture extraterrestre) disparaît sans donner signe de vie.

La durée initiale d’expansion T0 est la même pour toute les civilisations.

3 Agrégation de civilisations. Si durant la croissance, une civilisation rencontre une autre, elle forme un ensemble et la durée de vie (d’expansion) est accrue d’un bonus temporel Tb. Si la civilisation rejoint un ensemble déjà existant, le bonus est attribué à toutes les civilisations du cluster.

Le modèle  BS-model de développement des civilisations dans l’univers est gouverné par 3 paramètres : La durée de vie initiale (durée d’expansion), la probabilité de naissance de la civilisation n, le bonus temporel Tb.

Le but de la simulation numérique était de trouver les ensembles de paramètres  {T0, Tb, n} pour lesquels il y a une transition similaire à une transition de phase,  d’un univers avec un volume occupé par les civilisations V0 très petit par rapport au volume total de l’univers V (V0<<V) à un « univers civilisé » où les civilisations occupent l’entièreté  du volume V0.

La taille de l’automate cellulaire utilisé pour la simulation était de 10000 * 10000 cellules, modélisant le temps en 320 000 pas. Les limites supérieure et inférieure pour le durée de vie et du bonus étaient de 4  à 20 (NB : soit  4000 ans à 20000 ans si le pas vaut 1000 ans par exemple) et la probabilité d’apparition de 3.10-8  et 3.10-5.

Résultats :

Cas où Tb=0

En première approximation, le volume occupé par les civilisations dans l’univers V est directement proportionnel à la probabilité de naissance des civilisations n et au cube de la durée de vie initiale T0.

Dans ce cas, la quantité de contacts apparait insignifiante et chaque civilisation dans un pareil univers vivra comme nous le faisons maintenant. Il est impossible d’affirmer « non, les extraterrestres sont un mythe », mais il est impossible de prouver qu’ils existent, comme le contact est très improbable.

Cas ou Tb >0

Le paradoxe de Fermi peut-être résolu de façon positive. Oui, ils existent mais il est nécessaire d’attendre.

Pour les valeurs de Tb faibles, le comportement de l’univers est peu différence de la situation où il n’y a pas de bonus temporel.

Cependant, à quelques valeurs de seuil de Tb, la durée de vie des civilisations augmentée grâce à leur association consécutive devient si importante qu’il permet à celles-ci de se développer suffisamment pour être capable de former un immense cluster remplissant pratiquement tout l’univers.

 

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