Peut-on adhérer au “principe anthropique fort” autrement qu’animé par la Foi?

L’Homme est-il la finalité de l’Univers ? Autrement dit, la vie intelligente, consciente d’elle-même, de son environnement et communicante, est-elle la raison d’être de l’Univers ? La question est celle du « principe anthropique fort ». Elle fut posée en des termes moins bruts que les miens1 par l’astrophysicien Brandon Carter en 1973, donc assez récemment, mais elle est sous-jacente dans la conscience collective depuis « toujours ». On n’est en effet pas loin d’une question plus ancienne : « L’Univers a-t-il un « sens », a-t-il été conçu par un Créateur pour que l’Homme y apparaisse et puisse saisir ce sens ? ». Les religions y répondaient et y répondent encore bien sûr positivement, les plus primitives en interdisant d’y réfléchir, d’autres en nous laissant notre libre arbitre pour au moins en discuter les « modalités ». La Science s’interroge en envisageant que la réponse soit fort probablement négative parce que le Créateur ne fait plus partie de ses hypothèses depuis qu’elle a pris son envol et acquis son autonomie absolue, et depuis que nous avons pris conscience à la fois que nous n’étions plus au centre de tout et du « silence des espaces infinis ». Je ne vais évidemment pas apporter ici LA réponse mais ma réflexion. Pour préciser le sujet, je prends comme point de départ ce qu’écrivait Christophe de Reyff 2 dans un de ses commentaires sur mon article du blog « exploration spatiale » consacré à « Noël et notre place dans le Cosmos » (21 décembre 2019) :

Citations :

« Comme l’a écrit Einstein, « le plus incompréhensible dans l’Univers, c’est qu’il soit compréhensible ». On peut traduire cela en disant aussi bien que l’Univers est un miracle que le fait de le comprendre est aussi un miracle. À mon avis, il n’y a pas besoin de « faire comme si ». Il y aurait une infinité de façons de réaliser un Univers, mais semble-t-il, une seule qui a permis la chimie, la vie, l’évolution et l’émergence de l’Humanité. On nomme cette vue le « principe anthropique ». Ce principe existe dans deux formulations, faible et forte. La version forte va un peu plus loin et dit que l’Univers est tel pour que nous puissions non seulement exister, mais aussi le penser et le comprendre (au sens d’Einstein, mais aussi au sens de Pascal). C’est une vision téléologique (non pas théologique !) qui implique l’idée d’une finalité à tout ce qui existe. J’écarte ainsi absolument la vision de science-fiction des « multi-univers » qu’on appelle « multivers » qui, par définition, n’est pas scientifique, car c’est un énoncé qui, par principe, n’est pas démontrable, testable, réfutable, ou falsifiable au sens de Popper. »

J’y ajoute une autre citation, apportée également par Christophe de Reyff et qui est de l’astrophysicien Leonard Susskind :

« Regarding recently discovered dark energy and its implication on the cosmological constant, the great mystery is not why there is dark energy. The great mystery is why there is so little of it [10^−122] … The fact that we are just on the knife edge of existence, [that] if dark energy were very much bigger, we wouldn’t be here, that’s the mystery.” A slightly larger quantity of dark energy, or a slightly larger value of the cosmological constant would have caused space to expand rapidly enough that galaxies would not form… »

Fin de citations

Comme l’évoque Christophe de Reyff, si certaines bases de l’Univers (les « constantes fondamentales » aux valeurs numériques encore et toujours inexpliquées) avaient eu des valeurs différentes pour des quantités extrêmement faibles (le « 10 puissance moins 122 » mentionné ci-dessus est en langage « développé » un nombre inimaginablement petit : 0, virgule, suivi de 121 zéro et enfin d’un 1 !), il n’y aurait pas eu d’Univers dans lequel la chimie organique basée sur le carbone, l’évolution prébiotique, la vie, son évolution et finalement notre existence même auraient été possibles (et dans lequel nous aurions pu nous interroger). Pour prendre un autre exemple, dans ses excellents mémoires (« Je n’aurai pas le temps », Seuil, 2008), Hubert Reeves évoque sur ce même sujet ce que disait Fred Hoyle à propos du carbone : « Si les propriétés des niveaux d’énergie du noyau de carbone n’avaient pas exactement les valeurs numériques qu’elles ont, le carbone serait pratiquement inexistant dans la nature ». Et, je précise, si telle avait été la situation, la vie dans sa complexité n’aurait pas été possible non plus puisque le carbone avec ses nombreuses liaisons chimiques possibles est au cœur de nos molécules d’êtres vivants.

Mais je voudrais aller plus loin.

Même si l’on constate que les conditions extrêmement fines pour l’Univers improbable dans lequel nous vivons ont bien été réunies, notre émergence en tant qu’espèce vivante et consciente dans ce contexte, a été, tout autant, tout à fait improbable. Autrement dit je vois deux phases (ou deux « tiroirs ») utiles à la discussion de la réponse à l’interrogation posée par le principe anthropique fort : celle des conditions physico-chimiques d’origine nécessaires et, ensuite, celle de l’évolution prébiotique puis biologique présupposant ces conditions.

Il faut bien voir que – après que les éléments chimiques dont nous sommes constitués sont apparus (hydrogène puis hélium primordiaux) et se sont enrichis (par nucléosynthèse dans le cœur des étoiles) dans toute la gamme des éléments qui existent aujourd’hui « dans la nature » (dont le carbone !), et ce dans le contexte des quatre grandes interactions fondamentales structurant l’Univers (gravité, électromagnétisme, interaction nucléaire forte et interaction nucléaire faible), et que donc l’Univers devienne potentiellement viable pour nous ou nos équivalents, êtres conscients, technologues, « faber » et communicants – il était pour autant impossible à l’origine d’en déduire un jour l’apparition de l’homme ou de son équivalent. Ce que je veux dire c’est que bien entendu nous sommes le fruit de ces constituants physico-chimiques de base qui nous ont rendu possibles mais que l’évolution aurait pu donner une multitude d’autres fruits sans que nous en fassions partie. Dans cette seconde phase, prébiotique puis biologique, la question s’est posée à de multiples reprises avant notre « avènement ». Autrement dit les bifurcations de l’évolution vers un Univers où nous aurions été absents, ont été multiples.

En préalable, nous n’avons pu apparaître qu’après que la nucléosynthèse stellaire ait produit dans notre futur environnement suffisamment de métallicité (éléments chimiques lourds) donc après un temps relativement long nécessaire à cette transformation. On peut constater que déjà à ce stade a joué un facteur temps résultant d’une multitude d’événements se succédant sur une très longue période (plus de 8 milliards d’années) : accrétion de gaz et de matière dans une multitude d’étoiles, puis fusion nucléaire au sein de ces étoiles, puis explosions et dispersions des éléments produits dans leur cœur, dans un contexte mobile, celui des galaxies et celui de l’expansion de l’Univers. A noter qu’on peut encore envisager, dans cette phase, un certain automatisme ou déroulement naturel depuis les « ingrédients » et interactions fondamentales et l’impulsion nécessaire donnée lors du Big-Bang.

Si l’on considère ensuite notre étoile, le Soleil, située dans un des bras de la zone habitable d’une galaxie banale, il a fallu qu’elle ne soit ni trop massive ni pas assez. Dans le premier cas elle aurait eu une vie moins longue et donc une période de stabilité insuffisante au long cheminement dont nous sommes l’aboutissement. Dans le second cas, sa zone d’habitabilité aurait été trop proche et aurait conduit la face de la planète où l’eau aurait pu être liquide à se trouver bloquée dans sa rotation par la force de marée et exposée dans cette proximité à des rayonnements intenses sans doute incompatibles avec la vie. A ce stade on arrive à une certaine différentiation des possibles et les particularités nécessaires pour conduire jusqu’à nous sont de plus en plus marquées quand on « rapproche l’image », comme on le lira par la suite. Je continue donc, pour mieux les voir.

Si l’on compare notre système solaire aux autres systèmes stellaires, on constate qu’il en est beaucoup qui n’ont pas de planète(s) de type terrestre dans leur zone habitable. Les raisons peuvent être diverses. Soit une planète de type Jupiter est « descendue » par accrétion progressive de toute matière environnante jusqu’à proximité de l’étoile. Soit la matière existant en deçà de la ligne de glace a été accrétée par une planète de masse terrestre manquant d’éléments légers, en particulier d’eau. Soit dans la même région, l’accrétion s’est poursuivie au-delà, jusqu’à 10 masses terrestres (« super-Terre »), retenant une atmosphère trop épaisse, générant une tectonique des plaques trop active, gardant une température de surface trop élevée et peut-être encore beaucoup trop sèche car n’ayant pas connu notre Grand-bombardement-tardif (qui n’a eu lieu que grâce aux errances de Jupiter et de Saturne, comme décrites par Alessandro Morbidelli). Nous avons eu juste la bonne masse pour une tectonique des plaques relativement douce sur une très longue période, pour une atmosphère relativement légère et laissant passer les rayons du Soleil (il fallait bien qu’il y eut photosynthèse !), et n’avons disposé de suffisamment d’eau que grâce au « Grand-Tack », le mouvement particulier mentionné ci-dessus du couple Jupiter-Saturne d’abord vers le Soleil puis ensuite vers l’extérieur du système solaire, ce qui a permis de nous faire hydrater par l’eau des astéroïdes venus d’au-delà de la ligne de glace après que notre planète ait été constituée, avec une croûte déjà formée. Ce phénomène déjà probablement très particulier pour les étoiles simples, a probablement été impossible dans les systèmes à étoiles doubles ou triples, bien plus nombreux.

Nous ne savons pas non plus si la Lune a été indispensable à l’émergence de la vie mais il est possible qu’elle l’ait été, vu l’importance de la stabilité ainsi forcée par elle de l’inclinaison de notre axe de rotation, favorisant une certaine stabilité climatique de la planète, et vu l’importance qu’a la force de marée qu’elle exerce sur la planète et sur nous pour toutes sortes de processus affectant la vie, à commencer par le maintien de la tectonique des plaques et peut-être l’entretien du champ magnétique global. Et l’on sait qu’il est rare qu’un satellite naturel unique et relativement aussi massif, accompagne une planète – il existe à la marge le cas de Pluton et de Charon mais Pluton est ce qu’on appelle désormais une « planète naine » – car notre Lune résulte d’un processus exceptionnel (d’autres rencontres planétaires en fin de période d’accrétion ont pu donner Mars sans satellites naturels notables, ou Saturne avec ses anneaux et nombreux satellites relativement petits par rapport à elle).

Ceci dit, une fois que le dispositif Soleil-Terre-Lune a été en place, l’évolution vers la vie intelligente de type homo-sapiens n’avait rien d’évident ni d’automatique à partir des molécules organiques spatiales complexifiées dans l’environnement de la Terre primitive. C’est une série aléatoire d’événements aux conséquences imprévisibles qui ont conduit jusqu’à nous à partir de ces molécules primitives. Notre existence découle nécessairement de ces constituants et de cet environnement d’origine mais son aboutissement à l’homme n’était rien moins que certain. Ce qu’on peut seulement dire c’est que ces événements ont eu lieu et que nous sommes ici (principe anthropique -très- faible) !

Le premier événement a été la constitution d’êtres unicellulaires (à partir de notre « dernier ancêtre universel », LUCA, mais dès l’origine sous les deux formes d’archée et de bactérie) que l’on peut qualifier de vivants parce qu’ils ont su puiser leur énergie et leur matière dans leur environnement afin de se reproduire presque à l’identique mais pas tout à fait, de telle sorte que leurs mutations ont pu permettre leur adaptation à l’environnement extérieur, donc leur survie et leur prolifération. On dit que les roches poreuses au-dessus des fissures à proximité des lignes de rupture des dorsales océaniques, ont été des lieux privilégiés pour la formation des premières cellules vivantes. Mais en disant cela, se rend on compte de la finesse de l’exigence ? Ce n’est pas précisément la ligne de rupture des dorsales et ses « fumeurs noirs » dont il s’agit (eau trop chaude, durée dans le temps trop courte) mais de lignes latérales avec leurs « fumeurs gris », moins chaudes et subsistant beaucoup plus longtemps. Et si cela s’est bien produit sur ces fissures, encore fallait-il que le différentiel entre le pH de l’eau de l’Océan (acide à cette époque primitive) et le pH des flux venant des profondeurs de la Terre (très basique), soit suffisamment important pour générer effectivement les échanges redox nécessaires à la vie au sein des alvéoles poreuses des roches de ces « fumeurs ». Par ailleurs l’assemblage du nécessaire biologique, de tout le nécessaire et rien que le nécessaire dans toute sa complexité (membrane, ARN…), n’a rien d’évident. On « ne passe pas comme cela » de quelques molécules organiques même complexes, à une cellule vivante. En laboratoire jusqu’à présent, personne n’y est parvenu. Sur quelle autre planète le phénomène a-t-il pu aussi se produire ?

Pour résumer : combien y a-t-il eu dans l’Univers d’autres planètes suffisamment hydratées comme la Terre l’a été grâce au Grand-Tack de Jupiter, dans une zone stellaire habitable qui grâce à un gros satellite comme la Lune, a pu permettre notre type de tectonique des plaques et une inclinaison stable de notre axe de rotation sur l’écliptique, sur une durée suffisante pour que s’élaborent ces premières formes de vie dans le fond d’un océan ?

Le même type de processus exceptionnel s’est répété avec la Grande-oxydation ou l’endosymbiose des bactéries et des archées pour donner les très improbables eucaryotes (nous n’avons retrouvé aucune trace de proto-eucaryotes), chimères capables de consommer ce poison que l’oxygène était à l’origine. Ensuite, vinrent les métazoaires. Après l’essai des gaboniontes (vers -2 Ga), il y eut le règne des édiacariens (vers -600 Ma), puis la faune de l’explosion cambrienne (à partir de -540 Ma) et après, de multiples rebondissements de la vie suivis d’extinctions, et juste avant les mammifères, les dinosaures. A chaque fois, il y eu la dominance de certaines formes de vie puis un changement environnemental radical (chute de la quantité d’oxygène dans l’air par exemple), ou une catastrophe (Chicxulub, pour prendre un seul exemple, bien connu) qui rebattaient les cartes du hasard avec les quelques espèces vivantes qui subsistaient. Alors quelles étaient les chances des mammifères, ancêtres d’homo-sapiens, sous le règne des dinosaures ? Quelles étaient les chances des dinosaures à l’époque des céphalopodes ? Quasiment aucune. Est-ce que les dinosaures auraient pu devenir intelligents et communicants comme les hommes s’ils n’avaient été éprouvés et finalement éliminés comme ils l’ont été par l’astéroïde de Chicxulub ? Nous n’en savons rien mais on peut penser que sans les accidents, voire les extinctions, ayant permis de passer d’un règne animal à l’autre et, en particulier, de ce dernier au règne des mammifères, nous ne serions pas là pour en parler. Et cependant plusieurs de ces accidents n’étaient absolument pas prévisibles (et non simplement « possibles ») au moment de l’évolution biologique où ils sont survenus.

Comment un événement qui s’est produit sur Terre, l’apparition de l’homme (ou d’autres animaux ayant atteint notre niveau de conscience et de capacités), aurait-il pu se reproduire ailleurs alors qu’il est le résultat de toutes une série d’accidents dans notre histoire planétaire spécifique ? Non, l’arrivée de l’homme n’était pas plus automatique que ne le sont les différents épisodes de l’histoire humaine qui depuis plusieurs centaines de milliers d’années ont conduit jusqu’à nous.

Pour réfléchir à la probabilité de la validité du principe anthropique fort, il faut donc bien dissocier d’une part, les conditions fondamentales, celles de la chimie et de la physique, et d’autre part, celle de l’histoire de l’évolution de la vie sur Terre. Il me semble assez évident par les exemples donnés ci-dessus que l’aboutissement de cette histoire à l’homme, n’était pas prévisible. Dire qu’elle a été « voulue » suppose que l’astéroïde de Chicxculub aurait été voulu et que le passage des primates à l’homme aurait été automatique ou que l’évolution d’autres animaux jusqu’à notre niveau aurait été possible), ce qu’il est quand même très difficile d’admettre.

Si on l’admet, malgré tout, c’est qu’on croit que nous sommes dans la main d’un Créateur qui décide absolument de tout et qui est intervenu lors de ces multiples et aléatoires bifurcations évoquées. Je laisse à chacun en juger et choisir. Certains feront comme Pascal, un pari, à vrai dire « le pari existentiel le plus osé », d’autres resteront dans la rationalité qui ne permet pas de trancher, simplement de s’émerveiller, de continuer à s’interroger, à étudier, à réfléchir. Autrement dit se prononcer positivement n’est pas une attitude scientifique mais une adhésion à un credo éclairée éventuellement par quelques lumières scientifiques. A mi-chemin, on pourrait considérer une version adoucie du principe anthropique fort reprenant la dissociation des deux phases présentées ci-dessus (mais elle n’est pas plus scientifique) : Le Créateur « satisfait de sa création » qu’est l’Univers, aurait pu se « réjouir » d’un résultat qu’il n’attendait pas de son évolution, même s’il l’espérait, à savoir l’Homme. En tout cas, comme le dit Christophe de Reyff, n’allons surtout pas chercher la « solution » dans des « multivers » invérifiables. Ce serait céder à la facilité consistant à donner à une question précise une réponse totalement diluée dans un autre questionnement supposant l’étude d’un infini pluriel dont nous n’avons aucune preuve. 

Notes :

1) Selon les termes de Brandon Carter :

« Ce que nous pouvons nous attendre à observer doit être compatible avec les conditions nécessaires à notre présence en tant qu’observateurs ». Il dit aussi : « j’ai forgé le principe anthropique en réaction à l’idée trop communément admise que l’Univers est partout identique, et que notre situation est tout à fait quelconque » (« réaction » que je partage tout à fait).

Selon les termes de l’article de Wikipedia sur le sujet : https://fr.wikipedia.org/wiki/Principe_anthropique :

« Les paramètres fondamentaux dont l’Univers dépend, sont-ils réglés [=ajustés précisément] pour que celui-ci permette la naissance et le développement d’observateurs en son sein à un certain stade de son développement ? »

2) Christophe de Reyff, Dr ès sciences, est retraité de l’OFEN (Office Fédéral de l’Energie) où il a été l’un des responsables pendant plus de 20 ans, de la recherche énergétique. Il a bien voulu me faire quelques remarques, que j’ai prises en compte, sur mon projet. 

Je recommande les lectures suivantes :

Nick Lane: “The vital question”, Profile Books, 2015;

Peter Ward & Joe Kirschvink: “A new history of life”, Bloomsbury Press, 2015;

André Maeder : « L’unique Terre habitée ? », Favre, 2012 ;

Jean-Pierre Bibring : « Mars planète bleue ? », Odile Jacob, 2009.

Illustration de titre : l’homme sous la Voie-lactée, crédit : Greg Rakozy.

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Index L’appel de Mars 20 04 21