L’origine
L’intuition que d’autres intelligences habitent le Cosmos est ancienne. Dans les temps modernes, Giordano Bruno, brûlé sur le bucher par l’Eglise catholique en 1600 pour en avoir proclamé sa conviction, en est peut-être l’expression la plus forte et la plus tragique. Mais longtemps on y a crû sans chercher à communiquer avec elles puisque c’était « hors de l’entendement ». Les rêveurs ont commencé à en envisager la possibilité quand Constantin Tsiolkovski a élaboré sa théorie des fusées à la charnière des XIXème et XXème siècles. Mais on était encore loin de mettre en place une organisation pour recueillir des signaux car on n’avait aucune idée de ce qu’ils pourraient être. La découverte, accidentelle, que les astres émettent des ondes radio ne date que de Karl Jansky en 1933 et personne n’a rien fait de ces « ondes cosmiques » jusqu’après la guerre et plus précisément le début des années 1950.
Pour SETI (« Search for Extra-Terrestrial Intelligence »), « tout » a commencé en 1959 par un article paru dans la revue scientifique Nature, dont les auteurs étaient Giuseppe Cocconi et Philip Morrison (Université de Cornell), « Searching for Interstellar Communications ». Cet article intervenait aux Etats-Unis dans un contexte particulier qui était celui des OVNI, les Américains étant traumatisés par la guerre froide, passionnés par le développement de la science-fiction (le film « La Guerre des mondes » d’après HG Wells date de 1953), et la radioastronomie mondiale étant entrée dans une phase de fort développement après une période de « gestation ». La réalisation des premiers grands radiotélescopes date de ces années : Arecibo (terminé en 1963), Green Bank (1958/59), Parkes (opérationnel en 1961), Jodrell Bank (opérationnel en 1957).
Résumant le problème qui était dans l’air du temps, l’interrogation d’Enrico Fermi, « Where are they ? » remonte à 1950 et l’équation de Frank Drake, à 1961. Il y avait, à l’époque, peu de doute (pour ne pas aller jusqu’à dire « aucun ») sur le fait qu’« ils » existassent, le seul problème était comment établir un contact.
Dans ce contexte psychologique, à défaut de pouvoir les rencontrer lorsqu’ils nous visitaient, puisqu’ils semblaient nous éviter, il paraissait logique de chercher à capter une manifestation de leur vie à sa source même, donc provenant de leur propre monde. Mais l’Univers est vaste. Il fallait donc réfléchir et s’organiser pour avoir le maximum de chances de réussir.
Les modalités du contact
Les télescopes exploitant la lumière visible n’étant pas assez puissants pour nous permettre de voir les planètes hors du système solaire, on se tourna vers les émissions-radio cosmiques, nouvellement découvertes, qui semblaient les seules susceptibles de transmettre beaucoup plus loin une information précise et chargée de sens ou, dans un premier temps, structurées de telle sorte qu’elles apparaissent artificielles. Il fallait ensuite que l’émission puisse arriver jusqu’au sol de la planète (la nôtre et la leur) en supposant que la leur avait a priori, comme la nôtre, une atmosphère qui faisait écran à une bonne partie du spectre électromagnétique. Il fallait ensuite envisager une bande de fréquences qui soient relativement faciles à émettre avec le minimum d’énergie, et qui soient susceptibles d’un maximum de cohésion sur les longues distances. Il fallait ensuite que la puissance de l’émission soit suffisamment forte pour être perçue ou les instruments suffisamment sensibles pour l’identifier.
Cela impliquait d’abord une distance qui ne fut pas trop grande. Les concepteurs du projet voulurent se limiter à une sphère de 1000 années-lumière, estimant que cela correspondrait à la plus lointaine possibilité de réaction à l’exploitation des mines d’argent d’Espagne par les Romains. Cette exploitation avait en effet occasionné une pollution au plomb sans précédent, qui n’aurait certainement pas pu échapper à des observateurs (ou des guetteurs) attentifs (qu’on supposait évidemment beaucoup plus capables technologiquement que nous). Ils auraient pu en prendre connaissance mille ans après le début de l’exploitation et leur réaction aurait mis mille ans additionnels à nous parvenir. Par ailleurs, il fallait que les fréquences ne puissent être confondues ou troublées ni avec celles de l’étoile dont dépendait la planète (impossible, à l’époque, à distinguer de l’étoile, même à courte distance) ni avec celles des zones les plus denses de la Galaxie. Enfin la bande ne pouvait être qu’étroite puisqu’on supposa que les extraterrestres devraient privilégier la puissance du signal avec une énergie disponible forcément limitée (une émission de la puissance de celles que pouvait émettre le radiotélescope d’Arecibo, 1013 watts, pourrait être captée par un récepteur d’une sensibilité de 10-26 watts à la distance de 1000 années-lumière). C’est pour cette raison qu’on choisit la bande qui englobe le « trou d’eau », c’est-à-dire les longueurs d’ondes qui dans le segment « UHF » (Ultra Hautes Fréquences) des micro-ondes se situent entre 18 et 21 cm (entre 1420 et 1666 mégahertz), 18 cm étant la longueur d’ondes du radical hydroxyle et 21 cm celle de l’hydrogène (les deux donnent de l’eau). En effet cette bande constitue une fenêtre « claire », moins polluée par le bruit galactique que le reste du spectre électromagnétique aisément captable.
L’historique
La progression depuis les années déjà lointaines du démarrage du mouvement SETI, malgré les vicissitudes qui expliquent en partie ses multiples formes, montre la difficulté de maintenir cette activité à la marge de la science mais aussi l’intérêt du public et des scientifiques, du moins aux Etats-Unis.
La première application fut le programme Ozma mené en 1960 (200 heures) par Frank Drake avec le télescope de Green Bank (partie du réseau National Radio Astronomy Observatory). Il était orienté vers Tau Ceti et Epsilon Eridani et focalisé sur une seule longueur d’onde : 1420 MHz. Elle ne donna aucun résultat mais fut l’occasion de la première réunion « SETI » en 1961 (celle au cours de laquelle Frank Drake, lança sa fameuse « équation »).
Dans la décennie qui suivit, aucune recherche nouvelle n’eut lieu aux Etats-Unis mais l’URSS leur « répondit », selon les habitudes de compétition alors « en vigueur » entre les deux blocs. Leurs recherches, sans résultat, furent exposées à un congrès animé par Nikolaï Kardachev, qui eut lieu en 1964 à l’Observatoire de Byurakan en Arménie (Kardachev est par ailleurs l’auteur d’une classification des types de civilisations extraterrestres supposées, cette supposition reposant, comme il était commun à l’époque, sur la croyance ferme qu’il existât de telles civilisations).
Puis, pendant les années 1971/72, vinrent les programme Ozpa (9 étoiles, 13 heures) et de 1972 à 1976 Ozma II (674 étoiles, 500 heures). Ces programmes furent également sans succès.
En 1974, on voulut pratiquer SETI « dans l’autre sens », pour dire « On est ici », et on envoya un message aux extraterrestres à partir d’Arecibo. Ce message est maintenant quelque part dans l’espace à 48 années-lumière de chez nous et nous n’avons obtenu aucune réaction.
Entre 1973 et 1995, l’Université d’Ohio, prit le relais avec son radiotélescope « Big Ears » (radiotélescope de 52 m de diamètre). Au cours de son programme, le 15 août 1977, l’astrophysicien Jerry Ehman, capta une émission baptisée ensuite « Wow ! ». Son signal était 30 fois plus fort que le bruit de fond galactique et il nous parvint sur une bande très étroite (moins de 10 kHz), précisément située sur la longueur d’ondes de 21 cm. Il semblait que ce fut exactement ce qu’on cherchait ! Malheureusement elle ne dura que 72 secondes, durée contrainte par la largeur de la fenêtre d’observation et la rotation de la Terre. Il fut impossible après d’en retrouver la suite, tout comme il fut impossible de localiser sa source car il n’y avait aucun objet notable dans la région d’émission. Wow ! est le regret éternel des astrophysiciens spécialisés. A tout hasard on a renvoyé une réponse en 2012 avec le radiotélescope d’Arecibo. Aujourd’hui on attend la réponse à la réponse !
Pendant cette période de la fin du XXème siècle la NASA marqua son intérêt pour le projet, avec Bruce Murray du JPL qui fondera la Planetary Society en 1980 avec Carl Sagan et Louis Friedman. Mais la relation entre les promoteurs de SETI et la NASA ne parvint pas à s’établir durablement, principalement à cause du Sénat américain. Finalement l’Institut Seti fut créé en 1984 comme association à but non lucratif (avec contribution NASA à partir de 1988 pour quelques petites années), par Thomas Pierson, ingénieur en astronautique. Thomas Pierson fut un directeur extraordinaire, portant et développant l’Institut par la force de son énergie, sa puissance de conviction et sa compétence en organisation pendant presque 30 ans (jusqu’en 2012). C’est lui qui trouva les soutiens financiers nécessaires quand les subsides de la NASA s’arrêtèrent en 1993. Mais l’Institut n’est pas le seul pôle de direction du mouvement. A côté, le « Centre de recherche SETI » de l’Université de Berkeley, le « BSRC », gère les programmes SERENDIP, SEVENDIP, NIROSETI ou SETI@home. L’astronome Jill Tarter est, comme Pierson pour l’Institut, l’âme du BSRC. C’est elle qui a inspiré l’astrophysicien Carl Sagan pour l’héroïne de son très beau livre Contact, l’un des chefs-d’œuvre de la science-fiction.
SERENDIP, « Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations » a son origine dans le BSRC. Elle tire sa « matière première » dans les données recueillies, mais non utilisées, par toutes sortes d’autres programmes astronomiques.
SEVENDIP, « Search for Extraterrestrial Visible Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations » est un programme qui a « tourné » entre 1997 et 2007. Il a plus ou moins été remplacé par le suivant :
NIROSETI, « Near-InfraRed Optical Search for Extraterrestrial Intelligence ». Ce programme fonctionne avec le Nickel Telescope (Californie) opérationnel en 2015, en collaboration avec le Projet Breakthrough Listen. Il s’intéresse aux émissions provenant de la frontière du visible et de l’infra-rouge (l’infra-rouge est moins occulté que le visible par les nuages de gaz et les poussières).
SETI@home, lancé en 1999, utilise la puissance de calcul des ordinateurs privés partout dans le monde qui, reliés entre eux, constituent un processeur virtuel de très grande capacité, pour analyser le flux de signaux radio que lui transmet le BSRC.
En 1998, l’Université Harvard (Paul Horowitz) rejoignit la recherche SETI et entreprit d’utiliser le rayonnement optique avec un télescope dédié. L’idée était de capter non pas une image mais un rayonnement laser qui pourrait effectivement transmettre beaucoup d’informations, jusqu’au sol. En 2006, le télescope OSETI (« Optical SETI) à Oak Ridge dans le Massachussetts lui fut affecté, avec le soutien financier de la Planetary Society et de l’Institut SETI.
En 2007 des fonds privés permirent à SETI l’utilisation d’un nouveau radiotélescope qui lui est propre. Riche de 42 antennes implantées en Californie, l’Allen Telescope Array, est financé par Paul Allen, le co-fondateur de Microsoft. L’opérateur est l’Université de Berkeley puis, à partir de 2014, Siri International.
En 2015, Youri Milner fondateur de Breakthrough Initiatives, a lancé Breakthrough Listen avec 100 millions de dollars. Il utilise les télescopes de Green Bank et Parkes, ainsi qu’une équipe de chercheurs de l’Université de Berkeley.
Aujourd’hui
Aujourd’hui SETI est un joyeux mélange d’institutions, de départements d’universités, de fondations privées orbitant autour de deux organes principaux, l’Institut SETI et le BSRC. Le mouvement utilise toutes sortes de radiotélescopes, télescopes, certains comme Arecibo ou l’Allen Telescope Array, intensément, d’autres sur des tranches horaires plus ou moins importantes, d’autres encore comme sources de données recueillies dans le cours d’autres observations. On a élargi aussi la bande de fréquences, allant de 1000 à 10.000 Mhz (la longueur d’ondes de la molécule d’eau) puis récemment à 15.000 Mhz. On travaille simultanément sur une multitude de fréquences et des mécanismes automatiques permettent de revenir automatiquement sur un signal anormal (leçon tirée de Wow !).
Les financements suivent cahin-caha. Ils proviennent aussi bien de généreux donateurs anonymes, que de personnalités (Carl Sagan, Paul Allen, Yuri Milner), que de programmes universitaires, notamment à Berkeley, que de sociétés évoluant autour de la NASA, de la National Science Foundation US, de sociétés, de « simples » particuliers. Mais il y a des « accidents ». En avril 2021 le financement de l’Allen Telescope Array (qui a besoin de 1,5 millions par an) a été interrompu, faute d’argent.
Par ailleurs les instruments vieillissent ! Dans la nuit du 30 novembre au 1er décembre 2020, à Arecibo, la plateforme d’instruments dont le foyer vers lequel les ondes radio reçues étaient réfléchies, s’est effondrée sur la surface de l’antenne parabolique suite à une rupture de câble. Elle pesait 900 tonnes ! Les dégâts sont considérables (mais une collecte a aussitôt commencé pour les réparer).
Signe des temps, le radiotélescope chinois, FAST, est, lui, devenu opérationnel fin 2019. Son diamètre possible est de 500 mètres contre 300 pour Arecibo. Il occupe, comme ce dernier, une cuvette naturelle aménagée. Il est évidemment « très moderne ». Sa surface est déformable robotiquement pour corriger son aberration de sphéricité. Sa sensibilité est trois fois celle d’Arecibo. Sa plage de collecte va de 70 MHz à 3 GHz (la recherche SETI n’est qu’un de ses objets, parmi d’autres).
Le nouveau radiotélescope gigantesque en développement, SKA, Square Kilometer Array, qui doit représenter une surface de collecte de 1 km2 est évidemment un projet d’intérêt et certainement il comprendra des programmes SETI. A noter qu’à l’origine on avait surnommé l’Allen Telescope Array, le « One Hectare Telescope ». On voit le chemin parcouru ! Les développements de l’informatique et de la science des télécommunications sont passés par là.
L’espérance
La recherche SETI malgré les vicissitudes se porte toujours bien. Pas plus que le premier jour nous n’avons de résultat ; nous ne savons toujours pas « où ils sont » et « pourquoi ils ne communiquent pas avec nous » mais nous ne sommes pas découragés et nous persévérons.
Le contexte a évolué et on sait maintenant qu’il n’y a pas de petits hommes verts sur Mars. On sait aussi que leur existence « ailleurs » n’est pas si évidente ou normale qu’on le pensait en 1959. On a encore réalisé la difficulté de la recherche, car non seulement il faut regarder dans la bonne direction mais il faut regarder au bon moment dans la mesure où les émissions pourraient ne pas être en continu dans notre direction ou parce qu’elles auraient pu ne pas encore commencer ou se seraient déjà éteintes. Avec le temps, l’activité de la recherche SETI a débordé du cadre strict de la recherche de vie intelligente et s’intéresse aussi aux formes de vie élémentaires et aux conditions dans lesquelles Elle a pu apparaitre. Ce phénomène serait visible dans l’atmosphère des planètes observées mais leur détection est très difficile.
Il ne faut pas se moquer de cette persévérance. Il est normal que nous cherchions à savoir et que nous fassions tout ce que nous pouvons pour comprendre. L’interrogation, la poursuite de la recherche même en dépit de la déception, sont des qualités éminemment humaines. Il faut soutenir la recherche SETI.
Illustration de titre : vue de l’Allen Telescope Array. Photo : SETI Institute
SETI Institute: https://www.seti.org/
BSRC: https://seti.berkeley.edu/FAQ.html
https://www.seti.org/thomas-pierson-1950-2014
https://spacenews.com/cutbacks-curtail-seti-institute-search-alien-radio-signals/
Rapport d’activités de l’Institut SETI (10 Septembre 2021) : https://www.seti.org/q2-2021-activity-report-seti-institute
https://fr.wikipedia.org/wiki/Search_for_Extra-Terrestrial_Intelligence
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