L’origine de la vie par Hubert REEVES

Histoire de l’histoire de l’Univers

Aristote (384-322 avant notre ère) écrivait que l’Univers est éternel et inchangeant. L’observation, fondement de la science, a montré depuis à quel point cette affirmation (qui a résisté presque deux millénaires) était fausse.

1925, Hubble découvre que l’Univers est immense et a une histoire

Hubble a eu l’idée d’observer le mouvement des galaxies : il s’est aperçu qu’elles s’éloignent de nous, d’autant plus rapidement qu’elle sont éloignées. L’univers est donc en expansion. Donc, dans le passé, elles étaient plus rapprochées et dans le futur elles seront plus éloignées. L’Univers a donc évolué dans le temps et a donc une histoire. Mais attention ! L’Univers n’a pas de centre ! Hubble aurait constaté le même phénomène, quelque soit son lieu d’observation.

L’origine de la vie par Hubert REEVES

1965, Penzias et Wilson découvrent le rayonnement fossile

C’est un rayonnement qui vient des tous premiers temps (il y a 13.7 milliards d’années) de l’Univers. A cette époque, il n’y avait qu’un magma très chaud (des milliards de degrés) complètement désorganisés, sans structure (pas d’étoile, de molécule, d’atome…). La science finalement s’attache à reconstituer l’histoire de l’organisation de la matière depuis cette soupe élémentaire, degré zéro de l’organisation, jusqu’aux êtres vivants, sommet de cette même organisation.

Atome

Elle s’appuie pour cela sur les lois de la physique et notamment la connaissance des quatre forces fondamentales de l’Univers :

  1. la gravité (qui fait tomber les pommes) ;
  2. l’électromagnétisme (qui colle les électrons au noyau des atomes)
  3. la force nucléaire forte (qui colle les quarks (constituants des protons et des neutrons) ensemble ;
  4. la force nucléaire faible (qui colle les neutrons et les protons entre eux)
les quatre forces fondamentales

C’est comme si la matière était programmée et obéissait à des injonctions. Une pierre, par exemple, répond aux exigences de la gravité en tombant vers le sol. La matière est informée ! Mais d’où vient cette information ? Il n’y a pas de réponse.

Deux questions fondamentales se posent

Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? Leibniz

Il n’est pas possible de répondre à cette question. On constate juste que « quelque chose » existe.

Comment se fait-il que ce « quelque chose » soit informé ? Ou, autrement dit, d’où viennent les quatre forces ? Il n’est pas non-plus possible de répondre à cette question.

Quelle est la différence entre la matière inerte et la matière vivante ?

La matière inerte est définie par sa structure atomique : enlever un atome d’une molécule de sucre et ce n’est plus du sucre. La matière vivante est comme libérée de cette contrainte. Si vous vous faites couper une jambe, vous restez vous-même ! La matière vivante n’est pas dépendante des atomes ou des molécules qui la constituent ! les atomes circulent, entrent et sortent du corps. La vie est définie par ses fonctions et non par ses constituants.

Un tentative de définition de la vie

La matière vivante obéit aux lois de la physique (les 4 forces), mais également aux injonctions des lois de la biologie (naissance, affecte, reproduction, mort…). Hubert REEVES

Caractéristiques de la vie

Nous subissons deux types de programmation : génétique (digérer – grandir – vieillir…) et mentale (bouger la main). La vie est la forme la plus évoluée de la matière. Elle a contrairement, à la matière inerte, une histoire et une mémoire. Elle est reliée à 3 milliards d’années d’évolution passées qui ont permis de constituer un génome.

La vie est extrêmement robuste. Elle a survécu à 5 périodes d’extinction massives lors du dernier milliard d’années. 95% des espèces vivantes ont alors disparu. Elle peut survivre à des milieux très agressifs (extrémophiles : dans les sources chaudes sous-marines), mais également dans le vide. D’où la question : comment la vie peut-elle être à la fois si robuste et apparemment si rare ?

L’origine de la vie

La terre est vieille de 4.5 milliards d’années. La vie est apparue, il y a 3.8 milliards d’années. Elle a rapidement pullulé dans l’océan. Que s’est-il passé entre 4.5 et 3.8 milliards d’années ? Aujourd’hui, cela reste un mystère. Il semble que sur terre les conditions aient été, à un moment précis, propices à l’apparition de la vie. Mais, à l’échelle cosmique, suffit-il que des conditions soient propices pour que la vie apparaisse de manière spontanée ? Ou faut-il un évènement supplémentaire ? Là encore, il n’y a pas de réponse.

La vie est-elle rare dans l’Univers ?

Il semble que ce soit le cas. Aucun signe n’a pour l’instant été mis en évidence montrant l’existence de civilisations extra-terrestres. Enrico FERMI, dans les années 50, s’était déjà inerogé à ce sujet :

S’il y avait des civilisations extraterrestres, leurs représentants devraient être déjà chez nous. Où sont-ils donc ? Fermi – Paradoxe.

Est-ce que l’avancée de la technologie va de paire avec l’autodestruction des espèces avancées ? On remarque que pendant la guerre froide l’humanité fut proche de sa propre annihilation. C’est-à-dire moins d’un siècle après la découverte de l’énergie nucléaire. On remarque aussi que la destruction de l’écosystème peut avoir le même résultat en quelques dizaines d’années. En d’autres termes, la durée de vie d’une espèce avancée n’est pas suffisante pour lui permettre d’atteindre un niveau qui lui permette de voyager à longue distance.

Croissance de la complexité cosmique

L’histoire de l’Univers, c’est l’histoire de la matière qui s’organise : des simples particules (quarks) aux êtres vivants en passant par les atomes et les molécules. Nous émettons, en tant qu’être humain, 100 000 fois plus d’énergie par gramme que le soleil. Nous sommes donc (avec les autres êtres vivants) situés au plus haut degré de la complexité. C’est dans un être vivant que l’on trouve la matière la plus organisée.

Or, les êtres vivants s représentent en masse une infime partie de la matière de l’Univers. Il y a donc, dans l’Univers, une majorité de matière inorganisée. Cette matière commence à s’organiser lors des collisions de galaxies ou d’explosions d’étoiles (supernova) qui permettent la création d’atomes lourds.

Condition pour l’apparition de la vie

  • L’existence de lois fertiles. On s’aperçoit que la vie ne peut apparaître que si les lois de la physique ont une certaine forme.
  • La vie dissipe de l’énergie. Il faut donc, comme dans tout système thermoidynamique, une source chaude (le soleil : 6000°K ) et une source froide (la terre : 300°K).
  • Des atomes légers. Il faut des atomes à faible énergie de liaison (hydrogène, carbone, azote, oxygène…)
  • Des molécules capables d’échanger de l’énergie rapidement (méthane, eau)
  • Une tectonique des plaques
  • du temps : pour établir les équilibres.
  • une atmosphère d’oxygène ?