Principe anthropique

Pierre Perrier aurait calculé la probabilité d’obtenir « par hasard » certaines protéines qui constituent les briques fondamentales de la vie en estimant le nombre maximal d'interactions moléculaires ayant eu lieu dans l’océan primordial où est apparue la vie. Chaque protéine est constituée de 20 acides aminés différents. Sa conclusion est que, quel que soit le chemin emprunté, la réalisation des différentes probabilités demande plus de temps que l’âge de la Terre (soit plus de 4,5 milliards d’années)[5]. Cette modélisation s'intéresse de ce fait à la création directe à un instant donné d'une molécule complexe sans phases intermédiaires, ce qui ne s'observe que rarement en chimie (voir Catalyseur).

A contrario, même une molécule aussi complexe que l'ADN humain (qui contient trois milliards de paires de bases, dont 3 % codent des protéines), se constituant depuis l'origine de la vie sur Terre, soit 3,8 milliards d'années, aurait le temps d'émerger à raison de moins d'une base par an, le processus darwinien éliminant sur des milliards d'entre elles les ajouts inappropriés.

Selon Harold Morowitz[6] et Mickael Denton[7], pas moins d’une centaine de protéines seraient indispensables à la survie et à la reproduction d’une cellule primitive (5 pour synthétiser les corps gras, 8 pour l’approvisionnement en énergie, 10 pour la synthèse des nucléotides de l’ARN et de l’ADN et 80 pour synthétiser ses protéines), ce qui ajoute deux ordres de grandeur au nombre précédent si l'on souhaite que l'ensemble se soit produit de front. Ainsi, l’hypothèse d’une création « par hasard » à un instant donné d’une cellule primitive vivante comportant non pas 1 mais 100 protéines sur une seule planète semble très improbable étant donné la complexité des schémas mis en jeu.

Depuis, l'étude de champ profond du télescope Hubble a suggéré qu'il existerait 10¹⁰ galaxies, chacune comptant environ 10¹⁰ étoiles, le tout fournissant 20 ordres de grandeur supplémentaires pour le tirage aléatoire. Un article de Nature d'octobre 2016 remonte encore d'un facteur 10 cette première estimation[8].

Quant au nombre d'heures écoulées entre la formation de la Terre et les plus anciennes traces de vie, soit moins d'un milliard d'années, il est de moins de 8 766 milliards, soit près de 12 ordres de grandeur supplémentaires[Note 1]. Il est donc à ce stade difficile de conclure.

Différentes caractéristiques relatives à la position de la Terre dans l'Univers et à son environnement plaident en faveur du principe anthropique :

• si le Soleil ne se situait pas à mi-chemin du bord de la Galaxie et entre deux de ses bras en spirale, les êtres vivants, soit auraient été victimes de radiations dangereuses et de poussières de comètes (plus près du centre ou d’un des bras), soit n’auraient pas existé du tout faute de matériaux lourds pour construire la vie (plus éloigné du centre ou d’un des bras)[9]. De plus, la distance du Soleil aux deux bras de la Galaxie demeure constante, lui évitant d’être aspiré par l'un des bras[10] ;
• si Jupiter et Saturne n’avaient pas existé, leurs masses énormes n’auraient pas servi de « paratonnerres » pour protéger la Terre en attirant les météorites, lesquelles auraient provoqué un taux de bombardement rédhibitoire pour l'apparition d'organismes complexes[11] ;
• si la Lune n’existait pas, l’axe de rotation de la Terre aurait pu changer constamment rendant l'apparition et le maintien de la vie complexe très difficile, voire impossible[12] ;
• si la distance moyenne entre les étoiles dans notre Galaxie était différente, la vie serait impossible. Si elle était plus grande, les produits des explosions des supernovas seraient tellement diffus que les planètes n’auraient pas pu se former. Si elle était plus petite, les orbites des planètes seraient déstabilisées[13] ;
• si la quantité de matière dans l’Univers (les milliards d’autres galaxies et cette « matière noire » dont nous ignorons la nature exacte) était différente, la force d'inertie sur Terre serait modifiée[Note 2] et la vie impossible[14]. Ainsi l’Homme n’apparaît-il plus comme « perdu » sur une planète insignifiante au milieu de l’Univers : le reste du cosmos lui est indispensable ;
• la nature du Soleil est tout à fait surprenante par rapport à celle des autres étoiles : sa composition, la variation de sa luminosité, son orbite galactique sont inhabituelles. Si la nature du Soleil était différente, la vie serait impossible[9].

Certains tenants du principe anthropique (notamment Jean Staune) ont développé deux arguments (celui-ci et le suivant) en faveur d’un principe anthropique « superfort ». Ce principe consiste à dire que non seulement l’Univers est adapté à l’existence des observateurs que nous sommes, mais aussi à l’existence d’observateurs beaucoup plus intelligents et avancés que nous.

Le premier argument est l’impossibilité de création d’une bulle de « vrai vide ». Au début des années 1980, l’hypothèse selon laquelle la création d’une bulle de « vrai vide » pourrait conduire à la destruction de notre Univers a été prise très au sérieux. Dix ans plus tard, Andreï Linde a montré que cette bulle ne pourrait pas se former si les masses du quark top et du boson de Higgs étaient supérieures à un certain seuil[15]. La masse du quark top a depuis été mesurée à 173,34 ± 0,76 GeV/c² et elle s’avère supérieure au seuil. Celle du boson de Higgs est maintenant estimée avec certitude entre 125 et 126 GeV/c², ce qui est bien supérieur au seuil[16].

Le deuxième argument est l’impossibilité du voyage dans le temps. Le voyage dans le temps n’entraînerait pas a priori la destruction de l’Univers, mais désorganiserait sensiblement sa cohérence et favoriserait le chaos. C’est ce que Stephen Hawking a appelé la « conjecture de protection chronologique » car elle n’est pas encore démontrée. Cependant, Kip Thorne, chaque fois qu’il a essayé de démontrer que le voyage dans le temps était théoriquement possible via les trous de ver, a vu le trou de ver disparaître avant de pouvoir fonctionner[17].

Andreï Linde a conçu un modèle dans lequel des mini-univers s’engendrent les uns les autres. Certains ont les mêmes caractéristiques que leurs parents, d’autres ont connu des mutations qui les rendent très différents. En grossissant, ces mini-univers se détachent de leurs parents et plus aucun contact ni passage d’un univers à l’autre n’est possible. Le cosmos serait donc un ensemble de mini-univers s’engendrant les uns les autres et le nôtre aurait par hasard, seul ou non, les constantes adéquates pour que la vie consciente ait une chance de s’y développer.

Le modèle de Linde implique l’existence d’un grand nombre (10⁸⁰ ou 10¹⁰⁰) d’Univers, voire d’une infinité d’Univers, peut-être continue (« espace des possibles » ; voir Gabriele Veneziano#La leçon inaugurale). Il n’est alors plus improbable que nous soyons dans un de ceux ayant reçu par hasard les bonnes constantes au même titre que si l’on joue au loto toutes les combinaisons de front, on est sûr de gagner.

Ce modèle est difficilement vérifiable s’il n’y a pas de connexion possible entre les différents mini-univers. Ces questions sont cependant à l'étude (voir David Deutsch#Travaux).

La réaction de fission nucléaire est fondée sur la section efficace du neutron. Dans un matériau fissile, par exemple un bloc d'uranium 235, un neutron frappant un atome d'uranium 235 le transforme en uranium 236. L'uranium 236 ainsi formé étant instable, il se scinde en deux atomes plus petits et émet plusieurs neutrons qui vont à leur tour frapper des atomes d’uranium 235 voisins, provoquant une réaction en chaîne.

Si la section efficace du neutron était plus grande, la fission nucléaire, donc les bombes A et H, seraient économiquement inenvisageables (car nécessitant un volume de matière fissile beaucoup plus important), ce qui, selon les opposants au principe anthropique, va à l’encontre d’un Créateur ayant pour seule finalité la vie et l'homme ; l’Allemand Otto Hahn, découvrant la fission de l’uranium et les possibilités de réaction en chaîne qui en découlaient, aurait dit à ses collaborateurs « Dieu ne le permettra pas ». L’astrophysicien Jean-Pierre Petit a développé le concept de principe thanatothropique (thanatos signifie « la mort » en grec) à partir de cette constatation[18].

L’impossibilité de l'application de la réaction nucléaire en chaîne, débouchant sur une explosion d'une masse critique, ne correspond cependant pas à une « sécurité » de l’Univers au même titre que l’impossibilité d’une bulle de vrai vide ou l’impossibilité du voyage dans le temps, car l’énergie nucléaire peut avoir des applications positives alors que la bulle de « vrai vide » ou le voyage dans le temps ne semblent pas en apporter sans conséquences négatives (dans le cas du voyage dans le temps, une « dissociation de réalité » apparaîtrait). Un supposé Créateur, s’il existe, n'avait pas de raison d'interdire la possibilité de l'utilisation de l’énergie nucléaire[19].

• (en) John A. Peacock, Cosmological Physics, Cambridge, Cambridge University Press, 1999, 682 p. (ISBN 0521422701), pages 94 à 99.
• Jacques Demaret, Dominique Lambert, Le principe anthropique. L'Homme est-il le centre de l'Univers ?, Armand Colin, Paris, collection S, 1994, 301 pages, (ISBN 978-2200211271).

• Ajustement fin de l'Univers
• Brandon Carter
• Chauvinisme du carbone
• Hypothèse des grands nombres de Dirac
• Argument anthropique pour l'existence de Dieu