Dimitar Sasselov: Comment nous avons découvert des centaines de planètes ressemblant à la Terre

Eh bien, en effet, j'ai beaucoup, beaucoup de chance. Ma présentation s'est essentiellement écrite autour de trois événements historiques qui se sont déroulés à quelques jours d'intervalle ces deux derniers mois - apparemment sans rapport entre eux, mais comme vous le verrez, ayant tous en fait quelque chose à voir avec l'histoire que je veux vous raconter aujourd'hui. Le premier était en fait un enterrement - pour être plus précis, une réinhumation. Le 22 mai, on a réinhumé un héros à Frombork, Pologne l'astronome du 16ème siècle qui a en fait changé le monde. Il l'a fait, littéralement, en remplaçant la Terre par le Soleil au centre du système solaire. Et, par cet acte apparemment tout simple, il a en fait lancé une révolution scientifique et technologique, que beaucoup appellent la révolution copernicienne. Et voilà comment, d'une manière ironique et très appropriée nous avons trouvé sa tombe. Comme c'était la coutume de l'époque Copernic a été en fait tout simplement enterré dans une tombe anonyme avec 14 autres personnes dans cette cathédrale. L'analyse ADN, l'une des caractéristiques de la révolution scientifique qu'il avait commencée il y a 400 ans a été la façon dont nous avons trouvé quels os appartenaient effectivement à la personne qui lisait ces livres astronomiques qui étaient remplis de restes de cheveux qui étaient les cheveux de Copernic - visiblement, peu d'autres personnes se sont donné la peine de lire ces livres plus tard. Il n'y avait pas d'erreur possible. L'ADN correspondait. Et nous savons que c'était bien Nicolas Copernic.

Maintenant, le lien entre la biologie et l'ADN et la vie est très tentant quand vous parlez de Copernic parce que, même à l'époque, ses disciples sont très vite passés à l'étape logique de se demander: si la Terre n'est qu'une planète, alors que dire des planètes autour d'autres étoiles? Qu'en est-il l'idée de la pluralité des mondes, de la vie sur d'autres planètes? En fait, j'emprunte ici à l'un de ces livres très populaires de l'époque. Et à l'époque, les gens en fait répondaient à cette question de façon affirmative, «oui». Mais il n'y avait aucune preuve. Et ici commencent 400 années de frustration, de rêves inaccomplis - les rêves de Galilée, de Giordano Bruno, de beaucoup d'autres, qui n'ont jamais amené de réponse à ces questions fondamentales que l'humanité s'est de tout temps posées. Qu'est-ce que la vie? Quelle est l'origine de la vie? Sommes-nous seuls? Et ce fut le cas en particulier au cours des 10 dernières années, à la fin du 20e siècle, lorsque les beaux développements dus à la biologie moléculaire, la compréhension du code de la vie, l'ADN, tout cela semblait effectivement non pas nous rapprocher, mais nous éloigner de la réponse à ces questions fondamentales.

Maintenant, la bonne nouvelle. Il s'est passé beaucoup de choses ces dernières années. Et commençons par les planètes. Commençons par la vieille question copernicienne: Y a-t-il des terres autour d'autres étoiles? Et comme nous l'avons déjà entendu, nous avons une façon d'essayer de pouvoir répondre à cette question. Il s'agit d'un nouveau télescope. Notre équipe, très justement, je crois, lui a donné le nom d'un de ces rêveurs du temps de Copernic, Johannes Kepler. Et le seul but de ce télescope est d'aller trouver les planètes en orbite autour d'autres étoiles de notre galaxie, et nous dire s'il arrive souvent qu'on trouve là-bas des planètes qui ressemblent à notre Terre. Le télescope est en fait construit de façon similaire à Hubble, le téléscope spacial que vous connaissez bien. sauf qu'il possède une lentille supplémentaire - un objectif grand angle comme les photographes l'appellent. Et si, dans les deux prochains mois, vous sortez en début de soirée et regardez en l'air et mettez la paume de votre main comme ça, vous regarderez en effet le secteur du ciel où ce télescope est à la recherche de planètes jour et nuit, sans interruption, pour les 4 prochaines années.

La façon dont nous le faisons en fait c'est avec une méthode que nous appelons la méthode du transit. Il s'agit de mini-éclipses qui se produisent quand une planète passe devant son étoile. Toutes les planètes ne seront pas par chance orientées favorablement pour que nous puissions le faire, mais si vous avez un million d'étoiles, vous trouverez suffisamment de planètes. Et comme vous le voyez sur cette animation, ce que Kepler va détecter n'est que la diminution de la lumière de l'étoile. Nous n'allons pas voir l'image de l'étoile et la planète comme ceci. Toutes les étoiles pour Kepler ne sont que des points de lumière. Mais ça nous apprend beaucoup de choses, non seulement qu'il existe une planète à cet endroit, mais aussi sa taille. De combien sa lumière diminue dépend de la taille de la planète. Nous en apprenons davantage sur son orbite, la période de son orbite et ainsi de suite. Alors, qu'avons-nous appris? Eh bien, je vais essayer de vous guider à travers ce que nous voyons pour que vous compreniez les nouvelles que je suis venu vous apporter aujourd'hui.

Tout ce que fait Kepler est de découvrir beaucoup de candidats, qu'ensuite nous suivons et identifions en tant que planètes. Il nous dit essentiellement voici la répartition des planètes par taille. Il y a des petites planètes, il y a des planètes plus grosses , il y a des grandes planètes, d'accord. Donc, nous comptons beaucoup, beaucoup de ces planètes, et elles ont des tailles différentes. Nous le faisons dans notre système solaire. En fait, même avant dans l'antiquité le système solaire en ce sens ressemblerait à ça sur un schéma. On aura ici les plus petites planètes, et ici les grandes, même à l'époque d'Épicure et puis bien sûr de Copernic et ses disciples. Jusqu'à récemment, c'était le système solaire - quatre planètes comme la Terre avec un petit rayon, inférieure à environ deux fois la taille de la Terre. Et il y avait bien sûr Mercure, Vénus, Mars, et bien sûr la Terre, et puis les deux grandes, les planètes géantes. Puis la révolution copernicienne a introduit les télescopes. Et bien sûr, trois autres planètes ont été découvertes. Maintenant, le nombre total de planètes dans notre système solaire était de neuf. Les petites planètes dominaient, et ça donnait une certaine harmonie que Copernic était très heureux de constater, et dont Kepler a été l'un des partisans. Nous avons donc maintenant à rajouter Pluton au nombre des petites planètes. Mais jusqu'à , littéralement, il y a 15 ans, c'est tout ce que nous savions sur les planètes. Et c'est là que nous étions frustrés. Le rêve de Copernic était incomplet.

Enfin, il y a 15 ans, la technologie en est venue au point où nous avons pu découvrir une planète autour d'une autre étoile, et en fait on a bien avancé. Au cours des 15 années suivantes, près de 500 planètes ont été découvertes autour d'autres étoiles, avec des méthodes différentes. Malheureusement, comme vous pouvez le voir, la répartition était très différente. Il y avait bien sûr une explication pour cela. Nous ne voyons que les grandes planètes. C'est pour ça que la plupart de ces planètes sont en réalité dans la catégorie des "Jupiter". Mais vous voyez, nous ne sommes pas allés très loin. Nous en étions encore là où Copernic en était. Nous n'avions pas de preuves de l'existence de planètes comme la Terre. Et nous nous préoccupons de planètes comme la Terre parce que maintenant nous avons compris que la vie en tant que système chimique a vraiment besoin d'une plus petite planète avec de l'eau et les roches et avec beaucoup de chimie complexe pour naitre, émerger, survivre. Nous n'en avions pas la preuve.

Alors aujourd'hui, je suis ici pour vous donner en fait un premier aperçu de ce que le nouveau télescope, Kepler, a été en mesure de nous dire ces dernières semaines. Et voilà que nous retrouvons l'harmonie et sommes prêts à réaliser les rêves de Copernic. Vous pouvez voir ici, les petites planètes qui dominent le tableau. Les planètes qui sont marquées "comme la Terre», sont nettement plus nombreuses que toutes autres planètes que nous voyons. Et maintenant, pour la première fois, on le peut dire. Nous avons encore beaucooup de travail à faire avec ça.. La plupart de ces planètes sont des candidats. Dans les années qui viennent, nous les confirmerons. Mais le résultat statistique est fort et clair. Et le résultat statistique est que des planètes comme notre Terre, il y en a bien là-bas. Notre propre Voie Lactée est riche de ce type de planètes.

Donc la question est: que faisons-nous ensuite? Eh bien, tout d'abord, nous pouvons les étudier Maintenant que nous savons où elles sont. Et nous pouvons trouver celles que nous appellerions habitables, ce qui signifie qu'elles ont des conditions similaires aux conditions que nous avons ici sur Terre et où beaucoup de chimie complexe peut se développer. Ainsi, nous pouvons même chiffrer combien de ces planètes nous nous attendons maintenant à ce que notre Voie Lactée contienne. Et le nombre, comme on pouvait s'y attendre, est assez stupéfiant. C'est environ 100 millions de ces planètes. Voilà de bonnes nouvelles. Pourquoi? Parce que avec notre propre petit télescope rien que dans les deux prochaines années, nous serons en mesure d'identifier au moins 60 d'entre elles. Donc, c'est très bien parce qu'alors nous pouvons aller les étudier -- à distance, bien sûr - avec toutes les techniques que nous avons déjà testées au cours des cinq dernières années. Nous pouvons trouver de quoi elles sont faites, si leur atmosphère contient de l'eau, du dioxyde de carbone, du méthane. Nous le savons et nous nous attendons à voir ça.

C'est très bien, mais ce n'est pas tout. Ce n'est pas pourquoi je suis ici. Je suis ici pour vous dire que la prochaine étape est vraiment la partie intéressante. Ce sera l'étape qui nous permet de faire la suite. Et voici la biologie - la biologie, avec sa question fondamentale, qui est encore sans réponse, qui est essentiellement: "Si il y a une vie sur d'autres planètes, devons-nous nous attendre à ce qu'elle ressemble à la vie sur Terre? " Et laissez-moi vous dire tout de suite ici, quand je dis vie, je ne veux pas dire «dolce vita», la belle vie, la vie humaine. Je veux dire la vie sur Terre, passé et présent, des microbes à nous les humains dans sa riche diversité moléculaire la façon dont nous comprenons maintenant la vie sur Terre comme un ensemble de molécules et de réactions chimiques - et nous appelons ça , collectivement, la biochimie, la vie en tant que processus chimique, en tant que phénomène chimique.

La question est donc: est-ce un phénomène chimique universel, ou est-ce quelque chose qui dépend de la planète? Est-ce comme la gravité, qui est la même partout dans l'univers, ou il y aurait toutes sortes de différentes biochimies partout où nous les trouverons? Nous avons besoin de savoir ce que nous recherchons lorsque nous essayons de faire cela. Et c'est une question fondamentale, dont nous ne connaissons pas la réponse, mais nous pouvons essayer - et nous essayons - d'y répondre en laboratoire. Nous n'avons pas besoin d'aller dans l'espace pour répondre à cette question. Et oui, c'est ce que nous essayons de faire. Et c'est ce que beaucoup de gens maintenant essayent de faire. Et beaucoup de bonnes nouvelles viennent de cette partie du pont que nous essayons de construire ainsi.

Et voici un exemple que je veux vous montrer ici. Quand on pense à ce qui est nécessaire pour le phénomène que nous appelons la vie, nous pensons au compartimentage, à garder les molécules qui sont importantes pour la vie dans une membrane, isolées du reste de l'environnement, mais pourtant, dans un environnement dans lequel elles pourraient en fait pourraient naître ensemble. Et dans un de nos laboratoires, le laboratoire de Jack Szostak , il y a eu une série d'expériences au cours des quatre dernières années qui ont montré que les milieux - qui sont très fréquents sur les planètes, sur certains types de planètes comme la Terre, où vous avez de l'eau liquide et de l'argile, vous vous retrouviez en fait avec des molécules naturellement disponibles qui, spontanément, forment des bulles. Mais ces bulles ont des membranes très semblable à la membrane de chaque cellule e chaque être vivant sur Terre. Comme ça. Et elles aident vraiment les molécules, comme les acides nucléiques, comme l'ARN et l'ADN, à rester à l'intérieur, à se développer, changer, se diviser et faire une partie du processus que nous appelons la vie.

Mais bon, ce n'est qu'un exemple pour vous montrer la direction par laquelle nous essayons de répondre à cette plus grande question sur l'universalité du phénomène. Et en un sens, vous pouvez penser à ce travail que les gens commencent à faire maintenant à travers le monde comme à la construction d'un pont, la construction d'un pont des deux côtés de la rivière. D'un côté, sur la rive gauche du fleuve, il y a des gens comme moi qui étudient ces planètes et essayent de définir les milieux. Nous ne voulons pas être aveuglés par trop de possibilités, et il n'y a pas trop de laboratoire, et il n'y a pas assez de temps humain pour vraiment faire toutes les expériences. Voilà donc ce que nous construisons à partir de la rive gauche. De la rive droite de la rivière il y a les expériences dans le laboratoire que je viens de vous montrer, où nous avons essayé ça, et les informations s'échangent entre les deux côtés, et nous espérons nous rencontrer au milieu un jour.

Alors, pourquoi devriez-vousvous y intéresser? Pourquoi suis-je en train d'essayer de vous vendre un pont à moitié construit? Suis-je aussi charmant? Eh bien, il y a de nombreuses raisons, et vous avez entendu certaines d'entre elles dans le court exposé d'aujourd'hui. Cette compréhension de la chimie peut en fait nous aider dans notre vie quotidienne. Mais il y a quelque chose de plus profond ici, quelque chose de fondamental. Et ce point plus profond et sous-jacent est que la science est en train de redéfinir la vie telle que nous la connaissons. Et cela va changer notre vision du monde d'une manière profonde - d'une manière pas si différente que celle dont, il y a 400 ans, Copernic l'a fait, en changeant la manière dont nous considérons l'espace et le temps. Maintenant, voici quelque chose de différent mais c'est tout aussi profond. Et la moitié du temps, ce qui s'est passé est que ça a établi un lien entre ce sentiment d'insignifiance à l'humanité, à la Terre, dans un espace plus grand. Et plus nous apprenons, plus ce sentiment a été renforcé. Vous avez tous appris que l'école - comment la terre est petite par rapport à l'immense univers. Et plus le télescope est grand, plus l'univers devient grand. Et regardez cette image du tout petit point bleu. Ce pixel est la Terre. C'est la Terre que nous connaissons. On la voit, dans ce cas, depuis l'orbite de Saturne. Mais elle est vraiment très petite. Nous le savons. Pensons à la vie comme à cette planète toute entière parce que, dans un sens, c'est ce qu'elle est. La biosphère est de la taille de la Terre. La vie sur Terre est de la taille de la Terre. Et comparons-la au reste du monde en termes d'espace. Et si l'insignifiance copernicienne était en fait complètement fausse? Cela nous rendrait-il plus responsables pour ce qui se passe aujourd'hui? Essayons ça en fait.

Ainsi, dans l'espace, la Terre est très petite. Pouvez-vous imaginer à quel point elle est petite? Permettez-moi d'essayer. Bon, disons que ceci est la taille de l'univers observable, avec toutes les galaxies, avec toutes les étoiles, Bon, de là à là. Savez-vous quelle est la taille de la vie sur cette cravate? C'est la taille d'un seul petit atome. C'est incroyablement petit. Nous ne pouvons pas l'imaginer. Je veux dire regardez, vous pouvez voir la cravate, mais vous ne pouvez même pas imaginer voir la taille d'un petit, petit atome. Mais ce n'est pas toute l'histoire, vous voyez. L'univers et la vie sont à la fois dans l'espace et le temps. Si c'était l'âge de l'univers, alors voilà l'âge de la vie sur Terre. Pensez aux plus vieux êtres vivants sur Terre, mais dans une proportion cosmique. Ce n'est pas négligeable. C'est très important. Donc, la vie peut être négligeable en taille, mais elle n'est pas négligeable dans le temps. La vie et l'univers se comparer l'un à l'autre comme un enfant et un parent, un parent et sa progéniture.

Alors qu'est-ce que cela nous apprend? Cela nous indique que ce paradigme d'insignifiance que nous avons en quelque sorte appris du principe de Copernic, est entièrement faux. Il y a un potentiel immense, puissant, de vie dans cet univers -- surtout maintenant que nous savons que des lieux comme la Terre sont fréquents. Et ce potentiel, ce potentiel puissant, est aussi notre potentiel, à vous et à moi. Et si nous devons être les gestionnaires de notre planète Terre et de sa biosphère, nous devons mieux comprendre la signification cosmique et faire quelque chose pour ça. Et la bonne nouvelle est que nous pouvons en fait le faire. Alors faisons-le. Commençons cette nouvelle révolution à la fin de l'ancienne, avec la biologie synthétique comme la manière de transformer à la fois notre environnement et notre avenir. Et espérons que nous pouvons construire ce pont ensemble et nous rencontrer au milieu.

Merci beaucoup.

(Applaudissements)