Could human civilization eventually spread across the whole Milky Way galaxy? Could we move beyond our small blue planet to establish colonies in the multitude of star systems out there? This question's a pretty daunting one. There are around 300 billion stars in the galaxy, which is about 160,000 light-years across. So far we've sent a single spacecraft outside our solar system, trudging along at 0.006% of the speed of light. At that rate, it would take over 2.5 billion years just to get from one end of the galaxy to the other. And then there's the question of human survival. The gulf between stars is simply enormous. We couldn't live sustainably on most planets, and we require a lot of resources to stay alive. And yet, decades ago, scholars found that it's theoretically possible to not just spread human civilization across the galaxy, but to do so quite quickly, without breaking any known laws of physics. Their idea is based on the work of a mathematician named John von Neumann, who designed on paper machines that could self-replicate and create new generations of themselves. These would later come to be known as von Neumann machines. In the context of space exploration, von Neumann machines could be built on Earth and launched into space. There, the self-sufficient machines would land on distant planets. They would then mine the available resources and harvest energy, build replicas of themselves, launch those to the nearest planets, and continue the cycle. The result is the creation of millions of probes spreading outwards into the universe like a drop of ink in a fishbowl. Scholars crunched the numbers and found that a single von Neumann machine traveling at 5% of the speed of light should be able to replicate throughout our galaxy in 4 million years or less. That may sound like a long time, but when you consider that our universe is 14 billion years old, on a cosmic scale, it's incredibly fast - the equivalent of about 2.5 hours in an entire year. Creating von Neumann machines would require a few technologies we don't have yet, including advanced artificial intelligence, miniaturization, and better propulsion systems. If we wanted to use them to spread actual humans throughout the galaxy, we would need yet another technological leap - the ability to artificially grow biological organisms and bodies using raw elements and genetic information. Regardless, if in the last billion years an alien civilization created such a machine and set it multiplying its way toward us, our galaxy would be swarming with them by now. So then where are all these machines? Some astronomers, like Carl Sagan, say that intelligent aliens wouldn't build self-replicating machines at all. They might hurtle out of control, scavenging planets to their cores in order to keep replicating. Others take the machines absence as proof that intelligent alien civilizations don't exist, or that they go extinct before they can develop the necessary technologies. But all this hasn't stopped people from imagining what it would be like if they were out there. Science fiction author David Brin writes about a universe in which many different von Neumann machines exist and proliferate simultaneously. Some are designed to greet young civilizations, others to locate and destroy them before they become a threat. In fact, in Brin's story "Lungfish," some von Neumann machines are keeping a close watch over the Earth right now, waiting for us to reach a certain level of sophistication before they make their move. For now, all we have is curiosity and theory. But the next time you look at the night sky, consider that billions of self-replicating machines could be advancing between stars in our galaxy right now. If they exist, one of them will eventually land on Earth, or maybe, just maybe, they're already here.
Est-ce que l'humanité sera un jour capable de se propager dans toute la Voie Lactée ? Sera-t-on capable d'aller au-delà de notre petite planète bleue pour établir des colonies dans les systèmes stellaires ? C'est une très bonne question. Il y a environ 300 milliards d'étoiles dans la galaxie répandues sur environ 160 000 années-lumière. Nous n'avons envoyé qu'un engin spatial en-dehors de notre système solaire, qui se traine à 0,006 % de la vitesse de la lumière. À cette vitesse, il faudrait 2,5 milliards d'années pour aller d'une extrémité à l'autre de la galaxie. Il y a alors la question de la survie de l'homme. L'écart entre chaque étoile est tout simplement énorme. Nous ne pourrions pas survivre sur la plupart des planètes, et nous avons besoin de beaucoup de ressources pour rester en vie. Pourtant, des spécialistes ont découvert qu'il était possible en théorie de non seulement propager la civilisation humaine dans la galaxie, mais de le faire rapidement, sans briser aucune loi connue de la physique. Leur idée se base sur les travaux du mathématicien John von Neumann, qui a conçu sur papier des machines capables de s'auto-répliquer et d'engendrer de nouvelles générations. Elles seront connues plus tard sous le nom de machines de von Neumann. Dans le cadre de l'exploration spatiale, ces machines pourraient être conçues sur Terre et lancées dans l'espace. Ces machines autonomes atterriraient alors sur des planètes distantes. Elles mineraient ensuite les ressources disponibles et récolteraient l'énergie, se répliqueraient, se propulseraient vers les planètes les plus proches, et continueraient ce cycle. Il en résulterait la création de millions de sondes se propageant dans l'univers comme une goutte d'encre dans un verre d'eau. Les chercheurs ont fait les calculs et vu qu'une seule machine de von Neumann voyageant à 5 % de la vitesse de la lumière devrait pouvoir se répliquer à travers notre galaxie en 4 millions d'années. Ça peut paraître long, mais si on considère que notre univers a 14 milliards d'années, à une échelle cosmique, c'est incroyablement court : l'équivalent d'environ 2,5 heures sur toute une année. Créer ces machines nécessiterait quelques technologies que nous n'avons pas encore, dont une intelligence artificielle avancée, de la miniaturisation, et de meilleurs systèmes de propulsion. Si nous voulions les utiliser pour propager des humains dans la galaxie, nous aurions besoin d'un nouveau bond technologique : La faculté de développer artificiellement des corps et des organismes en utilisant des matières premières et des données génétiques. Néanmoins, si lors de ces derniers milliards d'années une civilisation extra-terrestre avait créé une telle machine et l'avait réglée pour se multiplier dans notre direction, notre galaxie en fourmillerait en ce moment même. Où sont donc toutes ces machines ? Des astronomes, tel que Carl Sagan, affirment qu'une intelligence extérieure ne construirait pas ce genre de machines. Elles pourraient échapper à leur contrôle, récoltant les ressources des planètes jusqu'au noyau pour continuer à se dupliquer. D'autres interprètent leur absence comme une preuve qu'une civilisation extra-terrestre intelligente n'existe pas, ou qu'elle ait disparu avant de pouvoir créer les technologies nécessaires. Mais cela n'a empêché personne d'imaginer comment ce serait s'ils étaient bien là. L'auteur de science fiction, David Brin, imagine un univers dans lequel existent plusieurs types de machines de von Neumann qui se multiplient simultanément. Certaines sont conçues pour accueillir de nouvelles civilisations, d'autres pour les repérer et les détruire avant qu'elles ne deviennent une menace. D'ailleurs, dans la nouvelle de David Brin "Lungfish", des machines de von Neumann surveillent en ce moment notre planète, attendant que nous atteignions un certain niveau de sophistication avant de se décider à agir. Pour le moment, nous n'avons que la curiosité et la théorie. Mais la prochaine fois que vous contemplerez le ciel nocturne, considérez que des milliards de machines capables de se répliquer pourraient voyager d'étoile en étoile en ce moment dans notre galaxie. Si elles existent, l'une d'elle finira par atterrir sur Terre, ou peut-être, je dis bien peut-être, sont-elles déjà là.