En cinq minutes
L'échelle de Kardachev classe une civilisation selon l'énergie qu'elle peut mettre au travail. Une civilisation de type I utilise toute l'énergie qui parvient à sa planète d'origine. Une civilisation de type II exploite la production de toute son étoile. Une civilisation de type III exploite celle d'une galaxie entière. C'est une expérience de pensée, et personne n'a encore trouvé de civilisation à y placer.
Nikolaï Kardachev, radioastronome soviétique, a proposé cette idée en 1964 dans un article sur la façon dont des civilisations extraterrestres pourraient envoyer des messages à travers l'espace. Sa question était très concrète : quelle puissance de signal une société peut-elle se permettre d'émettre ? Cela dépend de la puissance qu'elle contrôle, et il a donc classé les civilisations possibles selon leur puissance. Toute l'échelle découle de ce seul choix.
L'idée a depuis dépassé le cadre de l'astronomie. Les auteurs de science-fiction s'en servent comme d'une règle pour mesurer l'ampleur d'un futur, et la vulgarisation scientifique pour demander quel chemin il reste à parcourir à l'humanité. Elle s'inscrit aussi dans l'histoire de la science-fiction, où des récits de machines grandes comme des étoiles et d'empires galactiques existaient bien avant que quiconque y ajoute des chiffres.
L'échelle de Kardachev : trois types
Kardachev a défini ses niveaux en termes de puissance, c'est-à-dire d'énergie par seconde, mesurée en watts.
- Type I, une civilisation planétaire. Elle contrôle à peu près la puissance disponible sur son propre monde. Kardachev situait ce niveau autour de 4 × 10¹² watts, soit à peu près la position de l'humanité au début des années 1960. Des auteurs ultérieurs, dont Carl Sagan, l'ont arrondi à 10¹⁶ watts, ce qui correspond à l'ordre de grandeur de la lumière solaire interceptée par une planète comme la Terre.
- Type II, une civilisation stellaire. Elle utilise la production de toute son étoile. Le chiffre de Kardachev était d'environ 4 × 10²⁶ watts, proche de la luminosité du Soleil, soit environ 3,8 × 10²⁶ watts. La version arrondie de Sagan est de 10²⁶.
- Type III, une civilisation galactique. Elle utilise l'énergie d'une galaxie entière. Kardachev donnait environ 4 × 10³⁷ watts, et l'arrondi de Sagan est de 10³⁶. La luminosité totale de la Voie lactée est du même ordre, soit à peu près 10³⁷ watts.
Remarquez l'ampleur des écarts. Dans la version arrondie de Sagan, chaque type dispose de dix milliards de fois plus de puissance que le précédent. Les chiffres de Kardachev sont encore plus espacés : environ 10¹⁴ fois entre le type I et le type II, et environ 10¹¹ fois entre le type II et le type III. L'échelle est conçue pour couvrir des différences colossales, pas pour couper les cheveux en quatre entre niveaux voisins.
La version décimale de Sagan et notre position
Dans son livre The Cosmic Connection (1973), Carl Sagan a proposé une formule permettant à une civilisation de se situer entre les types. Si P est la puissance en watts, alors K = (log₁₀ P − 6) / 10. À 10¹⁶ watts, K vaut 1. À 10²⁶ watts, il vaut 2, et à 10³⁶ watts, il vaut 3.
L'humanité consomme environ 20 térawatts d'énergie primaire, soit 2 × 10¹³ watts. Dans la formule de Sagan, cela donne un K d'environ 0,73. Nous ne sommes donc pas encore une civilisation de type I : il nous faudrait environ 500 fois plus de puissance. Comme l'échelle est logarithmique, chaque pas de 0,1 représente dix fois plus de puissance, et la dernière ligne droite est donc la plus raide.
Ce que dit la science
Ce qui est établi. Les chiffres qui sous-tendent l'échelle sont mesurables. La production du Soleil, la lumière solaire qui atteint la Terre (environ 1,7 × 10¹⁷ watts) et la consommation d'énergie de l'humanité sont bien connues. C'est aussi de la physique solide : toute civilisation qui utilise de l'énergie doit évacuer sa chaleur résiduelle.
Ce second point a donné aux astronomes quelque chose à chercher. En 1960, le physicien Freeman Dyson a suggéré qu'une civilisation captant l'essentiel de la lumière de son étoile brillerait dans l'infrarouge, et que l'on pourrait rechercher cette lueur. Notre page sur la sphère de Dyson détaille cette idée.
Ce qui a été recherché. Un relevé de 2015 portant sur environ 100 000 galaxies, à partir des données du télescope infrarouge WISE de la NASA, cherchait des galaxies émettant une lueur inhabituelle dans l'infrarouge moyen, comme pourrait le faire une civilisation de type III. Il n'a rien trouvé qui désigne clairement une civilisation à l'échelle d'une galaxie. La même année, l'étrange baisse de luminosité de l'étoile KIC 8462852, surnommée l'étoile de Tabby, a fait la une des journaux. Des études ultérieures ont privilégié de la poussière ordinaire comme explication, et rien ne prouve l'existence d'une structure extraterrestre.
Ce qui relève de la spéculation. Tout ce qui concerne la question de savoir si les civilisations évoluent réellement ainsi est une conjecture. Peut-être que la consommation d'énergie ne croît pas indéfiniment. Peut-être que les sociétés avancées choisissent de gagner en efficacité plutôt qu'en taille. Le silence du ciel renvoie directement au paradoxe de Fermi : si les civilisations de type II et III étaient courantes, on pourrait s'attendre à voir leur chaleur résiduelle, et jusqu'ici ce n'est pas le cas. L'échelle n'explique pas ce silence. Elle ne fait que préciser la question.
L'échelle dans la fiction
Les récits de civilisations gigantesques sont bien antérieurs à l'échelle. Le roman Star Maker (Le Créateur d'étoiles, 1937) d'Olaf Stapledon imagine des civilisations enveloppant leurs étoiles dans des coques artificielles, une image que Dyson a ensuite reconnue comme une source d'inspiration pour sa propre idée. La nouvelle « The Last Question » (La Dernière Question, 1956) d'Isaac Asimov suit l'humanité alors que sa consommation d'énergie et ses ordinateurs grandissent au fil des âges, jusqu'à atteindre l'échelle de l'univers.
Le Problème à trois corps de Liu Cixin explore le même territoire sans nommer l'échelle. Dans le premier tome, l'humanité découvre les signes d'une civilisation très en avance sur elle sur le plan technologique, et l'histoire interroge ce que signifie un tel écart pour les deux camps. Le livre permet de ressentir la distance qui sépare les types, et l'intrigue de ce premier volume se lit sans connaître la suite.
Dans le langage courant, les fans utilisent souvent les types comme raccourci. Une « civilisation de type II » dans un récit ou un jeu désigne généralement une société qui construit à l'échelle des étoiles, même si l'auteur ne donne jamais de puissance en watts.
Idées reçues
- « C'est une loi de la nature. » Non. C'est une classification proposée par Kardachev pour organiser une question sur la communication. Rien n'oblige les civilisations à gravir cette échelle.
- « L'humanité est de type 0. » L'article original de Kardachev ne comptait que trois types. L'idée d'un type 0 et le chiffre de 0,73 viennent de la formule ultérieure de Sagan.
- « Le type I, c'est recouvrir une planète de machines. » Le type désigne l'énergie qui pourrait être utilisée, pas une apparence particulière. Une société de type I pourrait employer de nombreuses sources d'énergie et laisser de vastes zones à l'état sauvage.
- « Un type plus élevé signifie plus de sagesse. » L'échelle ne mesure que la puissance. Elle ne dit rien de l'éthique, du bonheur ou de l'intelligence.
- « Il existe des types IV et V officiels. » Certains auteurs ont ajouté des types supérieurs, par exemple une civilisation qui contrôlerait tout un univers. Ce sont des extensions informelles, qui ne figurent pas dans l'article de Kardachev.
À lire ensuite
- Sphère de Dyson : la mégastructure enveloppant une étoile que l'on imagine généralement bâtie par les civilisations de type II, et comment en repérer une.
- Paradoxe de Fermi : pourquoi l'absence de toute civilisation visible fait de l'échelle une énigme autant qu'une règle de mesure.
- Le Problème à trois corps : un roman sur la rencontre avec une civilisation bien plus avancée que la nôtre.
