"Une étude révolutionnaire suggère que l'intelligence humaine pourrait exister grâce à la gravité",

Bien que la première détection d'ondes gravitationnelles en 2015 fasse beaucoup parler d'elle, la détection de GW170817—la première collision d'étoiles à neutrons binaires—confirme à quel point les ondes gravitationnelles sont probablement importantes pour la vie sur Terre et l'évolution humaine.
Une nouvelle étude préliminaire retrace ce parcours, décrivant comment les ondes gravitationnelles émises par les étoiles à neutrons binaires ont rapproché ces étoiles et initié leurs collisions, éjectant des éléments lourds cruciaux pour la formation du noyau fondu de la Terre.
En créant à la fois notre magnétosphère et en initiant la tectonique des plaques, ces forces (entre autres) ont finalement permis à notre planète de donner naissance à une espèce capable d'explorer ces grandes questions cosmiques.

Vous avez probablement entendu la phrase selon laquelle \"nous sommes tous faits de poussière d'étoiles\"—c'est-à-dire que nos corps sont faits d'éléments d'abord formés dans les chaudrons ardents des étoiles. Cela est indéniablement vrai, mais à mesure que notre compréhension de l'univers s'approfondit (surtout après la détection des premières ondes gravitationnelles en 2015), cette image devient un peu plus complexe.

Un nouveau document, téléchargé sur le serveur de prépublication arXiv, présente une expérience de pensée détaillant une longue chaîne d'événements astronomiques, géophysiques et biologiques qui relient les ondes gravitationnelles à notre existence même. Bernard Schutz de l'Université de Cardiff, l'auteur principal du document, a longtemps réfléchi à la façon dont les ondes gravitationnelles sont vitales pour l'existence de... eh bien... *geste vers tout*. Dans un billet de blog de 2018 revisitant la découverte stupéfiante de GW170817—la première détection d'ondes gravitationnelles de deux étoiles à neutrons en collision—Schutz a discuté comment ces collisions d'étoiles à neutrons binaires, connues sous le nom de kilonovas, ont déclenché une réaction en chaîne qui a finalement donné naissance à une espèce intelligente sur le bras spiral de la Voie Lactée capable d'explorer ces mystères mêmes. Dans une sorte d'effet domino d'événements, les ondes gravitationnelles ont donné naissance à nous.

\"C'est à cause de ce que la matière éjectée dans la kilonova devient,\" a écrit Schutz à l'époque. \"La désintégration progressive des isotopes à longue durée de vie de l'uranium et du thorium dans le manteau terrestre fournit environ la moitié de la chaleur qui, en s'écoulant vers l'extérieur à travers la Terre solide, entraîne le volcanisme et la tectonique des plaques [...]. Ces phénomènes géologiques ont joué un rôle important dans l'évolution de la vie sur Terre, en défiant les espèces avec un environnement en constante évolution qui stimule l'évolution continue.\"

Alors, comment passe-t-on exactement d'un système d'étoiles à neutrons binaires à une vie florissante sur Terre? Eh bien, Schutz et ses co-auteurs développent davantage cette idée dans la nouvelle prépublication, nous guidant essentiellement à travers tout le processus. Cependant, le rôle principal des ondes gravitationnelles se produit au tout début de ce conte cosmique—comme les principaux moteurs des collisions d'étoiles à neutrons et, à leur tour, le moteur derrière l'abondance d'éléments lourds qui ont formé notre planète.

\"Les ondes gravitationnelles emportent l'énergie des systèmes d'étoiles binaires et rapprochent ainsi les étoiles,\" ont écrit les auteurs. \"Les explosions de kilonova ont été la principale source des éléments du tableau périodique au-dessus du fer [...]. Ceux-ci incluent l'uranium et le thorium, dont les isotopes radioactifs 238U et 232Th sont distribués dans tout l'intérieur de la Terre. Sans les kilonovas, l'abondance de ces isotopes serait beaucoup plus faible, voire nulle.\"

Ce noyau externe liquide et chauffé transforme alors la Terre en une géodynamo, produisant une magnétosphère capable de protéger la vie potentielle des rayons cosmiques du Soleil. Cette chaleur entraîne également la tectonique des plaques, que des études antérieures ont montré être un moteur majeur de l'évolution et (dans le cas d'Homo sapiens) de la cognition avancée.

Schutz et al. sont la première équipe à formuler cette théorie de la genèse par ondes gravitationnelles. Cela dit, en 2024, une équipe de chercheurs du Kings College de Londres, du CERN, de l'Université de l'Illinois et de l'Université de Notre Dame a également lié le rôle des ondes gravitationnelles dans la production d'iode et de brome—deux éléments lourds essentiels à la biologie humaine.

En raison du rôle incroyable des ondes gravitationnelles non seulement dans l'évolution de l'univers, mais aussi dans la vie sur Terre, les scientifiques sont naturellement motivés à développer de nouveaux outils pour détecter d'autres sources de ces ondulations dans l'espace-temps. L'année dernière, l'Agence spatiale européenne (ESA) a donné son feu vert au développement du Laser Interferometer Space Antenna (LISA)—une plateforme de détection d'ondes gravitationnelles basée dans l'espace qui suivra l'orbite de la Terre dans l'espoir de capter des signaux spécifiquement provenant de fusions de trous noirs supermassifs. L'ESA a même commencé à développer des plans pour le successeur de LISA, appelé le Big Bang Observer (BBO), pour détecter les ondes gravitationnelles générées par la formation de l'univers.

Ainsi, bien qu'il soit vrai que toute vie est faite de poussière d'étoiles, ce sont les ondes gravitationnelles qui ont rendu toute cette poussière d'étoiles possible.

Darren vit à Portland, a un chat, et écrit/édite sur la science-fiction et le fonctionnement de notre monde. Vous pouvez trouver ses travaux précédents sur Gizmodo et Paste si vous cherchez assez fort.

Espace profond

Et si les extraterrestres parlaient, mais que nous ne pouvions pas les entendre?

Les astronomes repèrent une sphère étrangement parfaite

Les experts viennent de trouver la matière manquante de l'univers

Les experts trouvent des signes potentiels de vie sur une exoplanète

L'univers s'étend sans énergie noire

Les experts pensent avoir vu des indices de la théorie des cordes

Les scientifiques ont repéré des preuves d'un univers invisible.

Le rayonnement des trous noirs pourrait avoir façonné notre univers

Tout ce que nous savions sur le cosmos pourrait être faux

Les singularités pourraient être des portes vers de nouvelles réalités

Notre univers a formé de l'eau plus tôt que nous ne le pensions

Les scientifiques pensent que la lumière détient une mémoire gravitationnelle

"Một nghiên cứu đột phá gợi ý rằng trí thông minh của con người có thể tồn tại nhờ trọng lực",

Mặc dù việc phát hiện sóng hấp dẫn đầu tiên vào năm 2015 được báo chí đưa tin rộng rãi, việc phát hiện GW170817—vụ va chạm sao neutron nhị phân đầu tiên—xác nhận tầm quan trọng của sóng hấp dẫn đối với sự sống trên Trái Đất và quá trình tiến hóa của con người.
Một nghiên cứu mới được đăng tải trước khi xuất bản đã đi sâu vào hành trình này, mô tả cách sóng hấp dẫn phát ra từ các sao neutron nhị phân kéo chúng lại gần nhau hơn và khởi động các vụ va chạm, phóng ra các nguyên tố nặng quan trọng cho sự hình thành lõi nóng chảy của Trái Đất.
Bằng cách vừa tạo ra từ quyển và khởi động kiến tạo mảng, những lực này (cùng với những yếu tố khác) cuối cùng đã giúp hành tinh của chúng ta có thể sinh ra một loài có khả năng khám phá những câu hỏi vũ trụ lớn lao này.

Bạn có lẽ đã nghe câu nói rằng \"chúng ta đều được làm từ vật chất sao\"—tức là cơ thể chúng ta được tạo thành từ các nguyên tố đầu tiên hình thành trong lò lửa của các ngôi sao. Điều này chắc chắn là đúng, nhưng khi hiểu biết của chúng ta về vũ trụ ngày càng sâu sắc hơn (đặc biệt là sau khi phát hiện sóng hấp dẫn đầu tiên vào năm 2015), bức tranh đó trở nên phức tạp hơn một chút.

Một bài báo mới, được tải lên máy chủ arXiv trước khi xuất bản, trình bày một thí nghiệm tưởng tượng chi tiết một chuỗi dài các sự kiện thiên văn, địa vật lý và sinh học kết nối sóng hấp dẫn với sự tồn tại của chính chúng ta. Bernard Schutz từ Đại học Cardiff, tác giả chính của bài báo, đã từ lâu suy ngẫm về cách sóng hấp dẫn là thiết yếu cho sự tồn tại của... tất cả mọi thứ. Trong một bài đăng blog năm 2018 nhìn lại khám phá đáng kinh ngạc về GW170817—phát hiện sóng hấp dẫn đầu tiên về hai sao neutron va chạm—Schutz đã thảo luận cách các vụ va chạm sao neutron nhị phân này, được gọi là kilonova, khởi động một phản ứng dây chuyền cuối cùng đã dẫn đến sự xuất hiện của một loài thông minh trên nhánh xoắn ốc của Dải Ngân Hà có khả năng khám phá chính những bí ẩn này. Trong một hiệu ứng domino của các sự kiện, sóng hấp dẫn đã tạo ra chúng ta.

\"Điều này là do những gì vật chất bị thổi bay trong kilonova trở thành,\" Schutz viết vào thời điểm đó. \"Sự phân rã dần dần của các đồng vị uranium và thorium có tuổi thọ dài trong lớp phủ Trái Đất cung cấp khoảng một nửa nhiệt lượng mà, khi chảy ra ngoài qua Trái Đất rắn, thúc đẩy núi lửa và kiến tạo mảng [...]. Các hiện tượng địa chất này đã đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến hóa của sự sống trên Trái Đất, bằng cách thách thức các loài với một môi trường liên tục thay đổi thúc đẩy sự tiến hóa liên tục.\"

Vậy, làm thế nào chính xác bạn đi từ một hệ sao neutron nhị phân đến sự sống phát triển mạnh trên Trái Đất? Schutz và các đồng tác giả của ông đã mở rộng thêm ý tưởng này trong bản thảo mới, về cơ bản dẫn dắt chúng ta qua toàn bộ quá trình. Tuy nhiên, vai trò chính của sóng hấp dẫn xảy ra ngay từ đầu của câu chuyện vũ trụ này—như là động lực chính của các vụ va chạm sao neutron và, đến lượt nó, là động cơ đằng sau sự phong phú của các nguyên tố nặng hình thành nên hành tinh của chúng ta.

\"Sóng hấp dẫn mang năng lượng ra khỏi các hệ sao nhị phân và do đó kéo các ngôi sao lại gần nhau hơn,\" các tác giả viết. \"Các vụ nổ kilonova đã là nguồn chính của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn nặng hơn sắt [...]. Chúng bao gồm uranium và thorium, mà các đồng vị phóng xạ 238U và 232Th của chúng được phân bố khắp bên trong Trái Đất. Nếu không có kilonova, sự phong phú của các đồng vị này sẽ nhỏ hơn nhiều, hoặc thậm chí bằng không.\"

Lõi ngoài lỏng và nóng này sau đó biến Trái Đất thành một geodynamo, tạo ra một từ quyển có khả năng bảo vệ sự sống tiềm năng khỏi các tia vũ trụ của Mặt Trời. Nhiệt này cũng thúc đẩy kiến tạo mảng, mà các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra là một động lực chính của sự tiến hóa và (trong trường hợp của Homo sapiens) nhận thức tiên tiến.

Schutz và cộng sự là nhóm đầu tiên đưa ra lý thuyết nguồn gốc sóng hấp dẫn này. Tuy nhiên, vào năm 2024, một nhóm nghiên cứu từ Kings College London, CERN, Đại học Illinois và Đại học Notre Dame cũng đã kết nối vai trò của sóng hấp dẫn trong việc sản xuất iốt và brom—hai nguyên tố nặng thiết yếu cho sinh học con người.

Do vai trò đáng kinh ngạc của sóng hấp dẫn không chỉ trong sự tiến hóa của vũ trụ mà còn trong sự sống trên Trái Đất, các nhà khoa học hiểu rõ động lực để phát triển các công cụ mới nhằm phát hiện các nguồn khác của những gợn sóng trong không-thời gian này. Năm ngoái, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đã chấp thuận bắt đầu phát triển Laser Interferometer Space Antenna (LISA)—một nền tảng phát hiện sóng hấp dẫn dựa trên không gian sẽ theo sau quỹ đạo Trái Đất với hy vọng bắt được tín hiệu đặc biệt từ các vụ sáp nhập lỗ đen siêu lớn. ESA thậm chí đã bắt đầu phát triển kế hoạch cho người kế nhiệm của LISA, được gọi là Big Bang Observer (BBO), để phát hiện sóng hấp dẫn được tạo ra từ sự hình thành của vũ trụ.

Vì vậy, mặc dù đúng là tất cả sự sống đều được làm từ vật chất sao, nhưng chính sóng hấp dẫn đã làm cho tất cả vật chất sao đó trở nên khả thi

"Une étude révolutionnaire suggère que l'intelligence humaine pourrait exister grâce à la gravité",