vignette|upright=1.5|alt=Photo en couleur. En avant-plan, un observatoire astronomique émet un rayon de lumière verticalement. En arrière-plan se dessine un amas d'étoiles dans la nuit.|À l'observatoire du Cerro Paranal, utilisation d'un rayon laser pour créer une étoile artificielle servant au réglage du Très Grand Télescope (VLT). La recherche d'exoplanètes sur lesquelles pourraient se trouver des civilisations extraterrestres fait partie des nombreuses missions du VLT.
L’échelle de Kardachev (en , ), proposée en par l'astronome soviétique Nikolaï Kardachev (1932-2019), est une méthode théorique de classement des civilisations en fonction de leur niveau technologique et de leur consommation énergétique. Cette échelle a été largement adoptée par les chercheurs du projet SETI et les futurologues, bien que l'existence de civilisations extraterrestres reste encore hypothétique.
Kardachev a exposé pour la première fois son échelle dans un article présenté lors de la conférence Byurakan de 1964, rencontre scientifique qui faisait le point sur le programme d'écoute de l'espace par la radioastronomie soviétique. Cet article, intitulé « » (puis traduit en anglais « »), propose une classification des civilisations en trois types, basée sur le postulat d'une progression exponentielle. Une civilisation de est capable d'accéder à l'intégralité de l'énergie disponible sur sa planète et de la stocker en vue d'une consommation. Une civilisation de peut consommer directement l'énergie d'une étoile. Enfin, une civilisation de est capable de capter la totalité de l'énergie émise par sa galaxie. Dans un second article, intitulé « » et publié en 1980, Kardachev s'interroge sur la civilisation, qu'il définit par sa capacité à accéder à l'énergie, pour se maintenir et intégrer l'information provenant de son environnement. Deux autres articles suivent : « » et « », publiés respectivement en 1985 et 1997 ; l'astronome soviétique y propose des pistes pour détecter des supercivilisations et pour orienter les programmes SETI.
L'échelle définie par Kardachev a fait l'objet de deux principales réévaluations : celle de Carl Sagan (1934-1996), qui en affine les types, et celle de Michio Kaku (1947-), qui écarte le postulat énergétique au profit de l'économie du savoir. D'autres débats sur la nature des différents types ont permis à de nombreux auteurs de mettre en question la classification originelle de Kardachev, pour la compléter ou pour la réfuter. Deux perspectives critiques ont ainsi vu le jour : l'une qui remet en cause les postulats de Kardachev, les jugeant incomplets ou inconsistants, l'autre qui établit des échelles alternatives. Celle de Kardachev a donné naissance à de nombreux scénarios explorant la possibilité qu'existent des civilisations plus évoluées. Ces scénarios interrogent chacun à sa façon les trois postulats de Kardachev définissant une civilisation : les sources d'énergie, la technologie et la transmission de messages interstellaires.
Le cadre de la recherche et de la détection de civilisations évoluées a été construit et théorisé lors de la conférence qui s'est tenue en 1964 en Arménie, à l'observatoire astrophysique de Byurakan. Partant d'une définition fonctionnelle de la civilisation, basée sur l'immuabilité des lois physiques et utilisant la civilisation humaine comme modèle d'extrapolation, le modèle initial de Kardachev s'est étoffé. Plusieurs scientifiques ont mené diverses recherches de possibles civilisations, mais sans résultat concluant. En s'appuyant sur ces critères, des objets insolites, que l'on sait aujourd'hui être soit des pulsars soit des quasars, ont été identifiés. Kardachev a décrit dans ses diverses publications un ensemble de paramètres d'écoute et d'observation à prendre en compte ; cependant, certains auteurs, notamment Samouil Aronovitch Kaplan et Guillermo A. Lemarchand, estiment que ces derniers sont insuffisants et exigent d'être complétés.
Biographie succincte de Nikolaï Kardachev
Nikolaï Kardachev, né en 1932, mort en 2019, est un astronome russe soviétique diplômé de l'université d'État de Moscou en 1955. Après avoir travaillé à l'Institut astronomique Sternberg sous la direction de Iossif Chklovski, il obtient son doctorat en 1962 et rejoint ensuite l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie à Moscou. Il conduit dès 1963 la première recherche de signaux extraterrestres en Union soviétique, devenant par cela l'un des pionniers du programme mondial SETI..
Genèse de la classification Première publication (1964) vignette|upright=2|alt=Une ligne en pointillés rouges qui, de gauche à droite, va en montant.|Projection de l'échelle de Kardachev jusqu'en 2040 d'après les données de l’.
Kardachev présente pour la première fois une classification des civilisations selon leur niveau de consommation énergétique dans un article intitulé , publié en 1964 d'abord en russe dans le numéro de mars-avril de la revue ., puis en anglais dans le numéro de septembre- de la revue ..
Le scientifique présente dans cet article un calcul de l'évolution des besoins énergétiques de l'humanité, calculant que la consommation énergétique de cette dernière égalera celle émise par le Soleil, évaluée à (W), dans environ , puis sera équivalente à celle libérée par similaires à la nôtre (ce qui correspond au nombre estimé d'étoiles de la Voie lactée) dans . Partant de ce constat, et considérant qu'aucune raison ne permet d'affirmer que l'évolution de la consommation énergétique de l'humanité puisse décroître, Kardachev en vient à proposer une classification des civilisations technologiques en trois types...
Une civilisation dite de « » est capable de collecter et d'utiliser l'intégralité de la puissance captable sur sa planète, soit l'équivalent théorique de . Selon Kardachev, c'est ce type que le développement de l'humanité sur la Terre est sur le point d'atteindre en 1964. Une civilisation dite de « » surpasserait le premier d'un facteur , atteignant une consommation de , en exploitant cette fois l'intégralité de la puissance émise par son étoile. Enfin, une civilisation dite de « » serait capable de collecter et de consommer l'intégralité de la puissance émise par sa galaxie, soit l'équivalent de ...
Conjecturant sur le développement de la radio, Kardachev prévoit qu'il sera possible de construire dans les deux décennies suivantes (soit dans les années 1980) des antennes de capables de détecter des civilisations de et . Une civilisation de comme la nôtre serait capable de recevoir les extraordinaires émissions énergétiques des autres types de civilisations, supposées par ailleurs être capables d'émettre en continu..
Kardachev étudie ensuite les caractéristiques d'une transmission provenant d'une source artificielle. Il évoque les deux sources radio cosmiques découvertes en 1963 par le California Technological Institute, CTA-21 et CTA-102 surtout, qui possèderaient des caractéristiques proches de celles d'une source artificielle présumée. Selon le scientifique soviétique, la région de la galaxie la plus appropriée pour effectuer des observations de civilisations de et III est le centre galactique en raison de la densité élevée de la population d'étoiles qu'il abrite. Il préconise ensuite que les programmes de recherche de telles sources artificielles se focalisent sur les autres galaxies proches, comme la galaxie d'Andromède, les Nuages de Magellan, M87 ou encore Centaurus A. Kardachev conclut sa publication en notant que l'éventuelle découverte sur Mars d'organismes, même les plus simples qui soient, augmenterait la probabilité que des civilisations de existent au sein de la galaxie..
vignette|centré|upright=3|alt=Trois représentations schématiques : Terre, Système solaire et Voie lactée|Consommations énergétiques estimées des trois types de civilisations définies par l'échelle de Kardachev.
Deuxième publication (1980) Vers une définition énergétique de la civilisation vignette|alt=Une ligne brisée en bleu va, de gauche à droite, d'en bas vers le haut.|Graphique de la consommation mondiale d'énergie primaire en 2011 selon la (agrandissez cette image).
En 1980, Nikolaï Kardachev publie un deuxième article intitulé . dans lequel il affirme que :
Selon l'astronome soviétique, notre civilisation serait trop jeune pour être capable d'en contacter une autre, qui serait certainement plus avancée que nous, le système solaire étant trop jeune avec ses cinq milliards d'années et les premiers ancêtres de l'Homme actuel n'étant apparus que voici d'années au plus tôt. ; les plus anciens objets célestes ayant un âge compris entre 10 et d'années, il est clair que les autres civilisations sont incomparablement plus âgées que la civilisation humaine. Par conséquent, les connaissances de ces civilisations doivent être plus vastes que la nôtre, et ils doivent certainement être au courant de ce que nous faisons..
Il est probable que l'état présent de notre civilisation n'est qu'un des stades par lesquels passent les civilisations durant leur évolution. Il est donc possible de définir la civilisation en se basant sur cette caractéristique universelle, qui a notamment permis à A. A. Liapounov de définir la vie comme un , ce que Kardachev nomme la . Il suggère par conséquent de penser la civilisation comme La civilisation est donc caractérisée par la qualité de l'information acquise par son programme de fonctionnement, et par l'énergie nécessaire pour mettre en œuvre ces fonctions. Par , Kardachev précise qu'il s'agit des données portant sur la nature organique ou inorganique, la science, la technologie, l'économie, la culture, les arts À partir de cette définition, il propose un schéma représentant les interactions entre une civilisation et son environnement et énumère un ensemble de problèmes scientifiques qui se posent du fait même de ces interactions avec l'information disponible dans l'Univers..
Partant de cette définition, Kardachev formule trois conclusions. La première postule qu'en raison du vaste et certainement illimité ensemble d'activités requises par les problèmes scientifiques, la période durant laquelle les civilisations doivent émettre et communiquer est nécessairement longue, voire illimitée. D'autre part, notre développement actuel ne couvrant qu'une fraction négligeable de cette phase de communication, Kardachev émet l'hypothèse de la haute improbabilité que nous puissions rencontrer des qui soient au même stade d'évolution que nous. Enfin, les civilisations hautement avancées connaissent et utilisent les lois physiques à un degré qui nous demeure encore insoupçonné. Kardachev affirme que et conclut alors qu'il est très probable que notre état présent n'est que l'un des stades par lesquels chaque civilisation passe au cours de son évolution..
Deux stratégies de recherche de signaux intelligents Kardachev analyse par la suite plusieurs modèles et hypothèses d'évolution de civilisation. Répondant à l'interrogation de l'astronome russe Iossif Chklovski qui trouve étrange, dans un article publié en 1977 et intitulé , que l' d'une supercivilisation n'ait pas encore atteint les limites de tout l'Univers, Kardachev émet deux hypothèses explicatives. Il postule dans la première qu'il ne serait pas vraiment utile à une supercivilisation d'élargir l'espace qu'elle occupe afin de maintenir son activité, et dans la seconde qu'il serait possible qu'une civilisation, au lieu de se disperser dans l'espace, poursuive plutôt ses activités d'analyse de l'information pour découvrir de nouvelles lois fondamentales (comme l'exploration du microcosme ou des trous noirs par exemple)..