Jusqu'où l'homme peut-il coloniser l'Univers ?

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Jusqu'où l'homme peut-il coloniser l'Univers ?

Je me pose cette question car à priori les distances de l'Univers sont tellement grandes et la limitation de la vitesse de la lumière semble obliger l'être humain à se cantonner à son système solaire ou au plus atteindre proxima ou alfa du centaure...

Donc si on imagine un véhicule spatial allant disons à 50% de C (la vitesse de la lumière) alors il ne pourra atteindre qu'une étoile éloignée d'au plus 20 années lumières. Et il n'y en a pas beaucoup d'étoiles aussi proche du soleil que ça!
En plus un vaisseau spatial allant à 50% de la vitesse de la lumière c'est pas pour aujourd'hui.

Mais je me souviens que durant mes études, mon prof de math nous avait fait une démonstration assez extraordinaire...
Malheureusement je ne saurais pas la refaire, mais voici l'idée générale:

Imaginons un vaisseau spatial capable d'avoir une accélération continue de 1g. (Ça aussi c'est pas pour aujourd'hui)
Mais c'est très pratique puisque le voyageur aura ainsi une impression de gravité comme sur Terre.
A son bord, le jour du départ, un homme de 20 ans.
La question était:
Quelle distance aura-t-il parcouru lorsqu'il aura atteint 60 ans en tenant compte de l'accélération de 1g qui a été ininterrompue et des effets relativistes d'Einstein?
C'est à dire que, plus le vaisseau spatial s'approche de C, plus l'écoulement du temps à bord se ralenti...

Est-ce qu'un calé en math/physique du forum serait capable de calculer ça ?

Je me souviens que le résultat était d'environ 10 milliards d'années lumière c'est à dire environ la taille de l'Univers!!!

N'est-ce pas extraordinaire de penser qu'un homme durant 40 ans de sa vie pourrait traverser tout l' Univers ???
DanLM
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Pour revenir à la suggestion de base, je pense que dans un avenir très très lointain, le voyage ne se fera pas à la vitesse de la lumière, bien trop lente. J epense plutot que l'homme utilisera les trou de vers dit de Einstein-Rosen. C'est un peu le principe de la porte des étoiles de Stargate, on déforme l'univers pour faire joindre deux points de l'univers, pour un voyage instantanée. Cela reste du théorique, et encore.
Quand à ton calcul, je serais bien incapable de le réaliser.
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@DanLM a écrit:
...
Quelle distance aura-t-il parcouru lorsqu'il aura atteint 60 ans en tenant compte de l'accélération de 1g qui a été ininterrompue et des effets relativistes d'Einstein?
C'est à dire que, plus le vaisseau spatial s'approche de C, plus l'écoulement du temps à bord se ralenti...
...

Les protons accélérés par le LHC atteindraient Alpha Centauri en quelques jours, en temps propre.
Et les particules les plus énergétiques des rayons cosmiques mettent quelques minutes à couvrir la distance qui nous séparent de la galaxie d'Andromède.
Toujours en temps propre.
Le coefficient de dilatation des durées (facteur de Lorentz) vaut :
gamma = 1/Racine(1-(v/c)²)
A 90% de la vitesse de la lumière, v/c=0.9 => gamma=2.29
A 99%, gamma=7.09
etc.
Après, si on veut tenir compte du fait que la vitesse augmente progressivement, c'est un calcul d'intégrale de ce facteur.
Par contre, l'énergie nécessaire pour accélérer jusqu'à ces vitesses augmente très vite.

En fait, on saurait très bien expédier de la matière vers les étoiles à très grande vitesse. Mais juste quelques protons.
Je m'étais quand même déjà demandé jusqu'à quel point on pouvait miniaturiser des nanomachines, pour pouvoir les lancer de la même façon, mais même si c'est faisable, je ne vois pas comment freiner à l'arrivée.

Pour ce qui est du vaisseau accélérant continûment jusqu'à parcourir des milliards d'années-lumière en une vie humaine, ça doit être une allusion à une nouvelle de Poul Anderson, Tau Zero.
http://en.wikipedia.org/wiki/Tau_Zero
Il s'agit d'un ramjet alimenté par l'hydrogène interstellaire, concept dû à Bussard.
Sur le ramjet interstellaire :
http://en.wikipedia.org/wiki/Bussard_ramjet
(après analyse, finalement irréalisable sous sa forme d'origine, mais il pourrait y avoir des variantes viables quand même intéressantes - problème ouvert)

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lambda0
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Le premier à s'être posé la question en termes scientifiques assez rigoureux était Fermi pour en arriver à la conclusion de son célèbre paradoxe.
Le raisonnement est assez simple. La physique actuelle n'autorise que des transactions interstellaires assez lente (6 à 20 % de c) en utilisant des réactions de fissions voire de fusions, et la moitié s'il faut freiner à l'arrivée. On voit donc qu'à l'échelle d'une vie humaine les seuls voyages possibles ne sont faisables que vers les quelques étoiles les plus proches.
Par contre, des vaisseaux générationnels transportant des milliers de passagers durant plusieurs générations (ou en sommeil artificiel, ou simplement des embryons ou encore plus avancé, notre matériel génétique pour reconstituer des individus à l'arrivée avec l'enregistrement des schémas cognitifs de plusieurs individus) auraient la possibilité de coloniser des dizaines de systèmes stellaires autour du notre en quelques millénaires avec des durées de voyages se comptant en siècles.
À partir de là, même en tenant compte que chaque colonie aurait besoin ensuite de quelques millénaires pour coloniser les ressources de son système stellaire afin de se lancer plus loin vers des étoiles plus lointaines, une espèce encéphalisée devrait à un rythme de l'ordre d'une à dix années-lumières tout les mille ans coloniser toute la galaxie en 3 à 60 millions d'années, ce qui est une paille à l'échelle géologique... À noter que si la colonisation progresserait à un rythme de l'ordre c/1000, l'information, donc le transfert de technologie vers les colonies se ferait à la célérité de la lumière. Par contre, sans nouvelle physique, impossible d'envisager des voyages intergalactiques. Traverser 2 millions d'années-lumière à c/10 de moyenne me semble impossible du point de vue de la durée de vie des équipements... Déjà faire fonctionner sans pannes des machines durant quelques siècles d'un voyage interstellaire ne sera pas évident...

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@Henri a écrit:
... À noter que si la colonisation progresserait à un rythme de l'ordre c/1000, l'information, donc le transfert de technologie vers les colonies se ferait à la célérité de la lumière.
...

J'avais noté dans un coin de faire le calcul pour vérifier si la transmission d'information par ondes EM sur les distances interstellaires était réellement plus rapide et moins couteuse en énergie que le transfert de matière, si on introduit une limite d'énergie et/ou de puissance.
Argument : plus on veut transmettre loin, plus le débit diminue, à puissance fixée, compte tenu de sources de bruit inévitables.
Envoyer le disque dur de 10000 Go par la poste plutôt que son contenu par le réseau.

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@lambda0 a écrit:
@Henri a écrit:
... À noter que si la colonisation progresserait à un rythme de l'ordre c/1000, l'information, donc le transfert de technologie vers les colonies se ferait à la célérité de la lumière.
...

J'avais noté dans un coin de faire le calcul pour vérifier si la transmission d'information par ondes EM sur les distances interstellaires était réellement plus rapide et moins couteuse en énergie que le transfert de matière, si on introduit une limite d'énergie et/ou de puissance.
Argument : plus on veut transmettre loin, plus le débit diminue, à puissance fixée, compte tenu de sources de bruit inévitables.
Envoyer le disque dur de 10000 Go par la poste plutôt que son contenu par le réseau.

Si on connait la position de la cible à arroser on sait focaliser des pinceaux d'ondes radios très fins ayant des portées se comptant en kiloparsecs, alors quelques parsecs...

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Tiens, un papier un peu ancien (1986) mais intéressant et synthétique de Robert L. Forward sur les difficultés et la faisabilité des voyages interstellaires "proches" qui fait le tour de différentes technologies concevables. (Langue de Shakespeare obligatoire...)
http://orion.ttsw.com/orionpdf/RForward%20Interstellar%20tp083.pdf

J'ai d'autres papiers sur la problématique des voyages interstellaires à cette adresse :
http://minilien.fr/a0l6cg

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@Henri a écrit:
...
J'ai d'autres papiers sur la problématique des voyages interstellaires à cette adresse :
http://minilien.fr/a0l6cg[/justify]

Même si ça reste très spéculatif et que la physique n'en est pas si bien comprise, il y a toujours un flux régulier d'idées. Ce principe de générateur à rayonnement Hawking est assez surprenant, je pensais que les micro-trous noirs étaient tellement instables que c'était théoriquement inutilisable (enfin, ceux-ci doivent quand même avoir une masse déjà assez respectable - on ne risque pas d'en fabriquer dans le LHC).
Si la solution existe, on finira bien par trouver :bounce1:

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Le papier de Louis Crane and Shawn Westmoreland (ARE BLACK HOLE STARSHIPS POSSIBLE?) est dans les limites de la physique contemporaine. Les auteurs donnent en page 15 un tableau qui lie rayons, masses, températures d'émissions, puissances, débits de masses et espérances de vie de trous noirs subatomiques dont les rayons vont de 0,16 à 10 attomètres (10-18m). Les masses intéressantes iraient de 600 kilotonnes à 4 mégatonnes, bien moins que ceux des cheela. ;)

Petite révision pour les forumeurs :
Préfixes du système international d'unités...
:blbl:

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@lambda0 a écrit:

Pour ce qui est du vaisseau accélérant continûment jusqu'à parcourir des milliards d'années-lumière en une vie humaine, ça doit être une allusion à une nouvelle de Poul Anderson, Tau Zero.
http://en.wikipedia.org/wiki/Tau_Zero


Je ne connaissais pas ce livre... et pourtant j'adore Poul Anderson depuis que j'ai lu "La patrouille du temps"
J'imagine que mon prof de math de l'époque lui connaissait ce bouquin.
Quel dommage, et c'est très étonnant, qu'il n'aie pas été traduit en français.
DanLM
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@lambda0 a écrit:

Le coefficient de dilatation des durées (facteur de Lorentz) vaut :
gamma = 1/Racine(1-(v/c)²)
A 90% de la vitesse de la lumière, v/c=0.9 => gamma=2.29
A 99%, gamma=7.09
etc.
Après, si on veut tenir compte du fait que la vitesse augmente progressivement, c'est un calcul d'intégrale de ce facteur.
Par contre, l'énergie nécessaire pour accélérer jusqu'à ces vitesses augmente très vite.


Si je comprends bien, le calcul est parfaitement juste mais ce qui est totalement incongru, c'est qu'on puisse accélérer de façon continue à 1g.
Car ça implique forcément une énergie monstrueuse.

Et en plus d'après ces chiffres il faut donc bien atteindre 99,999...% de C (99% donne un gamma que de 7.09) pour que l'effet soit si spectaculaire pour qu'un homme puisse traverser tout l'univers durant ses 40ans de vie propre...
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C'est incongru si le vaisseau emporte masse de réaction et source d'énergie, même la réaction d'annihilation matière-antimatière ne permet pas celà.
Mais l'idée initiale du ramjet de Bussard, reprise dans Tau Zero, était de tirer l'un et l'autre de l'espace, ce qui change les données du problème.
C'est finalement irréalisable, mais il en est quand même resté l'idée qu'une des pistes pour rendre possible les voyages interstellaires rapides serait de pouvoir extraire quelque chose de l'espace lui-même. Mais contrairement au ramjet de Bussard, qui est un bon gros problème d'ingénierie extrême et de physique appliquée, il s'agit surtout de spéculations de physique théorique.

A+


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@lambda0 a écrit:C'est incongru si le vaisseau emporte masse de réaction et source d'énergie, même la réaction d'annihilation matière-antimatière ne permet pas celà.
Mais l'idée initiale du ramjet de Bussard, reprise dans Tau Zero, était de tirer l'un et l'autre de l'espace, ce qui change les données du problème.
C'est finalement irréalisable, mais il en est quand même resté l'idée qu'une des pistes pour rendre possible les voyages interstellaires rapides serait de pouvoir extraire quelque chose de l'espace lui-même. Mais contrairement au ramjet de Bussard, qui est un bon gros problème d'ingénierie extrême et de physique appliquée, il s'agit surtout de spéculations de physique théorique.

A


En fait le ramjet de Bussard souffre de deux maux :
  • la valeur microscopique de la section efficace de la réaction proton-proton la rend inutilisable (heureusement pour nous, sinon le soleil aurait déjà grillé tout son hydrogène...)
  • la nécessité d'utiliser le cycle de Bethe, dit cycle du carbone qui implique de freiner (par rapport au référentiel du vaisseau) l’hydrogène collecté. ce qui induit très vite une trainée supérieure à la poussée...
Il faudrait un scramjet de Bussard :roll:

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J'aurai tendance à répondre ceci à cette question :

Cela dépend de combien de temps l'homme dispose pour coloniser l'univers.

En effet, c'est une approche philosophique, mais aussi biologique, environnemental. Le phénomène darwinien et l'environnement humain joue petit à petit contre nous concernant la conquête de l'univers.

Nous sommes sur une planète qui ressemble de plus en plus à un aquarium abandonné par ces propriétaires et peuplés de gros poissons pollueur incapable de survivre dans l'appartement quand il saute du bocal.

Du coup, je pense que l'Homme n'ira pas bien loin dans l'espace si on continu à jouer comme des abrutis à qui polluera le plus la planète pour avoir le dernier 4X4 ou la dernier Pad-numérique à la mode.

:wall:
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@XIII a écrit:J'aurai tendance à répondre ceci à cette question :

Cela dépend de combien de temps l'homme dispose pour coloniser l'univers.

En effet, c'est une approche philosophique, mais aussi biologique, environnemental. Le phénomène darwinien et l'environnement humain joue petit à petit contre nous concernant la conquête de l'univers.

Nous sommes sur une planète qui ressemble de plus en plus à un aquarium abandonné par ces propriétaires et peuplés de gros poissons pollueur incapable de survivre dans l'appartement quand il saute du bocal.

Du coup, je pense que l'Homme n'ira pas bien loin dans l'espace si on continu à jouer comme des abrutis à qui polluera le plus la planète pour avoir le dernier 4X4 ou la dernier Pad-numérique à la mode.

:wall:
Il faudrait avoir conscience qu'il y a notre galaxie -la voie lactée- ayant un diamètre de l'ordre de 25000 parsecs, avec ses étoiles espacées de quelques parsecs et les autres galaxies distantes de l'ordre de un million de parsecs les une des autres... Au point que l'on parlait d'univers-îles autrefois pour les désigner... Projeter de coloniser l'Univers est donc un objectifs bien présomptueux aujourd'hui... Les étoiles les plus proches, ça se discute...
Quand aux modes idéologiques, systèmes économiques ou mœurs de la fin du 20ème siècle et du début du 21ème, quand le voyage interstellaire sera possible -c'est pas pour demain-, ils seront aussi ridicules que le sont les préjugés du Moyen-Age ou de l'Antiquité aujourd'hui...

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@Henri a écrit:Le premier à s'être posé la question en termes scientifiques assez rigoureux était Fermi pour en arriver à la conclusion de son célèbre paradoxe.
Le raisonnement est assez simple. La physique actuelle n'autorise que des transactions interstellaires assez lente (6 à 20 % de c) en utilisant des réactions de fissions voire de fusions, et la moitié s'il faut freiner à l'arrivée. On voit donc qu'à l'échelle d'une vie humaine les seuls voyages possibles ne sont faisables que vers les quelques étoiles les plus proches.
Par contre, des vaisseaux générationnels transportant des milliers de passagers durant plusieurs générations (ou en sommeil artificiel, ou simplement des embryons ou encore plus avancé, notre matériel génétique pour reconstituer des individus à l'arrivée avec l'enregistrement des schémas cognitifs de plusieurs individus) auraient la possibilité de coloniser des dizaines de systèmes stellaires autour du notre en quelques millénaires avec des durées de voyages se comptant en siècles.
À partir de là, même en tenant compte que chaque colonie aurait besoin ensuite de quelques millénaires pour coloniser les ressources de son système stellaire afin de se lancer plus loin vers des étoiles plus lointaines, une espèce encéphalisée devrait à un rythme de l'ordre d'une à dix années-lumières tout les mille ans coloniser toute la galaxie en 3 à 60 millions d'années, ce qui est une paille à l'échelle géologique... À noter que si la colonisation progresserait à un rythme de l'ordre c/1000, l'information, donc le transfert de technologie vers les colonies se ferait à la célérité de la lumière. Par contre, sans nouvelle physique, impossible d'envisager des voyages intergalactiques. Traverser 2 millions d'années-lumière à c/10 de moyenne me semble impossible du point de vue de la durée de vie des équipements... Déjà faire fonctionner sans pannes des machines durant quelques siècles d'un voyage interstellaire ne sera pas évident...

Je rejoins assez cette conception d'une migration humaine, qui me rappelle le "papillon des étoiles" de Bernard Werber. Mais je m'interroge sur la capacité de ces cités des étoiles à maintenir, ou extraire de l'espace, les stocks nécessaires à la survie ou aux réparations. Ce qui implique une capacité de projection hors du vaisseau pour aller recueillir des ressources, mais aussi la capacité à distinguer ces ressources dans l'environnement du vaisseau (spectrographie, échographie).

Mais quelle destination choisir, combien de vaisseaux envoyer pour assurer le succès minimal à cette migration ? La connaissance des exoplanètes les plus proches sera déterminante, ainsi que celle de leur environnement spatial (astéroïdes, pulsar, débris en orbite...) et comment favoriser la paix sociale et un recrutement adapté sur plusieurs générations pour maintenir la pérennité des compétences ?
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@le tardigrade a écrit:
Je rejoins assez cette conception d'une migration humaine, qui me rappelle le "papillon des étoiles" de Bernard Werber. Mais je m'interroge sur la capacité de ces cités des étoiles à maintenir, ou extraire de l'espace, les stocks nécessaires à la survie ou aux réparations. Ce qui implique une capacité de projection hors du vaisseau pour aller recueillir des ressources, mais aussi la capacité à distinguer ces ressources dans l'environnement du vaisseau (spectrographie, échographie).

Mais quelle destination choisir, combien de vaisseaux envoyer pour assurer le succès minimal à cette migration ? La connaissance des exoplanètes les plus proches sera déterminante, ainsi que celle de leur environnement spatial (astéroïdes, pulsar, débris en orbite...) et comment favoriser la paix sociale et un recrutement adapté sur plusieurs générations pour maintenir la pérennité des compétences ?

Coloniser l'univers à 10% de la vitesse de la lumière est totalement utopique à mon avis.

L'avenir passe par le Warp Drive !
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Sauf que le Warp Drive semble fonctionné que dans la SF sans aucune réalité "scientifique" aujourd'hui.

:o

La colonisation de l'espace passe par une manipulation à la fois de nos valeurs social, notre sens de l'éthique, la manipulation de nos gènes et ces modifications réclament un haut degré de technologie, un environnement sains et une volonté politique réelle de coloniser l'espace au delà du système solaire. Sachant que les "équipages" ne verront pas l'arrivé, sauf la dernier génération.

Est ce que l'homme peut vivre en vase clos aussi longtemps ?
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une espèce encéphalisée devrait à un rythme de l'ordre d'une à dix
années-lumières tout les mille ans coloniser toute la galaxie en 3 à 60
millions d'années, ce qui est une paille à l'échelle géologique...

Du coup.... Quel homme colonisera la galaxie ? :scratch: Il y a 3 millions d'année on en était au stade de l' Homo Habilis, il y a 60 millions d'années, au stade de .... pas dans le genre "homo" en tout cas !
Même si devant l'age de l'univers 60 millions d'années n'est rien, pour l'évolution ça fait beaucoup. L'évolution continuera à faire son œuvre sur terre, sur les autres planètes, et éventuellement dans les vaisseaux si les personnes y vivent.

Dans 60 millions d'années arrivera sur Terre un vaisseau rempli d' extra terrestres originaires .....de la Terre ! :lol!:
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@DanLM a écrit:
@lambda0 a écrit:

Pour ce qui est du vaisseau accélérant continûment jusqu'à parcourir des milliards d'années-lumière en une vie humaine, ça doit être une allusion à une nouvelle de Poul Anderson, Tau Zero.
http://en.wikipedia.org/wiki/Tau_Zero


Je ne connaissais pas ce livre... et pourtant j'adore Poul Anderson depuis que j'ai lu "La patrouille du temps"
J'imagine que mon prof de math de l'époque lui connaissait ce bouquin.
Quel dommage, et c'est très étonnant, qu'il n'aie pas été traduit en français.
Une traduction française est disponible depuis peu : http://www.belial.fr/poul-anderson/tau-zero_ebelial

Concernant la question initiale, je suis très pessimiste, et je pense que l'homme "colonisera" (enfin, plutôt "visitera") juste son système solaire, et rien d'autre. Je pense que les coûts exorbitants que demanderont les diverses technologies futuristes abordées dans ce fil ne pourront jamais être financés.

C'est pénible d'être pessimiste :-(

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@Thierz a écrit:Une traduction française est disponible depuis peu : http://www.belial.fr/poul-anderson/tau-zero_ebelial

Super je prends note!!
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A mon sens, le plus gros problème n'est pas de démarrer ou de freiner une fois a proximité d'un système stellaire, le type de vaisseau, de propulsion ou même le temps que cela prendrait mais viens surtout du fait de notre méconnaissance du milieu interstellaire....qui est nettement plus riche que l'on pourrait croire
Des études récentes sur sa composition et sa densité de poussières,gaz ou même d'astres errants tendent a montrer qu'il serait très difficile de voyager a plus d'un 1/1000ème de c car au delà de cette vitesse tout impact avec une poussière, même microscopique, deviendrait létale.
A moins de disposer de boucliers énergétiques (loin d'être disponible) ou bien physiques (très très lourd et avec un taux d'abrasion plutôt décourageant, on parle de 5kg de matière/m² pour 1 année de voyage... )
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Et si on utilise cette densité, pour alimenter en énergie d'éventuelle moteur ?
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Les voyages intergalactiques se feront malgré nous : dans trois milliards d’années nous aurons rejoint la galaxie d’Andromède ou celle-ci nous aura rejoint : c’est comme on veut en changeant de référentiel… il suffit d’attendre un peu. ;)

http://fr.wikipedia.org/wiki/Collision_entre_Androm%C3%A8de_et_la_Voie_lact%C3%A9e

Bon, d’accord il nous faudra tout de même - d’ici là -d’être capable de faire au moins des voyages interplanétaires jusque vers le nuage d’Oort ou intersidéraux vers une exoplanète terrestre à quelques dizaines ou centaines d’années- lumières de notre propre système stellaire (le système solaire) afin de nous mettre à l’abris de notre étoile – le Soleil avant qu’il enfle jusqu’avaler la Terre.
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Bonjour à tous

La première réponse qui me vient à cette question de colonisation de l'univers est celle-ci : notre humanité est-elle au début de son évolution où plutôt à sa fin ?

Si nous voulons perdurer, nous devrons partir de notre planète et de notre système solaire. Cela bien avant que le soleil ne devienne une géante rouge. Avant 600 millions d'années, la Terre ne sera plus habitable pour l'humain et de nombreuses espèces.

Si nous réussissons à déménager vers un système stellaire où il y aurait une planète nous convenant, je pense qu'il n'y aura pas de limite dans la colonisation de l'univers. D'autant que nous avançons de façon exponentielle dans la compréhension de la cosmologie.

Il faudra quand même tenir compte des possibilités de rencontres d'autres vies technologiquement évoluées avec lesquelles nous devrons composer.  ;)
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