L'un des plus grands scientifiques du XXe siècle dont vous n'avez probablement jamais entendu parler

2023 Auteur: Darleen Leonard | [email protected]. Dernière modifié: 2023-09-25 22:41

Ce jour-là, Edwin Hubble et Albert Einstein, pour ne nommer que deux d'entre eux, se sont réunis pour écouter une série de conférences. Mais c’est un homme et une conférence qui a poussé Albert Einstein à déclarer: «C’est l’explication de la création la plus belle et la plus satisfaisante que j’ai jamais écoutée».

Tout le monde sait qu’à la veille de la montée du Troisième Reich, Einstein a quitté son pays d’origine, l’Allemagne, pour se rendre aux États-Unis. Mais peu de gens savent qu’il voyageait avec lui était le prêtre catholique belge Georges Lemaitre, un homme très respecté par Einstein. Georges Lemaitre était un homme religieux, mais aussi un grand scientifique lui-même, un cosmologue. Il a étudié l'univers et plus particulièrement ses débuts. Ses recherches, ses croyances et ses conclusions ont une grande influence sur la façon dont nous comprenons notre existence même aujourd'hui.

Né en 1894 à Charleroi, en Belgique, Georges s'intéresse très tôt au fonctionnement de son environnement. Il a commencé ses études en génie civil à l'Université catholique de Louvain, la plus grande université francophone de Belgique. Il a fait une pause dans ses études pour servir dans l'armée belge en tant qu'officier pendant la Première Guerre mondiale. Il a joué admirablement bien et, à la fin de la guerre, il a reçu une croix de guerre belge, une récompense pour son courage sur le champ de bataille. Il est ensuite retourné à l'université et a obtenu des diplômes en mathématiques et en philosophie.

Depuis que Georges était un jeune garçon, il a embrassé la religion et a compris le rapport qu’elle pouvait avoir avec la science. Il imitait son ancien professeur, le cardinal Désiré Mercier, qui avait des croyances progressistes en philosophie et en cosmologie. Ainsi, au lieu d'entrer dans une vie universitaire, il entra dans le sacerdoce. Le 23 septembre 1923, Lemaître est ordonné prêtre par son maître spirituel, le cardinal Mercier.

Pendant son temps libre, le père Lemaître a poursuivi ses études scientifiques, en particulier sur les théories de la relativité générale et spéciale. Le cardinal Mercier, reconnaissant les talents de Lemaître, lui permit d’aller étudier au prestigieux Observatoire de Harvard. Au cours de la même période, Lemaître a obtenu un doctorat en physique du MIT. Les études considérables et variées de Lemaitre lui ont permis de croiser d'autres astronomes et cosmologues de renom, dont George Hale (découvreur des vortex solaires et des taches solaires magnétiques) et Vesto Slipher (décalages vers le bas galactiques et supervisant la découverte de Pluton), qui ont eu une grande influence sur ses conclusions ultérieures.

C'est à cette époque que Lemaitre a proposé une théorie profonde qui influence encore notre étude de l'univers aujourd'hui. En 1927, il publia son article «Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant tenant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extra-galactiques».

Dans ce document, il a proposé et décrit sa théorie d'un univers en expansion. S'appuyant sur la théorie de la relativité d'Einstein, Lemaitre a supposé que l'espace était en constante expansion et que, par conséquent, la distance entre les galaxies augmentait également. Plus tard, Hubble démontrerait la même chose et même à ce jour est généralement reconnu pour avoir eu cette idée. En outre, Lemaître découvrit ce que l’on appelle désormais la «loi de Hubble», un taux d’expansion lié à la distance des galaxies à la Terre. Lemaître s’est également inspiré de ce que l’on appelle maintenant la «constante de Hubble». Dans les deux cas, il l’a fait avant que Hubble ne publie son travail concernant ces mêmes idées révolutionnaires. La contribution réelle de Hubble dans ce cas-ci a été de fournir la base d’observation pour la théorie de Lemaitre, essentiellement basée sur les mathématiques.

Malheureusement pour Lemaître, son article digne d'un prix Nobel (bien que, à l'époque, les astronomes ne pouvaient pas gagner de prix Nobel pour leurs travaux en astronomie car ils n'étaient pas encore considérés comme faisant partie de la physique), leur publication n'avait que peu d'impact sur la communauté scientifique. dans un journal à peine lu en dehors de la Belgique. Mais un homme en particulier l'a lu, Albert Einstein. Lemaître et Einstein se sont rencontrés pour la première fois en 1927 lors de la célèbre cinquième Conférence Solvay à Bruxelles. Impressionné par les découvertes de Lemaître, mais pas influencé, il lui dit: «Vos calculs sont corrects, mais votre physique est abominable.» Essentiellement, Einstein pensait que les calculs de Lemaître étaient corrects, mais ce qu’ils semblaient montrer ne semblait pas l'être.

En 1931, souhaitant faire lire ses théories plus largement, Lemaître envoya son article à Sir Arthur Eddington, astrophysicien britannique et désireux de rendre les théories scientifiques accessibles à tous.(C’est lui qui a annoncé et aidé à expliquer au monde anglo-saxon la théorie de la relativité d’Einstein alors qu’il était encore un scientifique basé en Allemagne.)

Eddington a traduit le travail de Lemaître et l’a fait paraître dans les «Avis mensuels de la Société royale d’astronomie», une revue à comité de lecture qui existe toujours. Après cette publication, les sceptiques et Lemaître lui-même ont constaté qu'il manquait quelque chose à cette théorie. L'univers est en expansion constante, mais quand et comment l'expansion a-t-elle commencé?

Cela laissa Lemaître perplexe, mais, en bon scientifique, il continuait à interroger. Quelques mois plus tard seulement, en 1931, Eddington parlait de la fin de l’univers intitulé «Au bout du monde du point de vue de la physique mathématique» comme guide, Lemaître a proposé une autre théorie révolutionnaire. Dans une lettre au journal Nature datée du 9 mai 1931 (toujours aussi publiée de nos jours et ce depuis 1869), Lemaître écrit:

Si le monde a commencé avec un seul quantum, les notions d'espace et de temps n'auraient tout simplement pas de sens au début; ils ne commenceraient à avoir un sens raisonnable que lorsque le quantum initial aurait été divisé en un nombre suffisant de quanta. Si cette suggestion est correcte, le début du monde s'est passé un peu avant le début de l'espace et du temps.

Ceci serait inventé plus tard dans un recueil d'essais en 1950 de Lemaître intitulé «The Primeval Atom», où il ferait également référence au début comme à un «maintenant sans hier» ou encore mal traduit et plus communément appelé «le jour sans hier».. »C’est le fondement de ce qui deviendra la« théorie du Big Bang », après l’ajout de plusieurs scientifiques à la théorie de Lemaître.

Beaucoup de sceptiques de l'époque n'étaient pas d'accord avec cette théorie de l'origine. Ils croyaient que les antécédents religieux de Lemaître obscurcissaient son processus scientifique. Selon les critiques, Lemaître prétendait essentiellement que quelque chose devait avoir créé «l’atome primitif», laissant ouverte la possibilité d’un être plus grand. En fait, le pape Pious XII a proclamé en 1952 que la théorie du big-bang affirmait la notion de «créateur transcendantal» et était donc en harmonie avec le dogme catholique.

Quant à Lemaître, il n’apprécie pas l’évaluation du pape et discute avec véhémence à son sujet, essayant de faire en sorte que le pape cesse d’utiliser son travail comme un argument pour le créationnisme, préférant que son travail soit autonome ou non, sans idées pour brouiller la perception des gens. (Ironiquement, étant donné que les mathématiques et les théories de Lemaître étaient généralement bonnes compte tenu de l’état des connaissances scientifiques de l’époque, c’était souvent les scientifiques dissidents qui laissaient leurs propres partis pris influencer leur perception des travaux de Lemaître.)

En dépit du conflit, Lemaître a détaillé toutes ces théories devant un public inspiré par la crainte en 1933 lors de la conférence susmentionnée à Pasadena, en Californie. Quand il a eu fini et que Einstein a proclamé sa citation désormais célèbre, l’écrivain du New York Times Duncan Aikman, qui couvrait la conférence, a pris une photo des deux scientifiques avec la légende suivante: «Ils se respectent et s’admirent profondément. Dans le même article, Aikman a poursuivi,

«Il n’ya pas de conflit entre la religion et la science», a répété Lemaitre au public dans ce pays. Son point de vue est intéressant et important, non pas parce qu’il est un prêtre catholique, non pas parce qu’il est l’un des physiciens mathématiques les plus en vue de notre époque, mais parce qu’il est les deux.

Faits bonus:

• En plus de noter que l'univers était en expansion, Lemaitre a aussi émis l'hypothèse que l'univers était en expansion à un rythme toujours plus rapide. Il faudrait environ six décennies avant que cela soit prouvé par observation grâce au télescope Hubble et à une supernova.
• Par la suite, Lemaître a consacré une grande partie de son temps à l’informatique et au domaine émergent de la science informatique, notamment des travaux importants sur les transformations Fast Fourier et les langages informatiques.
• Lorsque Eddington traduisit le texte de Lemaître du français en anglais en 1931, il manquait en réalité deux pages à l’original. Les pages qui manquaient étaient celles qui traitaient de la constante de Hubble, d'où la raison pour laquelle de nombreuses personnes associent cette découverte à Edwin Hubble lui-même. La raison pour laquelle ce segment ne figurait pas dans la traduction anglaise est inconnue.
• La Cinquième Conférence Solvay à Bruxelles a été conçue pour que les physiciens les plus renommés du monde puissent discuter de la «théorie quantique» nouvellement conceptualisée. Vingt-neuf personnes, dont 17 avaient remporté ou allaient gagner un prix Nobel, ont assisté à cette conférence. Il y avait aussi Marie Curie, chimiste et physicienne de renommée mondiale, pionnière dans la recherche sur la radioactivité. Elle était non seulement la première femme à remporter un prix Nobel, mais la première personne à remporter ce prix dans de nombreux domaines d'études scientifiques. Elle a également eu deux duels sur elle, vous pouvez en savoir plus ici.
• Peu de temps avant Lemaître, un autre scientifique avait également évoqué des idées similaires à celles de Lemaître concernant l’extension de l’univers, Alexander Friedmann, dont les travaux étaient peu connus malgré leur publication dans le célèbre Zeitschrift für Physik et le fait qu’il avait partagé ses idées avec Einstein. ce que Einstein à l'époque a rejeté - un fait qui est devenu plus tard l'un des plus grands regrets d'Einstein de sa carrière scientifique.