Cette illustration montre Edwin Hubble (1889-1953), à droite, et Georges Lemaître (1894-1966), à gauche. Le télescope sur la gauche est le télescope Hooker du mont Wilson en Californie. Le télescope spatial Hubble est sur la droite. © Nasa, Esa, A. Feild

Sciences

Expansion de l'univers : ne dites plus loi de Hubble mais loi de Hubble-Lemaître

ActualitéClassé sous :Astronomie , relativité générale , Hubble

Une majorité des membres de l'Union astronomique internationale ont voté une résolution proposée par leurs collègues lors de la dernière assemblée générale. La priorité de Georges Lemaître sur Hubble, dans la découverte de la loi de l'expansion de l'Univers observable portant son nom, est officiellement reconnue.

Nous attendions impatiemment les résultats d'un vote électronique censé entériné, ou pas, une proposition faite au nom des membres présents à la 30e assemblée générale de l'Union astronomique internationale (International astronomical union ou IAU), qui s'est tenue il y a quelques mois à Vienne.

Il fallait obtenir une majorité d'avis favorables parmi les 11.072 membres de l'IAU, qui étaient donc loin d'être tous présents à Vienne, pour rebaptiser la fameuse loi de Hubble en loi de Hubble-Lemaître. Il s'agit de l'un des piliers de la théorie du Big Bang proposée initialement par Georges Lemaître puis développée par Georges Gamow, Robert Herman et Ralph Alpher et dont l'acceptation n'a commencé à s'inscrire, au sein de la communauté scientifique, qu'à partir de la découverte du rayonnement fossile en 1965.

Extrait de la plateforme TV-Web-cinéma « Du Big Bang au Vivant » qui couvre les plus récentes découvertes dans le domaine de l'astrophysique et de la cosmologie (2010). http://www.dubigbangauvivant.com/ © Jean-Pierre Luminet

Comme Futura l'expliquait dans le précédent article ci-dessous, l'astrophysicien et cosmologiste français Jean-Pierre Luminet avait depuis longtemps défendu, notamment par des publications disponibles sur arXiv, la prééminence de Georges Lemaître en ce qui concerne la fondation de la cosmologie moderne.

Le vote électronique pouvait se faire jusqu'à minuit UT le 26 octobre 2018. Le résultat est tombé via un communiqué récent de l’IAU.

La résolution proposée a été acceptée par 78 % de voix pour et 20 % contre (et 2 % d'abstention). L'IAU recommande donc désormais de parler de la loi de Hubble-Lemaître.

  • En 1927, Georges Lemaître avait déjà obtenu la loi de Hubble concernant l'expansion de l'Univers en relativité générale, aussi bien théoriquement que sur la base de données déjà obtenues par Edwin Hubble.
  • La découverte de Lemaître est longtemps restée inaperçue dans le monde anglo-saxon, car elle avait été publiée en français.
  • En 1929, Hubble fait la même découverte sur une base observationnelle plus large et plus solide. Lemaître lui laisse volontairement la place. Mais, cette année, les membres de l'IAU ont voté pour renommer la loi de Hubble en loi de Hubble-Lemaître. Le vote a entériné ce choix.
Pour en savoir plus

Expansion de l'univers : Lemaître contre Hubble 

Article de Laurent Sacco publié le 16/09/2018

Tous les membres de l'Union astronomique internationale n'ont pas encore voté une résolution proposée par leurs collègues lors de la dernière assemblée générale. Mais il semble très probable que la priorité de Georges Lemaître sur Hubble, dans la découverte de la loi de l'expansion de l'Univers observable portant son nom, sera officiellement reconnue très bientôt.

Les membres présents à la 30e assemblée générale de l'Union astronomique internationale (International astronomical union ou IAU), qui s'est tenue tout récemment à Vienne, ont fait une proposition remarquable. Elle va bientôt être soumise à un vote électronique de tous les membres de cette association internationale non gouvernementale regroupant des astronomes à partir du niveau doctorat, actifs dans la recherche professionnelle et dans l'éducation en astronomie. Il s'agit d'une résolution qui devrait plaire à Jean-Pierre Luminet car elle concerne le Belge Georges Lemaître et sa prééminence en ce qui concerne la fondation de la cosmologie moderne, une thèse fréquemment soutenue par l'astrophysicien et cosmologiste français.

En l'occurrence, l'IAU s'apprête très probablement à renommer la fameuse loi associée généralement à la découverte de l'expansion de l'univers observable, annoncée en 1929, par l'astronome états-unien Edwin Hubble. La résolution de l'IAU mentionne à ce propos que « la découverte de la récession apparente des galaxies, qui est habituellement appelée la loi Hubble, est l'un des jalons majeurs dans le développement de la science de l'astronomie au cours des 100 dernières années et peut être considérée comme l'un des piliers fondateurs de la cosmologie moderne ». Si le vote aboutit, on devra désormais parler de la loi de Hubble-Lemaître.

Lemaître avait deux ans d'avance sur Hubble

Comme Futura l'expliquait dans un précédent article (voir ci-dessous), à l'occasion d'une polémique temporaire mettant en cause l'intégrité de Hubble et qui a finalement été lavé de tout soupçon, Lemaître avait, en fait, devancé Hubble en 1927 en publiant un travail en français dans une obscure revue, bien évidemment inconnue du monde anglo-saxon, leader de l'astronomie à l'époque. Lemaître faisait non seulement mieux que Hubble en voyant dans les données que celui-ci commençait à collecter quelque chose qu'il ne voyait pas encore, mais surtout il comprenait la vraie nature de la loi de Hubble-Lemaître tout en donnant en bonus une première estimation de la fameuse constante de Hubble.

Hubble ne se prononçait pas vraiment sur l'expansion de l'espace. L'observateur qu'il était se contentait d'avoir trouvé une loi reliant le décalage spectral vers le rouge de certaines galaxies avec leur distance à la Voie lactée. Décalage que l'on pouvait penser naïvement être dû à un effet Doppler bien curieux, qui aurait fait de notre Galaxie un centre d'où les autres galaxies s'éloignaient d'autant plus rapidement qu'elles étaient lointaines.

Ce n'était pas le cas de Lemaître. Excellent mathématicien et physicien théoricien en ce qui concernait l'utilisation et l'interprétation de la théorie de la relativité générale d'Einstein, Lemaître avait compris qu'il n'y avait pas d'effet Doppler. Pas d'effet Doppler, mais bien la manifestation de l'expansion de l'espace qui dilatait d'autant plus la longueur des photons (comme l'aurait fait un ruban élastique sur lequel on aurait tracé une sinusoïde) que ces quanta de lumière avaient voyagé longtemps pour nous rejoindre, subissant un effet d'étirement pendant une durée d'autant plus longue, et ce quelle que soit leur position initiale par rapport à un observateur par ailleurs arbitraire.

Une présentation des contributions de Georges Lemaître par Dominique Lambert Les mécanos de la Générale : Einstein, 100 ans de la relativité générale, conférence du 10 novembre 2015. © BnF

Lemaître s'efface volontairement devant Hubble

Hubble et Lemaître se sont rencontrés en 1928, à Leyde aux Pays-Bas, à l'occasion de la 3e assemblée générale de l'IAU et ils ont discuté d'une expansion possible de l'espace, déduite des observations de Hubble. Disposant finalement de plus de données, Hubble fera donc l'annonce de sa découverte en 1929. Avec beaucoup d'élégance, Lemaître ne revendiqua pas une priorité à laquelle il pouvait prétendre, laissant penser pendant encore longtemps que Hubble avait tout fait, alors qu'il est très probable que sa rencontre avec Lemaître, en 1928, ait joué un rôle dans son travail.

Le physicien états-unien Howard Robertson avait également découvert en 1928 la loi de Hubble, mais il n'avait eu aucune interaction à ce sujet avec Lemaître et Hubble, sa découverte resta inaperçue. Robertson était connu avec le mathématicien britannique Arthur Walker pour la dérivation d'une famille de solutions des équations d'Einstein en cosmologie relativiste comprenant, comme cas particulier, les solutions de Lemaître et Alexander Friedmann décrivant des univers en expansion dans les années 1920. 

Une présentation de la vie de Edwin Hubble. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © Hubble Space Telescope


Polémique : Lemaître est-il le vrai découvreur de la loi de Hubble ?

Article de Laurent Sacco publié le 19/07/2011

Qui a vraiment découvert le premier la loi reliant décalage spectral et distance des galaxies lointaines, autrement dit la loi de Hubble ? On l'attribue à Georges Lemaître depuis longtemps mais certains laissaient entendre qu'Hubble aurait pu censurer ce grand physicien belge. Qu'en est-il réellement ?

Contrairement à ce que l'on pense encore trop souvent, toutes les galaxies ne s'éloignent pas de nous et le décalage spectral vers le rouge de celles qui le font n'est généralement pas une manifestation de l'effet Doppler. Ce n'est en effet que lorsque l'on se place à une échelle de distance supérieure à celle des amas de galaxies que l'expansion de l'espace se manifeste.

Curieusement, et bien que l'on crédite Edwin Hubble de la découverte de l'expansion de l’univers dans son célèbre article de 1929, celui-ci se refusait à envisager son observation comme autre chose qu'un fait brut dont il laissait l'interprétation aux théoriciens. Mais il y a plus surprenant encore : la relation entre le décalage spectral (équivalent à un effet Doppler en première approximation) et la distance des galaxies exprimée linéairement (la fameuse loi de Hubble) était déjà donnée par Georges Lemaître dans un article de... 1927 !

De gauche à droite : Millikan, Lemaître et Einstein. © Université catholique de Louvain

Cet article avait été publié en français dans les annales de la Société scientifique de Bruxelles et s'intitulait : Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant, rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques. Il est remarquable à plus d'un titre car non seulement il contient une dérivation analytique de la loi de Hubble à partir des équations de la relativité générale mais aussi une estimation numérique de la valeur de la fameuse constante de Hubble.

Cerise sur le gâteau, Lemaître interprétait déjà tout à fait correctement le décalage spectral non pas comme un vrai effet Doppler mais bien comme l'effet de la dilatation de l'espace sur la longueur d'onde de la lumière pendant son trajet, effet d'étirement d'autant plus important que le trajet dure longtemps.

Edwin Hubble en train de lire dans son bureau. © California Institute of Technology

Il est vrai que Lemaître utilise pour sa découverte des observations concernant les distances de certaines galaxies provenant des travaux de Hubble, mais il n'en reste pas moins qu'il précède celui-ci de deux ans et qu'il comprend, lui, qu'il s'agit bien d'un effet de l'expansion de l'espace. Ce qui fait dire à certains que le télescope Hubble devrait être débaptisé pour s'appeler le télescope Lemaître !

Une censure sous la pression de Hubble ?

Tout ceci est connu des historiens depuis un certain temps. Un autre fait surprenant n'est également pas nouveau puisqu'on le trouve mentionné, par exemple, dans le célèbre traité de cosmologie de Peebles, Principles of Physical Cosmology (p. 82), en 1993. Si une traduction anglaise de l'article de Lemaître a bien été faite en 1931 dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, plusieurs paragraphes concernant précisément la découverte de Lemaître ont tout simplement disparu ! La publication a été faite sous l'impulsion d'Arthur Eddington, l'ancien mentor de Lemaître, mais l'identité du traducteur restait inconnue à ce jour.

C'est précisément ce flou qu'exploitaient plusieurs articles récemment publiés sur Arxivet qui ont même fait l'objet de commentaires dans le journal Nature pour insinuer que non seulement il y avait eu censure de l'article de Lemaître mais que l'auteur de cette censure était probablement Hubble lui-même afin de s'assurer la priorité sur la découverte de Lemaître et peut-être la pérennité de crédits de recherche pour l'observatoire du Mont Wilson.

On peut très sérieusement mettre cette thèse en doute suite à une révélation faite par Jean-Pierre Luminet en réponse à l'article de Nature. En effet, l'un des spécialistes de Lemaître, Dominique Lambert de l'université de Namur, vient de retrouver dans les archives une lettre montrant que la traduction de l'article de 1927 a été réalisée par Lemaître lui-même à la demande d'un des membres de Royal Astronomical Society. Il s'agirait donc d'une autocensure de la part de Lemaître.

La même année, en 1931 et toujours dans Nature, le chanoine publiait un article posant les bases de ce qui constituera entre les mains de Wheeler, DeWitt et Hawking la cosmologie quantique. Mais c'est une autre histoire...

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