L'astronome belge Abbé Georges Édouard Lemaîtrédouard Lemaître (1894-1966) est à l'origine de ce que l'on a appelé la théorie du «big bang» de la cosmogonie.
Georges Lemaître est né à Charleroi le 17 juillet 1894. Déjà à 9 ans, il avait décidé de devenir à la fois scientifique et prêtre. Il n'a jamais vu de conflit essentiel entre la science et la religion; plus tard dans la vie, il aurait demandé: "Savez-vous où se trouve le cœur du malentendu? C'est vraiment une blague sur les scientifiques. Ils ont un esprit littéral. Des centaines de scientifiques professionnels et amateurs croient encore que le La Bible prétend enseigner la science. C'est un peu comme supposer qu'il doit y avoir un dogme religieux authentique dans le théorème binomial. "
À l'Université de Louvain, Lemaître a suivi des cours d'ingénierie et de sciences humaines, en mettant l'accent sur les premiers. En 1914, il était devenu un ingénieur minier civil de premier ordre et, au déclenchement de la Première Guerre mondiale, il rejoignit l'armée belge. Peu à peu, les intérêts de Lemaître se sont déplacés de l'ingénierie aux mathématiques et aux sciences physiques. En 1920, il obtient son doctorat dans ces dernières matières. En entrant au séminaire de Malines, où il a été autorisé à poursuivre ses études scientifiques, il se familiarise avec la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein. En 1923, il est ordonné prêtre. Il a ensuite étudié à l'Université de Cambridge, en Angleterre. En Amérique, de 1924 à 1925, Lemaître a poursuivi ses intérêts pour la relativité, en particulier ses implications cosmologiques, à l'Université Harvard et au Massachusetts Institute of Technology. En 1925, il retourne à l'Université de Louvain, où il est d'abord chargé des cours, puis nommé professeur.
La contribution scientifique la plus importante de Lemaître, ses idées sur l'origine de l'univers, appelée plus tard la théorie du «big bang» de la cosmogonie, se développent à Louvain en 1925-1931. Ces idées ont été stimulées par les observations de VM Silpher qui ont montré que les raies spectrales des étoiles dans les nébuleuses sont déplacées vers l'extrémité rouge du spectre, ce qui impliquait que ces nébuleuses s'éloignaient de la Terre. Pour Lemaître, cela semblait incompatible avec le modèle statique de l'univers rempli de matière d'Einstein; plus prometteur était le modèle de De Sitter, dans lequel les nébuleuses étaient progressivement éloignées les unes des autres. Mais le modèle de De Sitter a également semblé insatisfaisant à Lemaître.
En 1925, Lemaître a annoncé son intention d'explorer davantage la théorie de De Sitter. Deux ans plus tard, il réussit à réconcilier l'univers de De Sitter avec l'univers d'Einstein par un modèle intermédiaire, un univers en expansion rempli de matière, pour lequel Lemaître déduisit une loi reliant les distances des nébuleuses à leurs vitesses d'expansion, loi qui se révéla en accord. avec les mesures d'EP Hubble de 1929.
En 1931, Lemaître a formulé sa célèbre hypothèse, la théorie du «big bang» de la cosmogonie, pour rendre compte de l'expansion de l'univers. D'après le propre récit de Lemaître, c'est en lisant un article de 1931 sur l'origine et la fin du monde que l'idée de base lui vint. Supposons, raisonna-t-il, que nous inversions un processus bien connu, la multiplication toujours croissante des particules d'énergie radiante (ou quanta) dans l'univers. Si l'énergie totale reste constante, nous n'obtiendrons alors à un moment éloigné dans le passé qu'un énorme quantum d'énergie, un «atome primitif», comme il l'a appelé. Cet atome primitif - à la création de l'univers - doit donc avoir explosé en une énorme boule de feu; et Lemaître a démontré plus tard comment cette explosion, obéissant uniquement aux lois connues de la physique, aurait pu produire les nébuleuses en constante expansion, les étoiles et tous les autres constituants de l'univers observable, y compris les éléments radioactifs et les rayons cosmiques de très haute énergie.
Lemaître a également exploré une variété de domaines, des rayons cosmiques aux machines à calculer. Alors qu'il voyait les recherches d'après-guerre de Baade étayer son échelle de temps cosmologique, il a également vu son modèle cosmogonique défié par la théorie de l'état d'équilibre de H. Bondi, T. Gold et F. Hoyle. À l'heure actuelle, cependant, le modèle de Lemaître a reçu un soutien supplémentaire de la détection d'une très petite quantité de rayonnement dans l'univers, vraisemblablement laissé par la boule de feu primordiale qui a éclaté il y a plusieurs milliards d'années. Lemaître est décédé à Louvain le 20 juin 1966.
lectures complémentaires
Un compte rendu général du travail de Lemaître se trouve dans la préface de Ferdinand Gonseth à Lemaître L'atome primordial: un essai sur la cosmogonie, traduit par Betty H. et Serge A. Korff (1950). Pour le contexte, voir George Gamow, La création de l'univers (1952) et Milton Munitz, éd., Théories de l'univers (1957). □