Histoires du cosmos : Georges Lemaître, le prêtre qui a fait exploser l'univers

Il y a des découvertes qui, bien qu'elles aient radicalement transformé notre vision du cosmos, ont atteint le monde avec le secret d'idées avant l'heure. Et il y a des gens qui, bien qu'étant à l'origine de ces révolutions silencieuses, sont restés au-dessus du bruit, fidèles à une vocation plus profonde que la gloire.

Georges Lemaître est l'une de ces figures. Prêtre catholique, physicien et brillant mathématicien, il a imaginé, bien avant que le Big Bang ne soit évoqué, un univers émergeant d'un point initial de densité infinie , qu'il a poétiquement appelé « atome primitif ».

Nous étions en 1927, et de nombreux physiciens, dont le célèbre Albert Einstein , qui avait publié sa théorie de la relativité générale un peu plus d'une décennie plus tôt, s'accrochaient encore à l'idée d'un univers immobile, comme si l'immobilité était une condition naturelle du cosmos. Mais Lemaître, avec sa perspicacité mathématique caractéristique, résolva les équations d'Einstein sans la constante cosmologique que le physicien allemand avait introduite pour garantir la stabilité de l'univers . Le résultat était inattendu et suggérait un univers dynamique en expansion.

Lemaître publia ses résultats dans une revue belge à tirage modeste et son article passa inaperçu de presque tout le monde, bien que dans ses pages se trouvait déjà ce qui serait plus tard connu sous le nom de loi de Hubble .

Deux ans plus tard, en 1929, l'astronome américain Edwin Hubble présenta des observations démontrant empiriquement cette même expansion. Mais Hubble n'utilisa pas les équations de la relativité ni ne proposa de modèle cosmologique ; il observa et mesura simplement que les galaxies lointaines présentaient un décalage vers le rouge dans leur spectre lumineux, c'est-à-dire que leur lumière s'étirait vers les longueurs d'onde plus grandes. De plus, il constata que plus une galaxie est éloignée, plus elle s'éloigne rapidement de nous.

La véritable synthèse avait cependant déjà été faite par Lemaître, qui fut le premier à unir théorie et observation, montrant que l'expansion de l'univers était une conséquence naturelle de la relativité générale et que les données le confirmaient .

En apprenant les résultats de Lemaître, Einstein réagit avec scepticisme. « Vos calculs sont exacts, mais votre physique est abominable », dit-il au jeune prêtre. Mais le temps, comme l'univers, allait répandre la nouvelle. Des années plus tard, Einstein lui-même reconnaîtrait son erreur en tentant de réparer un univers qui refusait de rester immobile, et reconnaîtrait Lemaître comme un pionnier.

Mais l'histoire ne s'arrête pas là. En 1931, Lemaître propose que toute la matière de l'univers connu ait été, dans un passé lointain, concentrée en un seul point d'une densité et d'une température inimaginables . Un état initial qui a donné naissance à l'espace, au temps et à tout ce qui existe. Il appelle cette idée « l'atome primitif », non par dogmatisme, mais par métaphore scientifique.

Dans les années qui suivirent, Lemaître continua à développer ses idées tout en travaillant comme professeur, mathématicien et membre actif de l'Académie pontificale des sciences, avec une humilité aussi expansive que ses théories.

Lorsque le terme « Big Bang » est apparu, il était souvent employé par ses détracteurs, notamment l'astrophysicien Fred Hoyle , partisan du modèle de l'état stationnaire. Pourtant, les observations continuaient de pointer dans la direction de Lemaître. Jusqu'à ce qu'en 1965, la détection accidentelle du rayonnement de fond cosmique porte le coup de grâce aux modèles alternatifs. C'était un écho de la naissance de l'univers que Lemaître avait imaginée des décennies plus tôt.

Pendant longtemps, le nom de Lemaître est resté relégué aux notes de bas de page. Ce n'est qu'en 2018 que l'Union astronomique internationale a finalement décidé de renommer la loi de Hubble « loi Hubble-Lemaître ». Justice avait été rendue à l'homme qui avait vu l'origine de l'univers avant tout le monde.

Observatoire astronomique de l'Université nationale