Naissance de la cosmologie moderne

La saga des Nobel - La relativité

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Comment est née la cosmologie moderne ?

Einstein et sa théorie de la relativité générale

Selon la relativité générale, l'Univers n'est pas infini, il est courbe et semblable à la surface d'une sphère, fini et sans bord. En partant dans le cosmos et en continuant tout droit pendant quelques milliards d'années, on finirait par revenir à notre point de départ, comme à la surface d'une sphère. Ces résultats publiés par Einstein en 1917 sont l'acte de naissance de la cosmologie moderne. Lui qui déteste les paramètres arbitraires en a tout de même introduit un dans ses équations : une constante cosmologique qui empêche la courbure de l'Univers de varier avec le temps. Si Einstein s'est resolu à cet artifice, c'est que l'Univers, tel qu'il apparaît alors aux astronomes, est parfaitement stable. À l'époque, on assimile encore l'Univers à la Voie lactée. Et on débat de ses dimensions, qu'on situe quelque part entre 10 000 et 30 000 années-lumière.

l'expansion de l'Univers et l'« atome primitif »

C'est seulement au début des années 20 que l'astronome Edwin Hubble montre l'existence d'autres galaxies extérieures à la Voie lactée. Soudain, l'Univers change d'échelle. En 1925, un chanoine beige nommé Georges Lemaître étudie à Cambridge, sous la direction d'Arthur Eddington, l'homme qui avait confirmé la relativité générale lors de l'éclipse de 1919. Plus tard, devenu professeur d'astronomie, il publie un article dans une petite revue belge. Il pense que l'Univers est en expansion, que toutes les galaxies s'éloignent les unes des autres. Mais il va plus loin : si elles s'éloignent, c'est qu'elles ont dû, autrefois, être réunies en un point. Il appelle ce point, à l'origine de l'Univers, « atome primitif ». 

Mais le début de l'Univers, découvert en Belgique par un chanoine, personne n'y croit. L'article de Georges Lemaître passe complètement inaperçu. Pendant ce temps, Hubble poursuit ses observations sur les galaxies lointaines. En 1929, il publie les résultats de près de 10 ans de travail. Presque toutes les autres galaxies semblent s'éloigner de nous. Il formule une loi qui porte son nom. Plus les objets stellaires observés sont lointains, plus leur vitesse est grande par rapport à nous. L'Univers est en expansion. La nouvelle fait sensation. Lemaître avait raison : l'Univers avait un commencement. On parle d'une grande explosion initiale, à laquelle on donne le nom de Big Bang

Lorsqu'il apprend ces résultats, Einstein est contrarié. Il aurait pu prévoir tout cela 10 ans plus tôt s'il avait accepté toutes les implications de sa propre théorie. Cette timidité, inhabituelle chez lui,  il la jugera plus tard comme la plus grosse erreur de sa vie. 

Réalisateur : Jean-Noël Delamarre

Producteur : Guilgamesh, La cinquième

Publié le - Mis à jour le 05-08-2019

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