ExpositionGeorges Lemaître, le maître du Big Bang

ForumdesHalles,Louvain-la-NeuveDusamedi15octobreaujeudi24novembre2016https://www.uclouvain.be/aventure-scientifique.html

http://www.uclouvain.be/772238.html

UniversitécatholiquedeLouvainArchivesGeorgesLemaîtreUCL-Culture–Scienceinfuse

Dossierpédagogiqueàl’intentiondesenseignantsdel’enseignementdusecondairesupérieur

(enpréludeetsuivid’unevisiteguidéedel’exposition)

CréditphotosetgraphedeGeorgesLemaître:©ArchivesGeorgesLemaître,UCL

Septembre2016

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TabledesmatièresDesréférencesàcertainesressourcespédagogiquesdisponiblessur internetpouvantêtred’intérêtpour l’enseignement secondaire supérieurenphysiqueeten lienavecl’Exposition,sontproposéesenfindecedocument(voirci-dessous).En particulier on recommande le “Livret d’activités pour enseignants” en françaisdisponibleettélédéchargeablesurlesitewebhttp://public.planck.fr/espace-educatif,qui propose un bel outil de préparation pour la physique étudiée par laMission dusatellitePlanck,etdontl’Expositionprésenteunemaquette.

- Tabledesmatières p.1

- GeorgesLemaître–Uneaventurescientifiquehorsducommun p.2

- GeorgesLemaître–Quelquesdates p.11

- PlacedeGeorgesLemaîtredansl’histoiredessciences p.13

- GeorgesLemaître,pèredelaThéorieduBigBang p.16

- Quelquesréférencesetressourcespédagogiquessurinternet p.20

- Matérieletcontenudel’Exposition p.22

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GeorgesLemaître–Uneaventurescientifiquehorsducommun17juillet1894–20juin1966

___________________________________________________1.Quelquesépisodesdesavie

GeorgesLemaître(17juillet1894-20juin1966) PrixFrancqui1934

Timbreéditépar la postebelgeen1994àl'occasiondu centenaire de sanaissance

LemaîtreentreRobertMillikanà gaucheetAlbert Einstein àdroite.Lathéoriedel'atomeprimitiftriomphe.CaliforniaInstituteofTechnology.Pasadena,10janvier1933.

Lemaître entre Robert Millikan àgauche et Albert Einstein à droite. Lathéorie de l'atome primitif triomphe.California Institute of Technology.Pasadena,10janvier1933

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2.Brèvebiographie

LEMAÎTRE(Georges-Henri-Joseph-Edouard,Mgr),astronome,cosmologueetprofesseuràl'UniversitécatholiquedeLouvain,néàCharleroile17juillet1894,décédéàLouvainle20juin1966.

C'estdèsl'âgede9ansqueLemaîtrepressentsadoublevocation,celledefuturprêtreetdescientifique.Aprèsdeshumanitéschezlesjésuites,ilentreàdix-septansàl'écoled'ingénieurde l'Université catholique de Louvain. En 1914, il interrompt ses études et s'engage commevolontairedansl'arméebelge.Alafindeshostilités,ilrecevralaCroixdeguerreavecpalmes.

Il entreprend alors l'étude de la physique et des mathématiques et s'oriente vers l'étatsacerdotal. IlobtientunDoctoraten1920avecunethèsesur"L'approximationdesfonctionsdeplusieursvariablesréelles"sousladirectiondeCharlesdelaValléePoussin.

La tragédie de la guerre à laquelle il a participé l'a profondément marqué : il entre auséminaire deMalines et est ordonnéprêtre en 1923.Mais ni la guerre, ni ses études, ni savocation n'ont tari sa curiosité : dès 1920, il a pris contact avec la théorie de la relativitégénéraled’AlbertEinsteinetl'aparfaitementassimilée.

En 1923, il obtient la bourse de voyage du gouvernement belge ainsi qu'un fellowship duCommitteeforReliefinBelgiumdelaBelgianAmericanEducationalFoundation.Ilpeutainsiserendreà l'UniversitédeCambridge (Angleterre) chez l'astronome - relativisteArthur StanleyEddingtonqui l'initieà l'astronomiestellairemoderneetauxméthodesnumériques. Ilpassel'annéesuivanteauHarvardCollegeObservatorydeCambridge(USA)chezHarlowShapleyquivenaitdes'illustrerparsestravauxsurlesnébuleusesetauM.I.T.,oùils'inscritaudoctoratensciences.

DeretourenBelgique, ilestnomméchargédecoursà l'UniversitécatholiquedeLouvainen1925. Ilmetalorsenchantier lemémoirequi luiapportera lanotoriété internationaleetquiparaîtra en 1927 dans les Annales de la Société scientifique de Bruxelles, sous le titre "UnUnivers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesseradiale des nébuleuses extragalactiques". Il y présente une toute nouvelle conception :l'expansion physique de l'Univers. Einstein, tout en approuvant les mathématiques de lathéorieduchanoineLemaître,refusera,dansunpremiertemps,d'accepterl'idéed'unUniversen expansion. Il le croyait immuable, mais reconnaîtra plus tard que ce fut la plus grandeerreur de sa vie. Peu soucieux des honneurs, Lemaître n'a pas jugé bon de se faire plusamplementconnaître,nidefairepublicitéàsonarticle.Enfait, ilétaitdéjàconcentrésurunnouveaudéfi:résoudreleproblèmeducommencementdel'Univers.

Cette même année 1927, il retourne présenter au M.I.T. sa thèse de doctorat sur "Thegravitational field in a fluid sphere of uniform invariant density according to the theory ofrelativity". Il est reçu "Doctor of Philosophy" et est nommé ensuite professeur ordinaire àl'UniversitécatholiquedeLouvain.

En1931,sonancienmaîtreEddingtonpublieunetraductionanglaisedel'articlede1927ainsiqu'un longcommentaire.Lemaîtrefutalors invitéàLondresafindeparticiperàuneréuniondelaBritishAssociationsurlarelationentrel'Universphysiqueetlaviedel'esprit.C'estlàqu'ilproposeundébutsingulierdel'Universenexpansionetlancel'idéedel'"AtomePrimitif"qu'ilprécisedansunmémoirepubliédans lesMonthlyNoticesoftheRoyalAstronomicalSociety.Cettepropositionprovoquauneréactiontrèsvivedelacommunautéscientifiquedel'époque.Eddingtonqualifiacettehypothèsederébarbative.

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QuantàEinstein,illatrouvasuspectecar,selonlui,elleévoquaittropledogmechrétiendelacréation et était non défendable du point de vue physique. Le débat entre cosmologie etreligion prit des allures polémiques et durera plusieurs décennies. Dans ce débat, Lemaîtreseraunacteurfondamentalquinecesserajamaisdeséparerclairementlasciencedelafoi.

LemaîtrerencontraEinsteinàdiversesreprises.En1927àBruxelles,lorsd'uncongrèsSolvay.En1931et1933,àl'athenaeumdePasadena(Californie),en1932enBelgique,lorsd'uncycledeconférencesàBruxellesetunedernièrefoisen1935àPrinceton.

En1933,annéeoù il repritetapprofondit lathéoriede l'Universenexpansion(publiéedanslesAnnalesde laSociétéScientifiquedeBruxelles),Lemaîtreconnaîtrasaplusgrandegloire.Lesjournauxaméricainsl'appellentle"fameuxscientifiquebelge"etilseraqualifiédeleaderdelanouvellephysiquecosmologique.

Le17mars1934, l'abbéLemaîtrereçut lePrixFrancqui, laplushautedistinctionscientifiquebelge,honneurquiluifutremisparleRoiLéopoldIII.SesparrainsétaientAlbertEinsteinetlesacadémiciensCharlesde laValléePoussinetAlexandredeHemptinne.Lesmembresdu juryinternationalétaientEddington,Langevin,deDonderetDehalu.Uneautredistinctionque legouvernementbelgeréserveauxsavantsexceptionnelsluifutaccordéeen1950parl'octroiduprixdécennaldessciencesappliquéespourlapériode1933-1942.

En1936,ilfutélumembredel'AcadémiePontificaledesSciences.Ilypritunepartactive,endevintleprésidentenmars1960etlerestajusqu'àsamort.IlfutnomméégalementPrélaten1960.

En 1946, il publie son livre sur l'Hypothèse de l'Atome Primitif aux Editions du Griffon àNeuchâtel,livrequiallaitêtretraduitenespagnollamêmeannéeetenanglaisen1950.

Pendant la décennie 1950, il abandonna graduellement une partie de sa charged'enseignementpourlacessercomplètementàsonéméritaten1964.

A la fin de sa vie, il se consacra de plus en plus au calcul numérique. Il était en fait uncalculateur,algébristeetarithméticienremarquable.Dès1930,ilutilisalesmachinesàcalculerles plus performantes de l'époque comme laMercédès. En 1958, il introduisit à l'UniversitéuneBurroughs E 101, le premier calculateur électroniquede l'Université. Lemaître gardaunintérêttrèsgrandpourledéveloppementdesordinateurset,plusencore,pourlesproblèmesde langageetdeprogrammation.Avec l'âge,cet intérêtpritdesproportionsdeplusenplusgrandesaupointdel'absorberpresquecomplètement.

Sociable,dévouéàsesétudiantsetcollaborateurs, il restatoutefoisunchercheur isoléetonnetrouvequepeudecorrespondancesetd'échangesscientifiquesavecsespairsàl'étranger.

Sicet incontestableprécurseurdelacosmologiemodernerestenéanmoinsdansl'ombredesgrands noms du XXe siècle (Einstein, Eddington, Hubble et Gamow notamment), c'estprobablementàcausedufaitqu'ilétaitprêtre(FredHoyle,quiestàl'originedel'appellationdu Big Bang, ne le lui a jamais pardonné !) et de l'ambiguïté de son personnage, à la foismodesteetimbudelui-même.Modeste,parcequ'iln'anicouruaprèsleshonneursnicherchéàtoutprixàsefairereconnaître.Imbu,danssamanièred'affirmer,toutaumoinsenprivé,sescapacitésdemathématicienetl'originalitédesesidées.Maiscelanel'apasempêchéd'avoiruncaractèreouvert, franc,gai,optimiste, jovial,manifestant toujoursunesouplessed'espritremarquable.

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3.Uneapprocheconcisedel'œuvredeGeorgesLemaître

GeorgesLemaître(1894-1966)estundesgrandsnomsdelacosmologiecontemporaine.Amid'Einstein,ilfutlepremieràdonner,en1927,uneexplicationduphénomènededécalageverslerougeduspectredesgalaxiesobservéparEdwinHubbleentermesd'expansiondel'Univers.A l'aide d'un modèle d'Univers sphérique ("fini et sans borne") à expansion exponentielle(aujourd'huicemodèleportelenomd'Universd'Eddington-Lemaître),ildérivauneexpressioncorrectedelaloiditedeHubble(quineserapubliéeparcedernierqu'en1929)selonlaquellelavitessedefuitedesgalaxieslointaines(la"récessiondesnébuleuses"commeonledisaitàl'époque)estproportionnelleàleuréloignement.

Lemaîtreavait commencédesétudesd'ingénieur,maisaprès lapremièreguerre, il s'orientavers laphysiqueet lesmathématiques.Sonmémoiredefind'étude,réalisésous ladirectiondeCharlesdelaValléePoussin,portaitsurl'approximationdesfonctionsdeplusieursvariablesréelles. Après trois années de séminaire (1920-23), durant lesquelles il lui fut permis decontinuer à étudier la relativité générale (et en particulier la synthèse qu'en avait donnéeThéophileDeDonder,professeurà l'U.L.B.), il futordonnéprêtrepar leCardinalMercier.En1924ilpartitétudierl'astrophysiqueàCambridge(G.B.),grâceàuneboursedevoyage.C'estlàqu'ildevint l'élèved'Eddington.En1925, ilpartauM.I.T.etauHarvardCollegeObservatory.De retour à l'Université catholique de Louvain, il fut nommé professeur. Au terme de cesannées, il devint un spécialiste de la relativité générale et eut la chance de prendreconnaissance des données observationnelles concernant les galaxies, ce qui le conduisitnaturellementàécriresongénialarticlede1927.

Dès le début des années trente, il fut l'un des défenseurs d'une vision "explosive" ducommencement de l'Univers qu'il explicita par son "hypothèse de l'atome primitif" quiannonce déjà la future théorie du Big Bang. L'origine de son intérêt pour la question ducommencementdel'Universn'estnullementliéeàunequelconquemotivationphilosophiqueou théologique. En fait, elle est une réaction directe à une affirmation de son maîtreEddington,exprimantsa"répugnance"vis-à-visdel'idéed'uncommencementdel'Univers.Eneffet, Lemaîtremontra que cette idée peut être traitée correctement en utilisant les seulesressources de la physique (sans faire intervenir ni la philosophie ni la théologie) et plusparticulièrement la thermodynamique et la théorie quantique. Dans ce contexte, lecommencement naturel de l'Univers est un état d'entropie minimale où toute l'énergie-matière est concentrée en un seul quantum. Pour le cosmologue de Louvain, la matière,l'espace et le temps naissent de la désintégration progressive d'un unique "atome" initial,parfaitement homogène. Cet atome au sens étymologique (ce qui ne peut plus être scindé)représenteprécisémentcetétatdontnousvenonsdeparleroùtoutl'Universestréduitàunseulquantumd'entropieminimale.

Cette conception n'est plus de mise aujourd'hui. En effet, les physiciens expliquent laconstitutiondesdifférentsnoyauxatomiques,nonparunedésintégrationd'un"super-atome",maisparlacondensationprogressived'une"soupe"initialedeparticulesélémentaires:quarkset leptons. Cependant, l'hypothèse de Lemaître permettait de faire une prédiction que lesobservationsconfirmerontpeuavantsamort.CetteprédictionqueLemaîtrefut lepremieràproposer, est l'existence d'un rayonnement fossile, attestant du caractère "explosif" ducommencement de l'Univers. Ces "hiéroglyphes" permettant de retracer les premiersmomentsdel'histoirecosmologique,Lemaîtrelesenvisageaitcommedes"rayonscosmiques"(particules chargéesprovenantde ladésintégrationde l'atomeprimitif).Aujourd'hui,on saitqu'il s'agit d'un rayonnement électromagnétique qui s'est libéré de la matière après le BigBangetdontlatempératureestaujourd'huid'environ2,7°K(soit-270°C).

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L'importance cosmologique que Lemaître attribuait aux rayons cosmiques le conduisit à enétudierprécisément les trajectoires. Leproblèmedu calcul de celles-ci, appeléproblèmedeStörmer, nécessite des techniques numériques et une puissance de calcul importantes.Lemaître aidé de ses collaborateurs et étudiants (dont Manuel Sandoval Vallarta, OdonGodart,TchangYong-Li,RenédeVogelaere,LucienBossy,...)contribuèrentàlacaractérisationprécise des familles d'orbites suivies par les rayons cosmiques et du cône de Störmer danslequel se concentrent les rayons cosmiques qui touchent la Terre à un endroit précis. Cestravaux contribuèrent à donner une explication aux données d'observations relatives auxvariations d'intensité du rayonnement cosmique en fonction de la position de l'observateurterrestre.

L'hypothèse de l'atome primitif est chez le cosmologue de Louvain associée à un modèled'Univers sphérique doté de trois moments caractéristiques d'expansion (une expansiondécélérée qui commence par une singularité initiale, une phase de plateau durant laquellel'Univers est semblable à l'Univers statique d'Einstein et enfin une phase d'expansionaccélérée). Un tel comportement de l'Univers se décrit en introduisant une constantecosmologique dans les équations d'Einstein. Lemaître, contrairement à Einstein, tenaitbeaucoup à cette constante. Il estimait, à juste titre, que sa justification fondamentale,pourraitêtredenaturequantique (onsaitaujourd'huiqu'ellepeut s'interprétercommeuneénergieduvidequantique).Cemodèlequ'ilqualifiaitd’Univershésitant"luiservitdecontextepourdécrireses idéessur laformationdesgrandesstructures :galaxiesetamasdegalaxies.Pour Lemaître, celles-ci sont créées, par une condensation de la matière produite par ladésintégration de l'atome primitif, lors de la phase quasi-statique où l'Univers ressemble àceluid'Einstein.Ladescriptiond'untelprocessusdecondensationfutréaliséeaumoyend'unmodèled'Universinhomogène(baptiséplustardmodèledeLemaître-Tolman-Bondi)quiavaitétéétudiéparLemaîtredanssathèsededoctoratprésentéeauM.I.T.Jusquedanslesannéescinquante, Lemaître effectuera des calculs sur des modèles (mécaniques) de galaxies etd'amas.

LesconversationsentreLemaîtreetEinsteinfurenttrèsfécondes.Alasuited'unedecelles-ci,lecosmologuedeLouvainparvintàmontrerqu'uneanisotropiedel'Universnepeutréussiràévacuer les singularités qui apparaissent dans les modèles "phénix" (où se succèdentsingularitésinitialeetfinale).Ilfutainsileprécurseurdesthéorèmesdesingularités(PenroseetHawking)danslesquelsonprouve,souscertainesconditions,l'irréductibilitédecelles-ci.

La réellepassionque Lemaître avait pour le calcul numérique suscita chez lui une féconditémathématique extraordinaire (qui n'est malheureusement pas toujours reflétée par sespublications). Il futainsi, comme l'a fait remarquerAndréDeprit, sonélève,collaborateuretsuccesseur,undesinventeursdelatechniquemodernedelatransforméedeFourierrapide.

Lemaître fut aussi un homme largement en avance sur son temps pour ce qui concerne lecalculsurmachine.Dèslesannéestrenteilutilisa,pourlarésolutionduproblèmedeStörmer,lamachinemiseaupointauM.I.T.parBush.Ils'agissaitd'unemachineanalogiquesusceptiblede résoudre numériquement et de dessiner les solutions de systèmes d'équationsdifférentielles. A Louvain, Lemaître utilisa aussi des machines électro-mécaniques pourdéterminer, par exemple, les fréquences et les modes de vibration de la molécule demonodeutéroéthylène, dans le cadre d'un projet de collaboration (impliquant Marc deHemptinne et Charles Manneback) dont l'artisan principal était Hugh S. Taylor, le célèbrechimistedePrinceton.En1958, Lemaître introduisitetprogramma lepremierordinateurdel'UCL et peut être considéré à juste titre comme l'un des tous premiers programmeurseuropéens.

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Lemaître publia aussi des articles relatifs à une généralisation de la forme quaternioniquequ'Eddingtonavaitdonnéeàl'équationdeDiracdécrivantl'électronrelativiste.Ils'agitenfaitd'une équation qui reste invariante sous l'action du groupe de spin lié associé au groupepseudo-orthogonal SO(3,3). Cette étude et la lecture attentive desœuvres d'Elie Cartan, lemenèrent à s'intéresser à la théorie des spineurs tant d'un point de vue mathématiquequ'historique.

Dotéd'unevaste culture, Lemaître sedistinguaaussipar ses idéesoriginales sur l'œuvredeMolière (il entendaitmontrer que cetteœuvre était le produit de deux auteurs et il fit desconférencesauxtitressignificatifs :"UnepairedeMolières","Molière,uneétoiledouble",...)et par un projet de remplacement des chiffres et des méthodes de calcul utilisés dansl'enseignementprimaire. Il fautnoterque les "nouveauxchiffres"deLemaître (basés surunsystèmequimélangelesystèmedécimaletlesystèmebinaire)furentdéveloppésenBelgiqueparPapy,legrandspécialistedeladidactiquedes"mathématiquesmodernes".L'idéecentraledeLemaître,estqu'ilfautdévelopperdesméthodesdecalculquidiminuentlacontributiondelamémoireàcourtetà longterme.Cesméthodesnesontriend'autres,pourLemaître,quecellesqu'utilisentlesmachines!

Tout en étant un prêtre profondément attaché à sa foi (il était membre d'une fraternitésacerdotale:"LesAmisdeJésus"oùlesprêtresprononçaientlesvœuxdelaviereligieuseets'engageaient à vivre avec radicalité leur vocation) et à l'Eglise, Lemaître chercha toujours àséparerméthodologiquement l'approche scientifique de celle de la théologie. Pour lui, il nepouvait en aucun cas être question de confondre la singularité initiale (le commencementnaturel)aveclacréationausensthéologique.DevenuPrésidentdel'AcadémiePontificaledesSciencesen1960, ilveillascrupuleusementàdéfendre l'autonomiedes"deuxchemins"ainsiqu'il aimait à le rappeler : celui de la science et celui de la Révélation.Dès 1952 il intervintd'ailleurs, avec succès, auprès de Pie XII pour que ce dernier ne lie plus, dans ses discoursofficiels,lanotionthéologiquedecréationavecsonhypothèsedel'atomeprimitif.

Lemaître a donné une histoire à l'Univers et a brisé l'image immuable qu'on en avaitjusqu'alors.4.QuelqueslivrestraitantdeGeorgesLemaître

• L'AcadémiePontificaledesSciencesenmémoiredesondeuxièmeprésidentGeorgesLemaître. A l'occasion du cinquième anniversaire de sa mort, 1972, PontificiaeAcademiaScientiarumVaria,292p.

• TheBig-BangandGeorgesLemaître,1984. (A.Berger,éd.),D.ReidelPubl.Company,Dordrecht,Holland,420p.

• CosmologyofLemaître,1985(O.GodartetM.Heller,eds),Pacharted.,Tucson,204p.• Georges Lemaître, le Père du Big Bang, 1994 (V. De Rath, éd.), Editions Labor,

Bruxelles,ISBN2-8040-1025-2,156p.• Georges Lemaître et l'Académie Royale de Belgique. Œuvres choisies et notice

bibliographique.1995(AcadémieRoyaledeBelgique),219p.• Mgr. G. Lemaître savant et croyant. Actes du colloque commémoratif du centième

anniversaire de sa naissance, Louvain-la-Neuve, le 4 novembre 1994, 1996 (J.-Fr.Stoffel),Réminiscence3,CentreInterfacultaired'étudeenhistoiredessciences,Univ.catholiquedeLouvain,371p.

• AlexandreFriedman,GeorgesLemaître.Essaisdecosmologieprécédésde l'inventionduBigBang,1997(J.-P.LuminetetA.Grib,éds.),EditionsduSeuil,337p.

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• UnAtomed'Univers.Lavieetl'œuvredeGeorgesLemaître.LepèreduBigBang.2000(DominiqueLambert),Ed.Racine,372pp.

• L'inventionduBigBang,(Jean-PierreLuminet),Seuil2004,ISBN2-02-061148-1,267p.• TheDayWithoutYesterday-Lemaître,Einstein,andtheBirthofModernCosmology,

(Farrell,John)-Thunder'sMouthPress2005-NewYork,ISBN1-56025-660-5,262p.• LosOrigenesde la cosmologia. Friedmany Lemaître.(M.HelleretA.Chernin),URSS,

Libros de ciencia, serie de divulgacion cientifica, 2005, ISBN 5-354-01145-0 (éd.espangnole)–ISBN5-07-002053-6(éd.Russe,1991),133pp.

• TheDayWithoutYesterday-Lemaître,Einstein,andtheBirthofModernCosmology,(Farrell,John)-JapanesetranslationbyNikkeiBusinessPublicationsInc2006,ISBN4-8222-8288-0,285pp.

• Charles Darwin et Georges Lemaître, une improbable,mais passionnante rencontre.2008(DominiqueLambertetJacquesReisse),ClassedesSciences,AcadémieroyaledeBelgique,ISBN978-2-8031-0252-5,288p.

• La Historia del Comienzo.- Georges Lemaître, padre del big bang, 2010 (EduardoRiaza),Encuntro,ISBN978-84-9920-028-6,135pp.

• L'itinéraire spiritueldeGeorgesLemaître.Suivide"Universetatome" (inéditdeG.Lemaître).2007(DominiqueLambert),n°16,EditionsLessius,222pp.

• DrogaDuchowaGeorgesaLemaitre’a.Traductionenpolonaisde«L'itinérairespirituelde Georges Lemaître. Suivi de " Univers et atome " (inédit de G. Lemaître). 2011(DominiqueLambert),BibliotekaReligionietLitteris,210pp.

• GeorgesLemaître:Life,ScienceandLegacy,2012,(RodneyD.Holder&SimonMitton,editors),Springer,201pp.

• The Atom of the Universe. The Life and Work of Georges Lemaître, 4 juin 2014(DominiqueLambert),CopernicusCenterPress,versionanglaisedelabiographie«UnAtomed’Univers»parD.Lambert.

• Mastersof theUniverse,ConversationswithCosmologistsof thePast (HelgeKragh),OxfordUniversityPress,2014,304pp.

• Enpréparation:livreenmandarin.

5.LesArchivesGeorgesLemaîtreàl'UCL

AfinquevivelePèreduBigBangetsonUniverstoujoursenexpansion!

Celui qui, un jour, a eu le privilège d'approcher Mgr Georges Lemaître (1894-1966) n'a puqu'être subjugué par la personnalité hors du commun et haute en couleurs du père de lacosmologie moderne. Pour mieux faire connaître la personne et sonœuvre, en son tempsl'Institut d'astronomie et de géophysique G. Lemaître avec l'aide de collaborateurs decompétencesdiverses a rassemblébonnombredesarchivesqui le concerne.Peuàpeu,unpetit"musée"futmissurpied.Ilpermetdeperpétuerlesouvenird'undenossavantsparmilespluséminents,professeurdenotreUniversité,etd'assurerlapérennitédesesrecherches.Ellespermettentdedresseruntableauaussicompletquepossibledel'hommedescienceetdefoietellestémoignentduparcoursdelapenséeetdelaviedeLemaître.

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HistoriquedesArchives

AudécèsdeG.Lemaître,l'ensembledu"bureau"(mobilier,documentsscientifiquesetparfoispersonnels, ...) fut confié par sa famille à l’Université et au responsable de l'Institutd'astronomie et de géophysique, le Prof. O. Godart. Ce legs connut ensuite les aléas debeaucoupd'archives:stockées,ellessubirontledéménagementdel'UniversitéverslesitedeLouvain-la-Neuveetcen'estqu'en1977,àl'occasiondelanominationduProf.M.HelleràlaChaire Georges Lemaître, qu'un premier tri des documents scientifiques fut entamé avec lacollaborationdeceluiquifutleplusprochecollaborateurdeLemaître,leProf.O.Godart.Lorsdecetravail,desmanuscritsinéditsontétédécouverts.En1982,leProf.M.Heller,ànouveautitulairedelaChaireG.Lemaître,apoursuiviledépouillementetleclassementdesdocumentsscientifiques.

En1983,uncolloque(TheBigBangandGeorgesLemaître)futorganiséàl'UCLpourcélébrerle50ème anniversaire de la théorie du Big Bang. Lors de cette réunion qui a rassemblé denombreusespersonnalités internationalesetaussidesanciensétudiantsetcollaborateursdeLemaître, uneexposition fut organisée reprenantdumobilier, desmanuscrits originaux, deslettres,desdécorations importantes,desobjets sacerdotaux,desmachinesàcalculer, ...quiontappartenuàLemaître.Apeuprèsàlamêmeépoque,sousl'impulsiondeA.Deprit(ancienétudiant et collaborateur de Lemaître), un inventaire plus fouillé fut mis en chantier. Despapiers personnels de Lemaître furent classés par ordre chronologique, alphabétique(correspondance)et thématique.Desdocumentsse référantàLemaîtreetpostérieursàsondécèsfurentajoutésauxarchives.Unvraipetitmuséeétaitné.SagestionenfutrapidementconfiéeàL.Moensqui,dèsledébutsemontrapassionnéeparl'expérience.

En 1994, à l'occasion de nombreuses manifestations commémorant le centenaire de lanaissancedeG.Lemaître, lesarchivesontconnuunregaind'intérêt.Cenouvelengouementincita Gilbert Lemaître (neveu de G. Lemaître) à trier les documents relatifs au calculnumérique.GrâceàsoninsistanceauprèsdelafamilleLemaître,denouvellesarchivesfurentetcontinuentàêtrerassembléesau"muséeLemaître".

Depuis de nombreuses années, D. Lambert (docteur en sciences et en philosophie, prixLemaître 1999), y poursuit très activement l'étude de documents inédits. Ce travail l'a déjàconduit à publier une biographie soigneuse et une analyse fouillée des travaux de Lemaîtredanssonlivre"UnAtomed'Univers"(2000),"L'itinérairespiritueldeGeorgesLemaître"(2007)et"CharlesDarwinetGeorgesLemaître,uneimprobable,maispassionnanterencontre"(2008)avecJacquesReisse.

Dans les projets actuels, la numérisation partielle des photos et des documents les plusreprésentatifs est envisagée. Non seulement ce travail assurera la préservation et laconservation de ces archives, mais elle permettra aussi de répondre plus efficacement auxnombreusesdemandesd'accèsauxdiversdocumentsrassemblés.

ContenudesArchives

LesArchivesLemaîtresontvastesetvariées.Ellessontconstituéesdedocumentsscientifiquesrelatifs à la cosmologie, à lamécanique, à l'algèbre et au calcul numérique, de cours et denotesmanuscrites diverses, de livres scientifiques (environ 450), de documents religieux etphilosophiques(cahiersderetraites,...),d'objetssacerdotaux(ciboire,patène,cuillère).Ilyestégalementrassemblédumobilierdebureau,dumatérieldecalcul,dontlepremierordinateurde l'UCL, laBurroughE101du laboratoired'astronomieetdegéodésiedesannées50et60.Unecollectiondephotos,dediapositives (coursd'astronomie,voyages),d'articlesdepresse,

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sans oublier des souvenirs divers (décorations et distinctions honorifiques, ...) complètentcette collection. Plus récemment, des documents détenus par Christiane et Pierre Lemaître,sont venus enrichir le fond : document attribuant le Prix Francqui, cahiers et photos, petitsalbumsetdiapositivesdevoyagesetducoursd'astronomie.

©ArchivesGeorgesLemaître,UniversitécatholiquedeLouvainLilianeetMichelMoens-Haulotte

AveclacollaborationduProfesseurDominiqueLambert

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GeorgesLemaître–Quelquesdates

17-07-1894 NaissanceàCharleroi09-1904à06-1910 HumanitésauCollègeduSacré-CœuràCharleroi09-1910à07-1911 Uneannéed'étudesscientifiquesspéciales,auCollègeSaint-Michelà Bruxelles10-1911à07-1914 Troispremièresannéesd'étuded'ingénieurcivilàl'Université catholiquedeLouvain1914à1918 Guerre1914–1918.GeorgesetsonfrèreJacquessoldatsvolontaires02-01-1919 Abandondesétudesd'ingénieur.Réorientationverslessciences

physiquesetmathématiques.Parallèlement,titredebachelierenphilosophiethomiste

07-1920 Docteurensciences(maîtriseactuelle)aveclaplusgrandedistinction30-09-1920 Grandséminairepourlaformationdesprêtresàvocationtardive.

Etudedestravauxd’Einstein12-07-1923 Lauréatduconcoursdesboursesdevoyagescientifiques-mémoire

«Laphysiqued'Einstein»22-09-1923 Ordonnéprêtre08-1923 Etudiantchercheuràl'UniversitébritanniquedeCambridge07-1924 EtudiantenphysiqueauMassachusettsInstituteofTechnology

(MIT).Travaillesurlesétoilesvariables,larelativitégénérale,lagravitation.RencontreavecMillikan,HubbleetSlipher

01-1925à06-1925 VoyagescientifiqueauxUSA.Visitesd’observatoires:Yerkes,vanVleck,Lick,MontWilson(oùtravailleHubble),Lowell…

07-1925 Chargédecoursàl'UniversitécatholiquedeLouvain25-04-1927 «UNUNIVERSHOMOGENE,DEMASSECONSTANTEETDERAYON

CROISSANT,RENDANTCOMPTEDELAVITESSERADIALEDESNEBULEUSESGALACTIQUES»

07-06-1927 PromuPh.D.auMassachusettsInstituteofTechnology(MIT)24-10à29-10-1927 5eCongrèsdephysiqueSolvayàBruxelles.Lemaîtrerencontre

Einsteinpourlapremièrefois.EinsteinrefuselesidéesdeLemaître10-1927 Professeurordinaireàl'UniversitécatholiquedeLouvain03-1931 LanotedeLemaîtrede1927àproposd'unUniversenexpansionest

publiéeenanglaisparEddington09-05-1931 «THEBEGINNINGOFTHEWORLDFROMTHEPOINTOFVIEWOF

QUANTUMTHEORY».EnoppositionàEddington,sebasantsurlamécaniquequantiqueetlarelativité,exprimepourlapremièrefoisquel'Universaeuundébutquiamarquéaussiledébutdel'espaceetdutempsetqu'ilévoluesanscessedepuis.Lemaîtrevientd’indiquerquel’Universaunehistoire

08-1932à05-1940 NombreusestournéestriomphalesauCanadaetauxÉtats-Unisd'Amérique:conférences,séminaires,colloques,émissionsradio,articlesdejournauxprestigieux….

11-1932 ProfesseurinvitéauCalTech,USA15-01-1934 MédailleMendel17-03-1934 PrixFrancqui

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02-1935 Professeurinvitéàl'UniversitédePrinceton,USA27-07-1935 ChanoinehonorairedelacathédraleSaint-RombautàMalines.28-10-1936 Membredel'Académiepontificaledessciences02-1938à05-1938 Professeurinvitéàl'UniversitéNotre-Dame,Québec05-1938à06-1938 Professeurinvitéàl'UniversitédeChicago12-05-1939 MembredelaRoyalAstronomicalSocietyàLondres.1940à1945 Guerre1940–1945.Lemaîtreestcoupédelaplupartdesescontacts

scientifiques-plusaucunéchangeaveclemondescientifiqueanglo-saxon.

1946 Publicationdulivre«L'HYPOTHESEDEL'ATOMEPRIMITIF».Lelivreseratraduitenespagnoletenanglais.

07-1952 Voyaged'étudeàl'observatoiredeCapeTown,AfriqueduSud13-02-1953 MédailleEddington 08-01-1955 Inaugurationd’unbusteàl'effigiedeLemaîtreàl'AcadémieRoyale

deBelgiquedontLemaîtreestdevenudirecteurdelaClassedessciences

1958 AchatdelacalculatriceBurroughsE10103-1960 Nomméprésidentdel'AcadémiepontificaledessciencesetPrélat

domestiquedeSaSaintetéparlepapeJeanXXIII1961 Voyagesdetravailetd'étudeenEuropeetenAmériqueduNord07-1964 Admisàl'éméritatparl'UniversitécatholiquedeLouvain(retraite)20-06-1966 GeorgesLemaîtredécèded'uneleucémieàLouvain

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PlacedeGeorgesLemaîtredansl’histoiredessciences_____________________________________________

C’estenavril1927queGeorgesLemaîtrepublieunarticleintitulé«UnUnivershomogènedemasseconstanteetderayoncroissantrendantcomptedelavitesseradialedesnébuleusesextra-galactiques».En cette année 1927, les astronomes ont à leur disposition une quantité importanted’observations qui leurs permettent d’avoir une description relativement structurée del’Univers: cet Univers est essentiellement constitué de milliards de galaxies contenantchacunedesmilliardsd’étoiles.Un fait intriguant et inexpliqué apparaît cependant. Quelle que soit la direction desobservations,lesgalaxiessemblents’éloignerdenous,etcelad’autantplusvitequ’ellessontdistantes.C’estcequel’onbaptiserala«Fuitedesgalaxies».En1927,GeorgesLemaître,quivabientôtavoir33ans,adéjàuneviebienremplie.Né à Charleroi, il a fait ses études primaires et secondaires dans cette même ville et acommencé ensuite des études d’ingénieur à l’Université catholique de Louvain. Après troisannées,celles–cisont interrompuespar laguerre1914-1918.GeorgesLemaître,alorsâgéde20ans,s’engagecommesoldatvolontaireetpasseratoutelaguerreaufrontdel’Yser.Aprèslaguerre,abandonnantlesétudesd’ingénieur, ilbifurqueversledoctoratenphysiqueetmathématiques.Parallèlement,ilpoursuitunbaccalauréatenphilosophiethomiste.IlrentreauséminairedesvocationstardivesàMalinesen1920etaccèdeàlaprêtriseen1923.Durant cette formation religieuse, il étudie, seul, la théoriede la relativitégénéraled’AlbertEinstein et rédige un mémoire en vue d’obtenir une «bourse d’étude et de voyagescientifique».Entre 1923 et 1925, il passe une année à Cambridge en Angleterre et visite ensuite lesprincipauxobservatoiresastronomiquesdesEtats-UnisetduCanada.De retour enBelgique il est nommé chargé de cours à l’Université catholiquede Louvain. Ilcommencealorsunecarrièremultipledechercheur,d’enseignantetdeprêtre.En avril 1927 donc, Lemaître, brillant théoricien au courant des derniers résultats del’astronomie, publie cet article intitulé «Un Univers homogène de masse constante et derayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extra-galactiques». Il ydonne une explication de la «Fuite des galaxies» basée sur les équations de la relativitégénéraled’Einstein.Avecuneaudaceincroyable,ilrévolutionnetouslesconceptsscientifiquesdesonépoqueenyprésentantunUniversenexpansiondanslequellesgalaxiessontemportéesenmêmetempsquel’espacegonfle.C’était un pas de géant! Concevoir que les galaxies sont enmouvement DANS l’Univers neposaitpasdeproblèmeconceptuel,maisimaginerquec’estl’UNIVERSdanssonensembleQUICHANGE,qu’iln’estpasfigéetimmuable,étaitunerévolution.

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Promu entretemps Docteur en sciences aux Etats-Unis (PhD) et professeur à l’Universitécatholique de Louvain, il a, en octobre 1927, l’occasion de rencontrer Albert Einstein àBruxelles en marge du 5ième Congrès de physique Solvay. Il a avec lui une conversation enaparté,dansleParcLéopold,quisepoursuivradansuntaxi.Lemaîtreluifaitpartdesesidéespubliées quelques mois plus tôt. Einstein, qui avait lu l’article, le complimente pour sontraitementmathématiquemaisajoute«qued’unpointdevuephysiquecelaluiparaittoutàfaitABOMINABLE».La réaction d’Einstein n’était pas faite pour rassurer Lemaître,mais celui-ci continua à faireconfianceensonidéed’Universenexpansionsanschercherpourautantl’appuidepersonnesquiauraientpupartagersesidées.Ce n’est que trois ans plus tard, en 1930, que son ancien professeur de Cambridge, SirEddingtonprendconnaissancedel’articleetréalisel’importancedutravaildeLemaître:

“Thisseemsacompleteanswertotheproblemwearediscussing…”Il en avise immédiatement la communauté scientifique et en assure la diffusion de latraductionanglaise.Lemaîtrefaitsonentréedanslecercledessavantsrespectés!Maisilestdéjàplusloin…Si l’Universestactuellementenexpansion, ilest logiquedesedemanderdansquelétat ilsetrouvaitantérieurement.En1931,SirEddingtonexprimedanslarevue«Nature»sonopinionqu’illuiparaitimpossible-mêmerépugnant-d’étudierledébutdel’Universparlaphysiquemathématique.C’est l’occasionpourLemaîtredefaireunpasdeplus.Dansuntrèscourt,maisremarquablearticle intitulé «The beginning of theworld from the point of view of Quantum Theory», ilrépliquequ’iln’enestrienetjettelesprémicesdecequ’ilappelleraplustardla«Théoriedel’Atomeprimitif»,etquelapostéritéretiendrasouslenomdeBigBang.Avec une intuition remarquable, Lemaître propose un début de l’Univers extrêmementcondenséquimarquelanaissancedel’espaceetdutemps.Cet«Atomeprimitif»connaîtuneexpansionfulgurante(qualifiéeàtortd’explosive)autermedelaquelleapparaissentlalumièreet lamatière qui formera les étoiles et les galaxies. Cette expansion connaîtra ensuite unephaseplus lenteaucoursde laquelle l’Univers se structurerapourprésenter, aprèsunpeuplusde13milliardsd’années,laformequenousobservonsactuellement.Cetteidée,ànouveaurévolutionnaire,enferaunecélébrité.Entre1932et1940,Lemaîtreserasollicité sans cesse : cours, conférences, séminaires, colloques, prix scientifiques, interviewsdanslesmédiasinternationauxsesuccèderontpartoutdanslemonde.Malgré leur succès, les idées de Lemaître ne feront cependant pas l’unanimité, fauted’observations plus précises confirmant son scénario. Certains suspecteront en lui unecclésiastiquequiproposeunethéoriepermettantunamalgameavecunecréationdivinedumonde.Lemaîtres’esttoujoursénergiquementdéfendud’unetelleapproche.Lemaître était persuadé qu’il devait encore exister de nos jours des traces observables dudébut de l’expansion de son «Atome primitif». Il faudra attendre 34 ans, pour que des

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observationsfortuitesmettentenévidenceunrayonnementfossilequivalideradéfinitivementlescosmologiesduBigBangen1965.C’estl’annéesuivantequeLemaîtredécède…L’œuvrescientifiquedeGeorgesLemaîtren’estpaslimitéeàlacosmologie,ilaeunombredecontributionsinnovantesenmécaniqueanalytique,mécaniquecélesteetcalculnumérique.Maiscequiluivautuneplacedepremierplandansl’histoiredessciences,c’estl’audacequ’ilamanifestée en balayant tous les préjugés scientifiques de ses prédécesseurs et en brisantl’imaged’unUniversfigéetimmuable.GeorgesLemaîtreaaffirméquel’Universaunehistoireetquecelle-cipeutêtreétudiéeparlacosmologiephysiquedontilestunfondateur.Ilresterasanscontesteunegrandefiguredel’histoiredessciences!ToutcommeDarwinadonnéunehistoireàlavie,Lemaîtreadonnéunehistoireàl’Univers…

©MichelMoens,ArchivesGeorgesLemaîtreFévrier2012

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GeorgesLemaître,pèredelathéorieduBigBangGeorges Lemaître, un physicien, mathématicien et prêtre originaire de Charleroi, fut lepremieràébaucherunethéoriede l’originede l’Univers.Cettethéorie,connueaujourd’huisouslenomdeBigBang,aétéformuléedès1927.Né le 17 juillet 1894 d’une famille bourgeoise du pays noir, Georges Lemaître révèle uneintelligencebrillantedèsleshumanitésgréco-latines,qu’iltermineavantson16eanniversaire,aucollègedesjésuitesdesavillenatale.Aprèsune«spécialemath»,ilentreprenddesétudesd’ingénieurqui seront interrompuesen1914par laguerre,qu’il vit sous l’uniforme, commeengagé volontaire dans l’artillerie. Après l’Armistice, il reprend des études de sciencesphysiquesetmathématiquesquiluivalentundoctoraten1920àl’UniversitédeLouvainpuisunprogrammedeformationreligieuseaccélérée,réservéauxvocationstardives,auséminairedeMalinesoùilestordonnéprêtreen1923.

Unenouvellevisiondel’UniversGeorges Lemaître part ensuite pour l’Angleterre et les Etats-Unis, où il rencontre les plusgrandsastronomesdesontemps. Ilétudie lestravauxd’AlbertEinstein,auteurde lathéoriede la Relativité générale, dont il exploite les équations au-delà de ce que leur auteur avaitimaginé.Nomméchargédecoursàl’UCLen1925,ilobtienten1927untitredePhD(DoctorofPhilosophy) auMassachusetts Institute of Technology (MIT). Lamême année, il publie dansunerevuescientifiquedeBruxellesunarticleoùildécritl’Universenexpansionsousletitre:«UnUnivershomogènedemasseconstanteetderayoncroissantrendantcomptedelavitesseradialedesnébuleusesextra-galactiques».«C’estsapremièreintuitiongéniale»,expliqueleprofesseurDominiqueLambert(UNamuretUCL),quiestlemeilleurconnaisseurdelavieetdel’œuvredeGeorgesLemaître.«Ilaappris,enrendantvisiteàl’astronomeaméricainEdwinHubbleautoutnouvelobservatoireduMontWilson,enCalifornie,quelaplupartdesobjetscélestesontunecouleurdécaléeverslerouge,ce qui indique qu’ils s’éloignent (les objets qui se rapprochent étant décalés vers le bleu). Ilétablit alors, en vertu de la Relativité générale, une relation à laquelle personne ne pouvaitcroire à l’époque.» Il est d’ailleurs remarquable que, dans cette note de 1927, LemaîtreproposeuneformulationanticipéedelaloideHubblequiserapubliéequelquesannéesplustard (1929) et qui précise que la plupart des galaxies de l’Univers s’éloignent les unes desautresàunevitessed’autantplusgrandequ’ellessontéloignées.En 1931, en réaction à Eddington qui refusait de donner un statut physique à la notion decommencement de l’Univers, Lemaître rédige pour la revue Nature un bref article («Thebeginningoftheworldfromthepointofviewofquantumtheory»)quisuggèrequel’Universaunehistoire,quelamatièredontilestfaitdevaitêtreprésenteaudépartsouslaformed’ununiquequantum,maisquesonévolutionn’étaitpasécrited’avance«commeunechansonsurledisqued’unphonographe».Attention,l’expansiondel’Universnesignifiepasquelesgalaxiessedispersentdansl’espace.Noussommesdansunespacequis’élargitetquientraînedanscemouvementlesgalaxiesquilepeuplent.Lesgalaxiessontcommedesraisinssecsdansungâteauquigonfleàlachaleurdufour.Silesraisinss’éloignentlesunsdesautres,c’estparcequel’ensembledugâteaugrossit.EtLemaître,audacieux,faitunpasconceptueldeplus:sil’Universestenexpansion,c’estqu’il

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a été auparavant plus condensé. En «rembobinant le film» de l’expansion, on arrive doncforcémentaudébutdecetteexpansion,àunmomentoùl’Universestdansunétattrèsdensequ’il appelle l’atome primitif. «Nous pouvons concevoir, écrira-t-il plus tard, que l’espace acommencé avec l’atome primitif et que le commencement de l’espace a marqué lecommencementdutemps.»

Lecommencementdel’Univers«C’est sa deuxième grande intuition». C’est l’idée d’une singularité initiale, d’uncommencementdumonde.Uneidéeplusrévolutionnaireencorequel’expansiondel’Universcar,danslesannées1930,lesespritssontencorenourrisdelavisionphilosophiqueclassiquedel’Univers,conçucommeéterneletimmuable.L’idéed’uncommencementparaîtaussitropproche de la conception religieuse de la création du monde pour être scientifiquementcrédible.Eddington,enparticulier, trouvecettenotion«répugnante».LechanoineLemaîtrepouvait évidemment être suspect à cet égard, bien qu’il se soit efforcé avec constance deséparersontravailscientifiquedesafoichrétienne.Ilécriten1936dansunrapportdestinéàuncongrèscatholiqueàMalinesquelechercheurchrétien«faitabstractiondesafoidanssarecherche,nonpasparcequesa foipourrait l’encombrer,maisparcequ’ellen’adirectementrienàfaireavecsonactivitéscientifique.»Il y a, aujourd’hui encore, des intégrismes qui considéreraient une telle position commeblasphématoire.Etquediredecetteconclusiond’unexposédesathéoriedel’atomeprimitif:«LaSciencen’apasàcapitulerdevantl’UniversetquandPascalessayededéduirel’existencedeDieuàpartirdel’infinitésupposéedelaNature,onpeutpenserqu’ilnes’engagepasdanslabonnedirection.Iln’yapasdelimitationnaturelleàlapuissancedelapensée.L’Universnefaitpasexception. Iln’échappepasàsonemprise.»L’Inquisitionavaitcondamnédesgensàmortpourbeaucoupmoinsquecela.LatroisièmegrandeintuitiondeLemaître,issued’unecontroversejamaisrésolueavecAlbertEinstein,estlaconstantecosmologique.CetteconstanteavaitétéintroduiteparEinsteinpourassurer la stabilité de l’Univers dans ses équations de la Relativité générale. Lemaître etd’autres l’avaient finalement convaincu que l’Univers était enmouvement, donc instable etEinsteinavaitalors reniécetteconstantecosmologique, laqualifiantmêmede«plusgrandeerreurdesavie».MaisLemaîtretenaitàlaconserver,lui,cetteconstante.Nonpourstabiliserl’Univers,maispourluipermettreaucontrairedepoursuivresonexpansion.Il concevait cette expansion en trois phases: une phase d’expansion décélérée après le BigBang, suivie d’une phase quasi-statique durant laquelle l’évolution de l’Univers semblestagner, hésitant entre expansion et contraction, puis d’une troisième phase d’accélérationdans laquelle nous nous trouvons aujourd’hui1. Cette accélération exigeait, dans l’esprit deLemaître,«l’interventiond’uneforcederépulsionquinedevientvraimentactivequ’àgrandedistance», explique Dominique Lambert. «Car sous la constante cosmologique, il y a cetteforcederépulsionliéeplutôtàcequel’onappelleplutôtaujourd’huil’énergieduvide.Unvidequi, en théorie quantiquedes champs, ne signifie pas qu’il n’y a rien», précise-t-il. Lemaîtreconfirmaitainsi l’intuition–déjàexpriméedanssalettreàNaturede1931–del’importancedesphénomènesquantiques.

1Georges Lemaître donnait la préférence aux modèles cosmologiques du Big Bang danslesquels la phase actuelle présente une accélération de l’expansion. Encore une fois cetteintuitionétaitlabonne.LePrixNobeldephysique2011aétéattribuéauxastrophysiciensSaulPerlmutter, Brian Schmidt et Adam Riess pour avoir mis en évidence cette accélération del'expansiondel'Univers.

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Untriompheposthume

LacosmologiedeLemaître,trèsenvoguedanslesannées1930,luivaudraderecevoirlaplushaute distinction scientifique belge, le prix Francqui, en 1934, et d’être nommé AssociateFellowde laRoyalAstronomicalSocietyofLondon,en1939.Après laguerrede40-45,ayantsurvécuaubombardementquiadétruitsonappartementàLouvain,ilpublieunesynthèsedesestravauxsous le titre«L’hypothèsede l’atomeprimitif».Nommédoyende laFacultédesSciences de l’UCL en 1948, il se passionne alors pour le calcul numérique et devient undespionniersdel’informatiqueenBelgique.Ildevientaussimembredel’Académiepontificaledessciences,dontildeviendraprésidentsixansavantsamort,survenueen1966,dessuitesd’uneleucémie.Entre-temps,sonhypothèsecosmologiqueavaitconnuunelongueéclipse,auprofitdelathéoried’unUniversstationnaire,défendueparlesBritanniquesFredHoyle,TomGoldetHermannBondi.Mais peu de temps avant sa mort, Lemaître avait eu la joie d’apprendre, par son fidèleassistantOdonGodart,quedeuxphysiciensaméricainsde laBellTelephone,ArnoPenziasetBobWilson, avaient détecté, par leur radiotélescope, un rayonnement très ancien, presquetotalement refroidi (à 2,7° Kelvin, l’échelle qui mesure les températures au départ du zéroabsolu)quibaigne tout l’Univers2.Ce rayonnementUniverselnepouvaitêtre interprétéquecomme un lointain écho du Big Bang. Lemaître l’avait cherché en vain dans les rayonscosmiques qu’il interprétait comme «l’éclat disparu de la formation des mondes». On saitaujourd’huiquelesrayonscosmiquessontprincipalementproduitsauseindelagalaxie.Maisl’initiateur du Big Bang avait été bien inspiré en recherchant obstinément ce rayonnementfossile Universel, témoin d’un événement marquant du jeune Univers : la séparation de lamatièreetdelalumière,survenue380000ansaprèsleBigBang.Decemêmeévénementsontnéesdelégèresirrégularitésdedensitéquidonnerontlieu,bienplus tard, à la naissance des galaxies. Ces irrégularités ont été cartographiées au début desannées1990parl’observatoiresatellitaireCOBE(CosmicBackgroundExplorer),dontlamissionavaluunprixNobelàsonconcepteurprincipalGeorgeSmoot.Unedeuxièmesonde,appeléeWMAP(WilkinsonMicrowaveAnisotropyProbe)aaffinéletravailaudébutdesannées2000.Le 14mai 2009, un troisième engin, le satellite Planck3, a été tiré par une fusée Ariane enmême temps que le télescope spatial Herschel, pour préciser encore les détails de cesirrégularitésdurayonnementfossilequeSmootavaitjolimentappelées«lesridesdutemps».OnnoteraquelesdétecteursdePlancksont30foisplussensiblesqueceuxdeWMAPet1000foisplusqueceuxdeCOBE,cequidonnelamesuredesprogrèstechnologiqueseffectuésenmoinsde20ans.Ladécouvertedurayonnementfossileetladétectiondesesirrégularitésontremisfermementen selle la théorie du Big Bang, aujourd’hui confortée par un faisceau d’observations qui larendentincontournable.CettecosmologieacertesbeaucoupévoluédepuisqueLemaîtreenajetélesfondations.Ils’estparfoistrompé.Parexempleendéveloppant,contrairementàsonsuccesseuraméricainGeorgeGamow,l’idéed’unBigBangfroid,alorsquel’Universdudébutétait chaud et s’est progressivement refroidi en se structurant. Il a aussi trop simplifié leschosesenconcevantunUniverssphérique,alorsqu’onleconsidèreaujourd’huicommeplutôt

2CettedécouverteleurvalutlePrixNobeldephysiqueen1978.3 Voir en particulier le “Livret d’activités pour enseignants” en français, disponible ettélédéchargeablesurlesitewebhttp://public.planck.fr/espace-educatif(maistropvolumineuxpour être repris dans ce document), qui offre un bel outil de préparation pour la physiqueétudiéeparlaMissiondusatellitePlanck.

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«plat».Maisilavaiteudebonsréflexes,commederevoiràl’enverslefilmdel’expansion,dechercher un rayonnement fossile et de croire en l’existence d’une valeur non-nulle de laconstantecosmologique.Sur l’âge de l’Univers, aussi, il avait formulé une estimation assez juste de l’ordre de 10milliards d’années. Depuis 2003, grâce aux observations de la sondeWMAP, on estime quel’Universestâgéde13,7milliardsd’années.Maisonn’estpasàquelquesmoisprès.Bref,nousconclurons avec Dominique Lambert que «même s’il s’est parfois trompé sur la nature deschoses,GeorgesLemaîtreaeutouteslesbonnesintuitions»etqu’ellessonttoujoursvalables,80ansaprès.

Adaptéd’unarticledeJean-LucLÉONARDLégendesdesphotosci-dessousPhoto1(GeorgesLemaître):

GeorgesLemaîtreaconstruitlesfondationsdelathéorieduBigBangenpassantlesobservationsastronomiquesaucribledelaRelativitégénérale.1934.

Photo2(Lemaître-Einstein):Georges Lemaître a rencontré à de nombreuses fois Albert Einstein avec qui ildiscutait de relativité et demodèles cosmologiques. Ici: à Pasadena, Californie en1933.

Photo3(Lemaître-Eddington):C’est Sir Arthur Eddington, son ancien professeur à Cambridge (GB), qui attiral’attention de la communauté scientifique sur la contribution fondamentale deGeorgesLemaîtreencosmologie.Ici:àStockholmen1938.

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Quelquesréférencesetressourcespédagogiquessurinternet(français–anglais)En vert, des documents particulièrement intéressants en lien également avecl’ExpositionGeorgesLemaître.Lancementparl’ESAduvéhiculeATV-5GeorgesLemaître,le29juillet2014:Vidéo:https://www.youtube.com/watch?v=qyKELiY1-z0

GeorgesLemaître,danslaStationSpatialeInternationale,

ayantvoyagéavecl’ATV-5GeorgesLemaître.Août2014.

CNRS–France:LeCentrenationaldelarecherchescientifiquehttp://www.cnrs.fr/EspaceGrandPublic:http://www2.cnrs.fr/public/Dossiersmultimédias:http://www2.cnrs.fr/multimedia/DossiersSagaScience:http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/saga.htmetspécifiquementlaprésentationsuivantefortcaptivanteetcomplètesousledossiermultimédiaenligne«LeBigBang»:http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosbig/LaMissiondusatellitePlanck:Siteenfrançais:HFiPlanck:http://public.planck.fr/Touteslesrubriquessurcesitesontintéressantes(àvisionner:«PlanckExpress»!)Espaceéducatifaveclivretspourenseignantspouvantêtredéchargés(voirenparticulierle«Livretd’activitéspourenseignants»télédéchargeable):http://public.planck.fr/espace-educatifSiteenanglaisdel’AgenceSpatialeEuropéenne(ESA)concernantlesatellitePlanck:http://www.cosmos.esa.int/web/planck

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EuropeanSpaceAgency(ESA):http://www.esa.int/ESAPourlaBelgique:http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/Belgium_-_Francais

Siteenfrançais:Dossierspédagogiques--différentscycles(élève–professeur):http://www.esa.int/Education/Dossier_pedagogique

SitesenanglaisSpaceforeducators:http://www.esa.int/EducationClassroomresources:http://www.esa.int/Education/Classroom_resourcesSolarsystemandUniverse:certainsdesdocumentssontdisponiblesenfrançaishttp://www.esa.int/Education/Teachers_Corner/Solar_System_and_UniverseVoir(parexemple)«Teachersnotes»:http://www.esa.int/Education/Teacher_Notes_-_scienceVoir«HerschelandPlanckintheclassroom»:http://www.esa.int/Education/Herschel_and_Planck_in_the_classroom2avecleursressourcesdocumentaires(parexemplehttp://esamultimedia.esa.int/docs/edu/HerschelPlanck/EN_10_PLANCK_Tauber.pdf)EuropeanSouthernObservatory(ESO):http://www.eso.org/public/Enfrançais:http://www.eso.org/public/france/?langCherchersous«Outreach»,Education:Educationmaterialendenombreuseslanguesdontlefrançais,aveccahiersdeprojetsdéchargeables:http://www.eso.org/public/products/education/list/2/http://www.eso.org/public/france/products/education/HubbleSpaceTelescope:http://www.spacetelescope.org/Educationalmaterial(enfrançais):http://www.spacetelescope.org/kidsandteachers/education/NASAEducation:http://www.nasa.gov/offices/education/about/index.html

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Matérieletcontenudel’Exposition______________________________

Famille–Militaire–Études Photos–Documents–Médaillesmilitaires–Livred’optique–ÉtudesLescientifique–Lecosmologue LebureaudeLemaître–Photos–L’Atomeprimitif–Plaquettes Manuscrits–«Lanaissancedel’espace»-LettreàNature LettresàEinstein,Eddington,deSitter–Documentsaudio/vidéoLetempsdelagloire LePrixFrancqui–Lettred’Einstein Médailles–Coupuresdepresse-LettresLamécaniquecélesteLecalculateur LaBurroughsE101–Machinesàcalculer(Mercédès,Curta)-ObjetsLeprofesseur Tableau–Enregistreur–Photos–Documentsdecoursetacadémiques-ObjetsLeprêtre Photos–Académiepontificale-Lettres–Coupuresdepresse-ObjetsEnl’honneurdeGeorgesLemaître Congrèsscientifiquesensonhonneur–Théâtre–Timbres-ObjetsHéliocentrisme/GéocentrismeProjectionsvidéo Documentsaudioetvidéodivers SalledeclasseetQuizzDivers Documentsdivers(personnels,voyages,littératuredeMolière,culturels,…) Lemaîtrelephotographe