histoire Lemaître / Hubble : Fin de controverse.

[Dr Eric Simon]

Un débat passionné a éclaté il y a quelques mois au sujet de savoir qui est à l'origine de l'une des découvertes les plus profondes de notre époque : l'expansion de l'Univers.

 

C'est le célèbre (depuis) astronome américain Edwin Hubble, qui traquait l'expansion grâce à l'étude des vitesses et des distances de plusieurs dizaines de galaxies lointaines dans les années 1920, qui est généralement cité.

 

Mais il n'y a aucun doute que c'est en fait à Georges Lemaître, cosmologiste belge, que l'on doit d'avoir proposé la démonstration expérimentale de l'expansion de l'Univers en 1927, deux ans avant Hubble.

 

La "découverte" de Hubble en 1929 a quant à elle confirmé et bien étendu les résultats de Lemaître. Or il est apparu une controverse liée à l'article de Lemaître publié en 1931 qui était la traduction en anglais de son article de 1927 (publié en français dans une revue assez confidentielle).

 

Cette controverse vient du fait que dans cet article de 1931, les conclusions révolutionnaires de Lemaître n'apparaissent plus, ce qui rend a posteriori tous les honneurs à Hubble pour la découverte qui, lui, a vu son article de 1929 largement diffusé dans le monde... Des accusations de censure ont même été entendues...

 

Très intrigué par cette histoire, un astronome fasciné par l'histoire récente de l'astrophysique, Mario Livio du Space Telescope Science Institute de Baltimore, s'est mis en tête de retrouver exctement pourquoi des passages-clé de l'article de 1927 de Lemaître ont ainsi été supprimés en 1931 dans sa traduction. Et il a trouvé !, grâce à la trouvaille d'une lettre inédite de Georges Lemaître.

 

Mais revenons un instant sur l'histoire de cette découverte...

 

 

En 1922, Alexandre Friedman à Leningrad avait publié la théorie de l'expansion de l'univers dans l'une des revues de physique les plus prestigieuses de l'époque, le Zeitschrift für Physik, que Einstein réprouva dans un premier temps en déclarant faux les calculs effectués par Friedman, puis finit par en reconnaitre l'exactitude.

Il manquait bien évidemment une preuve expérimentale.

 

La même année (1922) l'astronome américain Vesto Slipher avait commencé à mesurer le redshift (décalages des fréquences vers le rouge, indiquant les mouvements relatifs) pour 41 galaxies dans le ciel de l'hémisphère Nord.

 

Les listant dans son livre de 1923 The Mathematical Theory of Relativity, le physicien britannique Arthur Eddington écrivit : «La grande prépondérance de vitesses de recul positives est très frappante." Mais il ajouta que le manque d'observations du côté de l'hémisphère Sud ne permettait pas de tirer davantage de conclusions.

 

En 1927, Georges Lemaître, prêtre et scientifique à l'Université catholique de Louvain en Belgique, après avoir passé deux ans à Cambridge (Royaume-Uni) auprès de Eddington et un an à Cambridge (MIT, Massachussetts) publie, en français, un article remarquable dans la revue assez confidentielle Les Annales de la Société Scientifique de Bruxelles intitulé "Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques" - oui, à cette époque les galaxies n'étaient que de vulgaires nébuleuses...-

 

Dans ce papier, Lemaître rapporte sa découverte de solutions dynamiques aux équations d'Einstein de la relativité générale,desquelles il dérive ce que l'on appelle aujourd'hui la loi de Hubble : la vitesse des galaxies est proportionnelle à leur distance par rapport à nous.

 

Mais Lemaître alla au-delà des seuls calculs théoriques dans son article. Il détermina le taux d'expansion de l'Univers en utilisant les vitesses des galaxies mesurées par Slipher, et leurs distances déterminées à partir de la luminosité, mesures publiées par Hubble (tiens, tiens...) un an plus tôt en 1926.

 

Pour la valeur de ce taux d'expansion, appelé aujourd'hui la constante de Hubble, Lemaître obtint une valeur de 625 km/s par mégaparsec.

Lemaître disait aussi que la précision des estimations de distance disponibles était insuffisante pour évaluer la validité de la relation linéaire qu'il avait découverte. (là c'est sûr, il avait pas tort, puisque la constante de Hubble vaut en fait aujourd'hui environ 73 km/s/Mpc)

 

En 1929, deux ans après l'article de Lemaître sort l'article de Edwin Hubble intitulé «A relation between distance and radial velocity among extra-galactic nebulae». Dans cet article, Hubble et son assistant, Milton Humason, ont utilisé des mesures de distance améliorées (en partie basées sur de meilleurs indicateurs de distance stellaire comme des variables céphéides et des novae) et des vitesses prises principalement des données de Slipher. Ils établissent la loi de Hubble, avec une valeur pour la constante de 500 km/s par mégaparsec.

 

En lisant cette histoire, il semblerait logique de mettre la découverte expérimentale de l'expansion de l'Univers et l'existence du principe d'une loi linéaire distance-vitesse au crédit de Lemaître, et puis la confirmation détaillée de cette loi à Hubble et Humason, étant donné leurs observations plus précises, qui ont étendue les mesures de vitesse de Slipher à de plus grandes distances. Mais c'est là que ça ce corse...

La traduction anglaise de l'article de Lemaître de 1927 a été publié dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society en mars 1931. Cependant, durant le processus d'édition, quelques paragraphes de la version originale française ont été purement et simplement supprimés, et notamment celui très important dans lequel Lemaître décrit la loi de Hubble et déduit le taux d'expansion.

 

Il manque également le paragraphe dans lequel Lemaître discute des erreurs dans les estimations de distance, ainsi que des notes de bas de page cruciales, dans l'une desquelles Lemaître a interprété la proportionnalité entre la vitesse et la distance comme résultant d'une expansion cosmique, rien de moins !

La disparition de ces passages lors de la traduction a été connue par certains mais pas tant que ça.

 

 

Jim Peebles cosmologiste à l'Université Princeton , a écrit dans un ouvrage sur Lemaître en 1984 : «Il est curieux que les paragraphes cruciaux décrivant comment Lemaître a estimé H, la constante de Hubble, et évalué les preuves de linéarité vitesse-distance ont été tronquées dans la traduction anglaise de 1931."

Qui a traduit l'article de Lemaître et pourquoi ont été supprimés ces paragraphes?

 

Sidney van den Bergh, astronome canadien, a spéculé il y a quelques mois que celui qui a fait la traduction sélective peut l'avoir fait pour conserver à Hubble la priorité de la découverte.

David Block, un mathématicien à l'Université de Witwatersrand à Johannesburg, Afrique du Sud, a suggéré en outre que Hubble aurait pu lui-même mettre la main dans cette censure cosmique, pour s'assurer que le crédit irait à lui-même et à l'Observatoire du Mont Wilson, où il faisait ses observations.

 

L'historien des sciences Robert Smith de l'Université de Alberta au Canada, qui croit que le crédit de la découverte de l'expansion devrait aller à Lemaître, a suggéré que les paragraphes peuvent avoir été coupés dans le cadre de pratique éditoriale standard par l'éditeur de la Monthly Notices.

 

C'est dans ce contexte commençant à devenir houleux que Mario Livio se mit en quête de la vérité sur ce qui se passa il y a 80 ans... Il réussit à obtenir auprès des Archives Georges Lemaître à Louvain la lettre envoyée par l'éditeur des Monthly Notices, l'astronome William Smart, à Georges Lemaître, au sujet de la traduction et de la publication de l'article.

 

Smart y demande à Lemaître s'il permettrait que son article de 1927 soit reproduit dans le Monthly Notices, parce que le conseil de la Royal Astronomical Society estimait que le papier n'était pas aussi bien connu que ce qu'il devrait.

 

Dans sa lettre, Smart nulle part n'évoque la volonté d'exclure un passage ou une note et n'évoque à aucun moment les résultats de Hubble.

 

Pour aller plus loin, Livio partit donc enquêter du côté des archives de la Royal Astronomical Society et a fini par retrouver la réponse que Lemaître adressa à Smart le 9 mars 1931, et cette dernière résoud entièrement l'énigme :

 

Dear Dr. Smart

I highly appreciate the honour for me and for our society to have my 1927 paper reprinted by the Royal Astronomical Society. I send you a translation of the paper. I did not find advisable to reprint the provisional discussion of radial velocities which is clearly of no actual interest, and also the geometrical note, which could be replaced by a small bibliography of ancient and new papers on the subject.

 

I join a french text with indication of the passages omitted in the translation. I made this translation as exact as I can, but I would be very glad if some of yours would be kind enough to read it and correct my english which I am afraid is rather rough. No formula is changed, and even the final suggestion which is not confirmed by recent work of mine has not be modified. I did not write again the table which may be printed from the french text.

 

As regards to addition on the subject, I just obtained the equations of the expanding universe by a new method which makes clear the influence of the condensations and the possible causes of the expansion. I would be very glad to have them presented to your society as a separate paper.

 

I would like very much to become a fellow of your society and would appreciate to be presented by Prof. Eddington and you.

 

If Prof. Eddington has yet a reprint of his May paper in M.N. I would be very glad to receive it.

 

Will you be kind enough to present my best regards to professor Eddington.

 

Lettre que l'on peut ainsi traduire :

 

"Cher Dr Smart,

J'apprécie beaucoup l'honneur que vous me faites ainsi qu'à notre société scientifique pour vouloir republier mon article de 1927 pour la Royal Astronomical Society. Je vous envoie une traduction de mon article. Je n'ai pas trouvé opportun de réécrire la discussion provisoire (prédictive?) sur les vitesses radiales qui est clairement sans intérêt, ainsi que la note sur la géométrie, qui pourrait être remplacée par une petite bibliographie d'articles anciens et nouveaux sur le sujet.

 

Je joins un texte en français indiquant les passages omis dans la traduction. J'ai essayé de faire une traduction aussi exacte que possible, mais je serais très heureux si vous seriez assez aimable de corriger mon anglais que je crains être plutôt rustique.

 

Aucune formule n'est changé, et même la suggestion finale qui n'est pas confirmée par mes travaux récents n'a pas été modifiée. Je n'ai pas réécrit à nouveau le tableau qui peut être imprimé tel quel à partir du texte français.

 

En ce qui concerne d'ailleurs le sujet, j'ai obtenu les équations de l'univers en expansion par une nouvelle méthode qui montre clairement l'influence des condensations et les causes possibles de l'expansion. Je serais très heureux de les présenter à votre société dans un article distinct.

 

J'aimerais beaucoup devenir un membre de votre société et apprécierais vous rencontrer et être présenté au Professeur Eddington.

Si le professeur Eddington a encore une réimpression de son article de mai dans les MN, je serais très heureux de le recevoir.

 

Seriez-vous assez aimable pour présenter mes meilleures salutations au professeur Eddington."

 

C'est donc bel et bien Lemaître lui-même qui a fait la traduction (comme il a pu) et a enlevé les passages qu'il pensait devenus quelque peu obsolètes depuis les résultats de Hubble... Il ne cherchait absolument pas à revendiquer quelque paternité que ce soit sur une découverte et préférait visiblement aller de l'avant, en évoquant dans cette réponse de nouvelles équations et proposant un nouvel article sur ces nouveaux travaux...

 

1. Livio, M. Nature 479, 173 (10 november 2011)
   
2. Lemaître, G. Ann. Soc. Sci. Brux. A 47, 49–59 (1927)
   
3. Hubble, E. P. Proc. Natl Acad. Sci. USA 15, 168–173 (1929).
   
4. Lemaître, G. Mon. Not. R. Astron. Soc. 91, 483–490 (1931).
   

Modifié 12 novembre 2011 par Dr Eric Simon

[iksarfighter]

Mais l'Univers-bulle, lui a été découvert par Bubble !

[Benoît]

Article très intéressant et très instructif. Merci beaucoup.

[gerard33]

Bonjour Éric

encore un article très intéressant

Google a sa façon très personnelle de traduire la lettre de Lemaître, peut-être pourrais-tu le faire en post-scriptum

merci de ton apport

[syncopatte]

J'adore ces facettes d'histoire des sciences.

 

il... préférait visiblement aller de l'avant, en évoquant dans cette réponse de nouvelles équations et proposant un nouvel article sur ces nouveaux travaux...

 

Article qui a été publié finalement ou pas?

Ou alors il estimait que ses nouveaux travaux et résultats ne collaient plus aux mesures plus récentes?

Une bien belle modestie en tout cas de la part de cet homme.

 

Merci pour ton "papier" Doc'!

 

Patte.

[Dr Eric Simon]

J'adore ces facettes d'histoire des sciences.

 

 

 

Article qui a été publié finalement ou pas?

Ou alors il estimait que ses nouveaux travaux et résultats ne collaient plus aux mesures plus récentes?

Une bien belle modestie en tout cas de la part de cet homme.

 

Merci pour ton "papier" Doc'!

 

Patte.

 

Oui, un second article de Lemaitre a bien été publié dans le courant 1931, intitulé sobrement "The expanding Universe", qui a été publié d'ailleurs dans le même volume des Monthly Notices que la traduction, et même dans les pages tout justes suivantes...

[Dr Eric Simon]

Bonjour Éric

encore un article très intéressant

Google a sa façon très personnelle de traduire la lettre de Lemaître, peut-être pourrais-tu le faire en post-scriptum

merci de ton apport

 

OK, je vais éditer mon post pour traduire la lettre de Lemaître (ouh... mes doigts en tremblent )

[Ygogo]

Bonjour

 

Merci beaucoup pour cet article très intéressant !

 

[ecliptic]

Bonjour,

 

intéressante évocation. "Aller de l'avant" et "modestie" (comme dit Syncopatte), je pense que vous avez bien mis le doigt sur des facettes de sa personnalité et plus particulièrement sur l'état d'esprit du moment de Georges Lemaître en 1931.

['Bruno]

Très intéressant ! Merci pour cet article détaillé sur un point d'histoire pas si anodin que ça ! Ce que j'en retiens, c'est que ce sont les mesures de Slipher, finalement, qui ont mis la puce à l'oreille des théoriciens (je pensais qu'elles avaient été sans lendemain).

 

Maintenant, j'imagine que Hubble n'avait jamais entendu parler de la théorie de Lemaître si l'article original a été publié dans une revue belge. Donc je pense qu'on peut parler de deux co-découvreurs.

[roger15]

Bonjour Éric,

 

Merci beaucoup pour ton sujet très intéressant. :be:

 

Voici, en complément, pour peut-être mieux connaître l'œuvre du chanoine belge Georges Lemaître, un très intéressant (quoiqu'un peu long : pas moins de trente pages !!!... :o ) article de Odon Godart (astronome et météorologiste belge) intitulé "Mgr Lemaître et son œuvre" paru dans la revue belge d'astronomie francophone "Ciel et Terre" en 1967, peu après la mort de Georges Lemaître (dont il fut l'assistant entre 1935 et 1938) survenue le 20 juin 1966 : http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1967C%26T....83...57G&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf

 

Roger le Cantalien.

[Dr Eric Simon]

Très intéressant ! Merci pour cet article détaillé sur un point d'histoire pas si anodin que ça ! Ce que j'en retiens' date=' c'est que ce sont les mesures de Slipher, finalement, qui ont mis la puce à l'oreille des théoriciens (je pensais qu'elles avaient été sans lendemain).

 

Maintenant, j'imagine que Hubble n'avait jamais entendu parler de la théorie de Lemaître si l'article original a été publié dans une revue belge. Donc je pense qu'on peut parler de deux co-découvreurs.[/quote']

 

Ce qui est sûr, c'est que dans l'article de Hubble de 1929, que vous pouvez voir ici :

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC522427/pdf/pnas01016-0006.pdf

il n'y a aucune référence au travail de Lemaître...

[Invité Julie Charland]

Bonjour,

 

Un autre article dans Le Journal de Québec, lundi, 14 novembre 2011, page 34:

 

''PARIS (AFP) L'astronome américain Edwin Hubble a donné son nom à un télescope spatial. Le cosmologue belge Georges Lemaître recevra-t-il cet honneur? Certains scientifiques l'ont souhaité au coeur d'une récente contreverse sur la façon dont une découverte cruciale est passé à la postérité.

 

''Le nom du Belge serait une bonne suggestion pour baptiser une future mission spatiale'', a avancé dans un éditorial la dernière édition de la revue scientifique britannique Nature.

 

Georges Lemaître, prêtre et mathématicien, avait publié dès 1927 sa découverte de l'expansion de l'univers, résumant dans une formule comment les galaxies s'éloignent d'autant plus vite qu'elles sont plus éloignées. Mais son article sur un univers ''de masse constante et de rayon croissant'' était paru dans une revue scientifique belge peu connue.

 

Deux ans plus tard, Hubble publie une formule similaire qui passera à la postérité comme ''la constante de Hubble''.

 

En 1931, lorsque paraît en Grande-Bretagnela traduction anglaise de l'article écrit quatre ans plus tôt en français par Lemaître, elle est amputée des paragraphes et notes montrant que le chanoine belge avait été le premier à définir la vitesse de fuite des galaxies en fonction de leur distance.

 

Qui était le traducteur? Y avait-il eu censure? Ce mystère a soulevé un débat animé, des astronomes ou historiens amateurs se demandant mêm si Hubble n'aurait pas joué un rôle dans cet oubli.

 

Cherchant à percer ce mystère, Mario Livio de l'Institue scientifique du télescope spatial (Baltimore, États-Unis) vient de découvrir que le traducteur n'était autre que Lemaître lui-même. dans une lettre trouvée dans des archives, Lemaître écrit à l'éditeur britannique qu'il a supprimé des passages devenus ''sans intérêt''.

 

Alors l'article publié par Hubble, peu lui importe, semble-t-il, de prouver l'antériorité de sa propre découverte. Il paraît plus soucieux, en 1931, de publier rapidement dans une grande revue scientifique britannique un nouvel article sur l'expansion de l'univers, expliquant qu'elle a commencé à partir d'un état ultra-condensé de la matière, une sorte ''d'atome primitif''. Un scénario qui prendra plus tard le nom de ''Big Bang''.

 

Une fois l'histoire clarifiée par Mario Livio dans Nature, reste l'idée de baptiser Lemaître une mission ou un télescope spatiale. David Block, mathématicien (Université de Witwatersrand, Johannesbourg) et historien amateur, a suggéré cet été que son nom pourrait être donné au futur télescope géant européen (ELT) European Extremely Large Telescope).''

 

Bonne lecture

[jujulolo]

Dans le très bon bouquin de S. Sigh sur le big bang il fait apparaitre une énorme différence "épistémologique" entre les deux personnages.

 

Lemaitre etait un theoricien qui a prevu le big bang "sur papier" et a calculé que le big bang devait avoir donné naissance à un univers en expansion.

 

Hubble etait un expérimentateur qui a mesuré la vitesse d'expansion de l'univers (ou la fuite des galaxies) mais qui n'a jamais voulu "theoriser" sur le fait que son résultat était un argument fort envers le big bang.

 

Hubble:

We use the term "apparent velocities" in order to emphasize the empirical feature of the correlation. The interpretation, we feel, should be left to you and the very few others who are competent to discuss the matter with authority.

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Edwin_Hubble

Modifié 16 novembre 2011 par jujulolo

[loollivier]

Bonjour,

pour ceux qui aiment l'anglais il y a un article sur sky and telescope à ce sujet depuis 2 jours http://www.skyandtelescope.com/