PREMIER MODÈLE D'UN UNIVERS EN EXPANSION

Vers le big bang

L’existence et la signification physique d’un « point » de l’espace-temps, situé au début de l’expansion, singulier parce qu’impliquant des valeurs infinies pour la densité, ne vont que très lentement s’imposer. Georges Lemaître (1894-1966), jeune mathématicien, astronome et physicien belge, prêtre catholique et professeur, n’a pas connaissance des travaux de Friedmann. En 1927, à son tour, il publie les solutions cosmologiques non statiques qu’il a calculées et qui portent désormais le nom d’univers de Friedmann-Lemaître. En outre, ici, il les confronte à des observations de galaxies en mouvement très rapide, réalisées aux États-Unis et disponibles depuis peu. Il confirme le modèle d’un univers en expansion, établit le taux de cette expansion en formulant la loi qui est désormais appelée « loi de Hubble-Lemaître », et discute l’état physique de l’Univers lors de sa phase primordiale, en la qualifiant « d’atome primitif ». Le débat autour de l’existence de cette phase primordiale se poursuivra après la Seconde Guerre mondiale. Dans les années 1950, il conduira l’astronome britannique Fred Hoyle (1915-2001), qui en dénie la réalité, à la qualifier, par dérision, de big bang et à privilégier un univers dit stationnaire, où de la matière nouvelle apparaîtrait continûment au cours du temps cosmique et que les observations n’ont pas confirmé. C’est l’univers de Friedmann-Lemaître, avec sa loi d’expansion de Hubble-Lemaître, qui est celui de la cosmologie moderne, toute entière fondée sur la relativité générale d’Einstein.