Dans les années 1920, en Californie, Edwin Hubble remarque que les galaxies lointaines ont tendance à s’éloigner de la Voie lactée. Son observation va mener à une nouvelle vision cosmologique proposée par Georges Lemaître, où l’univers serait en expansion.

Fin 1924, observatoire du mont Wilson, Californie. L’astronome américain Edwin Hubble observe le balai des galaxies. Mais un point le trouble. Les galaxies lointaines apparaissent plus rouges que celles qui sont proches de nous. Son observation va amener un autre scientifique, Georges Lemaître, à formuler dès 1927 une idée révolutionnaire. L’univers ne serait pas statique comme le pensait Einstein. Au contraire, il serait en train de s’étendre.

L’effet Doppler cosmologique

Le redshift (décalage vers le rouge) observé par Hubble est dû à l’effet Doppler. Quand une galaxie s’éloigne de nous, la longueur d’onde de la lumière reçue augmente et en conséquence cette galaxie nous apparaît plus rouge. Et si ce n’étaient pas les galaxies qui se déplaçaient… mais l’univers qui s’étendait ! Pour le visualiser, prenez un élastique. Placez-y dans l’ordre trois points A, B et C à égale distance. Étirez votre élastique. Que remarquez-vous ? Les points s’éloignent les uns des autres. Mais pour un observateur situé en A, le point C aura parcouru plus de distance que B, et ce pendant la même durée. Le point A aura donc l’impression que C s’éloigne plus vite que B. De la même manière, depuis la Voie lactée, une galaxie lointaine s’éloignerait plus rapidement qu’une galaxie proche et aurait donc un redshift plus élevé. C’est ce qu’observe Hubble.

« Ce ne sont pas les galaxies qui se déplacent mais l’univers qui s’étend »

Une loi, plusieurs auteurs

En 1927, le mathématicien et abbé belge Georges Lemaître est convaincu que l’univers est dynamique. En utilisant les données recueillies par Hubble, il publie un article avançant que la vitesse d’éloignement des galaxies les unes par rapport aux autres est proportionnelle à leur distance. Mais son article est rédigé en français, que ne parle pas Hubble. L’astronome américain écrit de son côté la « Loi de Hubble » en 1929. Cette loi est quasi-identique à celle de Lemaître, si ce n’est le nom donné à la constante de proportionnalité : constante de Hubble.  La communauté scientifique utilise alors la Loi de Hubble pour mieux étudier ces galaxies situées très loin de nous et reconstruire l’histoire de l’univers. Un nouveau domaine de la cosmologie prend forme : l’archéologie galactique.

Romain Fouchard

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