Edwin Powell Hubble (1889-1953)

Edwin Powell Hubble, (1889-1953) est né à Marschfield dans le Missouri. Il passe ses premières années dans le Kentucky puis, il suit son père qui travaille comme avocat dans les assurances à Chicago. Dés son jeune âge, il est fasciné par la science et les mondes mystérieux que lui inspirent ses lectures, parmi lesquelles 20.000 lieues sous les mers  et  De la Terre à la Lune, de Jules Verne.  Durant sa scolarité, Edwin est brillant, autant sur le plan intellectuel que sportif. Il bat par exemple le record de saut en hauteur de l’Illinois. Ses résultats scolaires lui permettent d’obtenir une bourse pour entrer à l’université de Chicago. Il pratique alors le basketball et la boxe en amateur et montre un excellent niveau lors de combats qu’il livre en public en catégorie poids lourds. Ce qui ne l’empêche pas de suivre les cours d’astronomie de Georges Ellery Hale et ceux de Robert Andrews Millikan en physique, pour obtenir deux diplômes dans ces matières. En 1910, il obtient une bourse Rhodes, pour trois années et intègre l’université anglaise d’Oxford pour étudier la jurisprudence, jugeant les mathématiques trop « pointues ». De retour aux États-Unis a vingt quatre ans, il ouvre un cabinet d’avocat à Louisville dans le Kentucky, mais se rend vite compte que ce métier n’est pas fait pour lui. Il revient alors à sa passion première et reprend des études universitaires à l’observatoire de Yerkes. En 1917, il obtient son doctorat d’astronomie. Un jour, Georges Ellery Hale qui visite cet observatoire est impressionné par les talents prometteurs de Hubble à qui il propose un poste au Mont Wilson. Sur ces entrefaites (nous sommes en pleine première guerre mondiale), Hubble est mobilisé pour son service militaire. Il écrit à Hale qui ne peut donner suite à son offre, mais lorsqu’il rentre en 1919, il peut finalement intégrer l’équipe des astronomes du Mont Wilson en Californie.

Son arrivée au Mont Wilson, coïncide avec la mise en place du télescope « Hooker » de 2,50 m de diamètre, à l’époque le plus puissant du monde. En 1923, Hubble observe la grande Nébuleuse d’Andromède, qu’on ne qualifiait pas encore de galaxie et il y repère certaines étoiles qui présentent les caractéristiques des céphéides. Il utilise alors la méthode de Shapley, connue sous le nom de « loi de Leavitt-Shapley » pour établir la distance de cette nébuleuse à 800.000 al. Ce résultat positionne donc Andromède en dehors de notre galaxie et, par la même, clôt le débat sur la nature des objets diffus que l’on nommera désormais galaxies. Ci contre, Edwin Hubble et James Jeans en pleine observation. En 1929, Hubble aidé de son collaborateur, Milton Humason, mettent en relation leurs propres calculs de distances des galaxies, avec les décalages de leurs spectres vers le rouge, dus à l’effet Doppler, qu’avait mesurés Vesto Melvin Slipher. Ils découvrent qu’il existe une grossière proportionnalité entre les distances des quarante-six galaxies qu’ils ont étudiées et leur décalage spectral dans le rouge. Ils tracent alors une ligne de tendance qui va leur servir, l’année suivante, pour formuler une loi empirique, connue de nos jours sous le nom de « loi de Hubble » et qui associe ce décalage spectral et la distance des galaxies. Il apparaitra également que cette loi s’accorde avec la théorie de la relativité générale d’Einstein, appliquée à un « Univers de De Sitter » (en expansion).

Ci-contre, diagramme original publié par Hubble montrant la relation vitesse/éloignement pour les « nébuleuses extragalactiques ». Malgré le fait que le concept d’univers en expansion était connu depuis environ 1920, rien ne venait jusqu’alors confirmer cette thèse sur le plan expérimental. La loi de Hubble contribuera dans une large mesure à le crédibiliser. Cette loi se traduit par la relation: « V = Ho x d », dans laquelle « V » (en Km/sec) représente la vitesse d’éloignement et « d » (en millions de parsecs : Mpc) exprime la distance. H porte le nom de « constante de Hubble » et s’exprime en km/sec/Mpc. La constante « Ho » (dont la valeur initiale surévaluée à 500 km/s/Mpc fut modifiée, au fur et à mesure de l’évolution des précisions d’observation, pour se situer de nos jours vers 72 km/s/Mpc , montre que la vitesse d’éloignement d’une galaxie augmente donc de cette dernière valeur, chaque fois que sa distance augmente d’un million de parsec (soit 3.26 millions d’al). Cette « constante de Hubble » aura des conséquences sur le calcul de l’âge de l’Univers.

Dés 1917, la théorie de la relativité générale indiquait que l’espace pouvait être incurvé par la gravitation et que cette propriété induisait que l’Univers devait être, soit en expansion soit en contraction. Ne saisissant pas la signification de tels résultats, Einstein préféra le considérer comme statique et immobile. Il dût introduire dans ce but sa « constante cosmologique » qui eut pour effet de supprimer ce qu’il considérait alors comme une anomalie. Lorsqu’il prit connaissance des travaux de Hubble, il mesura son erreur et n’hésita pas à la qualifier de «plus grosse gaffe de sa vie». Hubble continue ses observations, il travaille alors simultanément aux observatoires du Mont Palomar et du Mont Wilson. Il entreprend de répertorier les galaxies en fonction de leurs différences morphologiques. En 1936, il propose une classification (schéma ci-dessous) nommée « séquence de Hubble », encore usuelle aujourd’hui, où il différencie les galaxies selon des types, elliptiques, lenticulaires, spirales, spirales barrées et irrégulières.

Toute sa vie, Hubble a été hanté par l’idée de parvenir à découvrir la structure de l’Univers par une méthode objective et non spéculative, ou de nature métaphysique. En 1931, Einstein le remerciera d’avoir rectifié son erreur. Devenu un personnage public, on voit son portait en couverture de « Time ». Il fut même un temps la coqueluche des vedettes du cinéma d'Hollywood. Il compte parmi ses amis, Aldous Huxley, le célèbre auteur de science fiction qui publie un best seller, Le meilleur des mondes, en 1932.

En 1938, il reçoit la médaille Bruce. Homme de science polyvalent, il montre la place active qu'un chercheur peut jouer dans la société. Il donne des conférences destinées au grand public, dans lesquelles il aborde des sujets aussi variés que l'exploration spatiale, Francis Bacon, la science en Angleterre durant la Renaissance, le « smog »... Pourtant on sait peu de chose sur sa vie privée qu’il s’attache à préserver. Qui croirait, en voyant ce fumeur de pipe partir à la pêche (image ci-dessus), que ce même homme permit à Einstein de rectifier sa théorie de la relativité et qu’il contribua de manière décisive à la découverte de l’expansion de l’Univers?