Willem de Sitter (1872-1934)

Willem de Sitter (1872-1934) est né à Sneek aux Pays-Bas. Son père est président de la cour de justice de Harnem où Willem suit ses études primaires et secondaires, avant de s’inscrire à l’université de Groningen pour apprendre les mathématiques et la physique en préparant son doctorat. À cette époque, il analyse des photographies du ciel en collaboration avec Sir David Gill, directeur de l’observatoire du Cap. Kapteyn remarque le jeune De Sitter et lui propose de l’accompagner pour un voyage au Cap, en aout 1897, qui va marquer le début de la carrière du jeune astronome. Willem séjourne deux ans en Afrique du Sud et travaille sur des mesures relatives aux quatre satellites galiléens de Jupiter. De retour à Groningen en 1899, il achève ses études et obtient son doctorat en 1901. Sa soutenance porte sur l’héliomètre et sur les satellites de Jupiter. Il travaille avec Kapteyn jusqu’en 1908, où il est nommé professeur d’astronomie théorique à l’université de Leyde. En 1918, il devient directeur de l’observatoire qu’il réorganise en collaboration avec Kapteyn. Il y réoriente les activités vers la recherche théorique et l’astrophysique, alors qu’auparavant on n’y faisait guère que des observations de positions et de mouvements stellaires. Malgré une charge de gestionnaire pesante, De Sitter s’intéresse aux travaux les plus en pointe. C’est ainsi qu’il étudie la relativité générale formulée par Albert Einstein, dont il est un des premiers à en pressentir les implications cosmologiques. Il prend sa part dans la diffusion de cette théorie auprès des milieux scientifiques, principalement par la parution de trois articles intitulés Théorie de la gravitation d'Einstein et ses conséquences astronomiques, parus en 1916 et en 1917. On doit cependant noter que, dans le but de rendre sa théorie de la relativité générale de 1915, compatible avec son idée d’un univers statique, Albert Einstein y avait introduit en 1917 une constante cosmologique. Dans son troisième article, De Sitter, qui a intégré cette nouvelle théorie, propose une solution autre que celle d’Einstein. Elle débouche sur ce qu’on nommera l‘Univers de De Sitter.

Alors que l’univers d’Einstein était statique, celui de De Sitter faisait apparaitre d’autres caractéristiques. Einstein bien que déçu, dut admettre la solution de De Sitter, qui montra cependant que les objets y possédaient des propriétés quelque peu surprenantes. Sir A. Eddington, en effet, fit apparaitre que si l’on introduisait deux particules dans « l’Univers de De Sitter » ces dernières s’éloignaient l’une de l’autre d’autant plus vite que leur distance était importante. Un tel Univers, rempli d’étoiles ou de galaxies et dont la densité restait négligeable par rapport à la constante cosmologique, ne serait donc pas statique pour un observateur. Bien au contraire, ce dernier verrait s’éloigner les objets à une vitesse facteur de leur éloignement. Ainsi pour cet observateur, l’univers apparaitrait en expansion. En 1919, de Sitter fut opéré de la vésicule biliaire, mais un surdosage de produit anesthésiant déclencha des complications. Il contracta la tuberculose et dut se reposer en Suisse pendant deux années. De Sitter continua ses travaux et eut l’occasion de collaborer avec Einstein (ci-contre). Ainsi, en 1932, dans un important article rédigé en commun les deux hommes émettent l’hypothèse qu'il devait y avoir, dans l‘Univers, une grande quantité de matière qui n'émettait pas de lumière, donc, en principe, indétectable. Cette matière est appelée de nos jours matière noire. De Sitter a également travaillé en relation avec les plus grands astrophysiciens de son temps. Il reçut la Médaille Bruce en 1931 et devint président de l'Union Astronomique Internationale, de 1925 à 1928. Il mourut à soixante-dix ans, après une brève maladie. Il est considéré comme l’un des fondateurs de la cosmologie moderne.