Georges Biddel Airy (1801-1892)

Georges Biddell Airy (1801-1892) est né à Alnwick dans le Norththumberland, au nord-est de l’Angleterre. A l’âge de douze ans, alors qu’il passe ses vacances chez un oncle du côté d’Ipswich, il lui demande de rester auprès de lui. La vie lui est trop difficile avec ses parents, tombés dans la pauvreté depuis que son père a perdu son emploi de collecteur de droits. Son oncle le prend donc sous sa protection et l’inscrit à la Grammar School de Colchester. Georges y reste cinq années et rencontre quelques difficultés relationnelles avec ses camarades qui le considèrent trop « snob ».En réalité, le jeune Georges, bien qu’il ne soit pas timide, a une tendance à l’introversion. Grace à son oncle qui l’aide financièrement, il peut entrer à 18 ans au Trinity Collège  de Cambridge, mais il doit travailler en tant que sizar  pour financer ses études. Il se montre un brillant élève et, en 1822, il obtient son diplôme, en tête du classement. L’année suivante, il reçoit une bourse qui lui permet de se consacrer entièrement aux études. En 1826, nommé professeur « lucasien » de mathématique, il brigue la présidence de la chaire et entre en compétition avec Charles Babbage et Georges Peacock. Il en sort vainqueur avec, en prime, une nomination de membre du conseil d’administration du Bureau des Longitudes. Airy, qui n’a aucune fortune personnelle souhaite cependant trouver une situation plus confortable. En 1827, il saisit l’opportunité de remplacer Robert Woodhose en tant que professeur d’astronomie. La même année, il devient directeur de l’observatoire de Cambridge. Il a enfin des revenus suffisants qui lui permettent d’épouser Richarda Smith en 1830. Cinq ans plus tard, il est nommé Astronome Royal et quitte Cambridge pour s’installer à Greenwich. Il remet de l’ordre dans l’administration de l’observatoire et le dote de nouveaux instruments (ci-dessous, la lunette Alt-azimutale). On lui reprochera en revanche de ne pas s’être suffisamment préoccupé de la formation de nouvelles générations d’astronomes. En 1834, il devient président de la Commission des Poids et Mesures.

Après avoir reçu le prix Lalande en 1835 et 1836, il devient successivement fellow de la Royal Society d’Edinburgh, puis de la Royal Society de Londres. En 1845, il reçoit la médaille de cette société et en devient le président en 1871. Il et anobli par la reine Victoria en 1872 et remplace John Herschel, qui vient de mourir, en tant que correspondant de l’Institut de France. Airy, infatigable s’intéresse parallèlement à la poésie, à l’histoire, à la théologie, à l’Antiquité, à l’architecture, à la géologie et à l’ingénierie. Il publie des articles relatifs à ces différentes matières. Cependant, l’essentiel de ses publications, comprenant onze livres et plusieurs centaines de notes rédigées pour les académies dont il est membre, traitent de mathématiques, de trigonométrie, d’optique et d’astronomie. Il n’est pas très apprécié de ses collaborateurs qui lui reprochent une trop grande rigidité et il fait l’objet de nombreux sarcasmes. De son côté il entretient également des conflits, comme celui avec Babbage dont il parvient à faire stopper le financement de son calculateur. Il s’est encore opposé à ce dernier, au sujet de la largeur des voies ferrées britanniques et a obtenu que soient généralisées des voies plus étroites que dans les autres pays du continent. Sa puissance organisatrice et sa capacité de travail hors du commun, sont pourtant reconnues et font de lui un conseiller de la Couronne très écouté. Airy est lucide sur sa carrière lorsqu’il déclare: «L'astronomie demande de la méthode de la part des équipes employées à ces tâches, plus que des connaissances scientifiques poussées. Nous avons fait beaucoup de progrès dans ce domaine, alors que dans ceux qui dépendent exclusivement de l'effort individuel nous avons peu accompli. Finalement nous n’avons pas apporté grand choses aux hautes branches de l‘astronomie…» Effectivement, si Airy n’a pas été un scientifique de génie, sa contribution est avant tout remarquable par ses aspects pratiques et organisationnels.

Ci-dessus, la lunette équatoriale qu’Airy a fait installer à Greenwich. Malgré mes commentaires précédents, je ne peux pas réduire à néant sa contribution scientifique. Ses publications s’étalent sur soixante trois années, avec une moyenne de plus de huit par an. Il a, par exemple, étudié le magnétisme et mis au point une méthode permettant de corriger les variations de la boussole utilisée sur des navires possédant une coque métallique. Souffrant lui-même d’astigmatisme, il est le premier à concevoir des verres correcteurs pour ce type de défaut de la vision. Il a calculé la densité de la Terre en utilisant les oscillations du pendule placé au fond d’une mine. Il a donné une théorie sur la polarité apparente de la lumière qui lui valu la médaille Copley. En astronomie, il a amélioré sensiblement les paramètres de l’orbite de Vénus et ceux des variations des positions de la Lune. On reproche à Airy son rôle dans la découverte de Neptune. Parallèlement à Le Verrier, John Couch Adams, un astronome anglais, était arrivé aux mêmes résultats; cependant Airy retarda la publication de ses travaux, ce qui valut au Français d’être officiellement reconnu découvreur de cette planète, au détriment de John Couch Adams.

De nos jours, les astronomes amateurs connaissent tous Airy pour ses « taches », qui leur servent à aligner les parties optiques de leurs instruments. Airy qui considère la lumière comme une onde, se demande ce qu’il advient quand deux ondes lumineuses se rencontrent. Il montre qu’elles interagissent par un phénomène nommé interférences. Une expérience que conduit Airy consiste à faire passer la lumière à travers un trou et constater à quel point elle est diffractée. Il met en évidence que plus la taille du trou diminue, plus l'effet de la diffraction est visible. Si le trou est parfaitement circulaire, la figure de diffraction nommée « tache d'Airy » présente un disque central et des cercles concentriques de plus en plus atténués (ci-dessus). Une altération de la forme de cette tache (ci-dessous, à droite) traduit une dégradation de la résolution de l’instrument et met en évidence un défaut d’alignement de ses parties optiques. Airy abandonne son poste d’Astronome Royal en 1881 et il se retire à Greenwich, où il meurt le 2 janvier 1892, à l’âge de  91 ans.