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Edwin Hubble
Edwin Hubble (1889-1953), astronome américain, a démontré en 1924 que la Voie lactée n’est qu’une galaxie parmi d’autres, puis établi en 1929 que les galaxies s’éloignent d’autant plus vite qu’elles sont lointaines.
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En moins de dix ans, Edwin Hubble a changé deux fois l’image de l’Univers. Il a d’abord montré que les « nébuleuses spirales » sont des galaxies lointaines, multipliant la taille de l’Univers connu. Il a ensuite fourni la preuve observationnelle de l'expansion de l’Univers, fondement de la théorie du Big Bang. Le télescope spatial lancé en 1990 porte son nom.
Repères chronologiques
| Date | Événement |
|---|---|
| 20 novembre 1889 | naissance dans le Missouri ; fils d’un agent d’assurances |
| 1906-1910 | études de mathématiques et d’astronomie à l’université de Chicago ; boxeur et athlète |
| 1910-1913 | boursier Rhodes à Oxford, études de droit |
| 1913-1914 | professeur d’espagnol et entraîneur de basket dans un lycée |
| 1917 | doctorat d’astronomie à l’observatoire Yerkes |
| 1917-1919 | officier dans l’armée américaine pendant la Première Guerre mondiale |
| 1919 | entre à l’observatoire du mont Wilson, qui dispose du télescope Hooker de 2,5 m |
| octobre 1923 | identifie une céphéide dans la nébuleuse d’Andromède |
| 1er janvier 1925 | ses résultats sont lus à la réunion de l’American Astronomical Society (communiqués dès fin 1924) |
| 1926 | classification morphologique des galaxies |
| 1929 | publie la relation entre distance et vitesse d’éloignement des galaxies |
| 1936 | The Realm of the Nebulae |
| 1942-1946 | balisticien à l’Aberdeen Proving Ground pendant la Seconde Guerre mondiale |
| 1949 | premier utilisateur du télescope Hale de 5 m du mont Palomar |
| 28 septembre 1953 | mort d’une thrombose cérébrale |
Les galaxies existent
Au début des années 1920, les astronomes se divisent : les nébuleuses spirales sont-elles des nuages de gaz à l’intérieur de notre galaxie, ou des « univers-îles » extérieurs ? Le « grand débat » de 1920 entre Harlow Shapley et Heber Curtis n’a rien tranché.
En 1923, sur des plaques photographiques de la nébuleuse d’Andromède (M31), Hubble repère une étoile variable de type céphéide. Or la période de variation de ces étoiles est liée à leur luminosité réelle, relation découverte en 1912 par Henrietta Leavitt. En comparant luminosité réelle et luminosité apparente, Hubble calcule la distance d’Andromède : environ 900 000 années-lumière selon ses chiffres. C’est bien au-delà des limites de la Voie lactée. Les nébuleuses spirales sont donc des galaxies à part entière.
La valeur actuelle est d’environ 2,5 millions d’années-lumière : Hubble avait sous-estimé la distance, à cause d’une erreur de calibration des céphéides corrigée en 1952 par Walter Baade. Voir la galaxie d’Andromède et la Voie lactée.
La classification de Hubble
En 1926, il propose une classification des galaxies selon leur forme, représentée plus tard par le diagramme en diapason :
| Type | Description |
|---|---|
| elliptiques (E0 à E7) | ovales, de presque rondes à très allongées |
| lenticulaires (S0) | disque sans bras spiraux |
| spirales (Sa, Sb, Sc) | bulbe central et bras, plus ou moins enroulés |
| spirales barrées (SBa, SBb, SBc) | bras partant d’une barre centrale |
| irrégulières | sans forme définie |
Cette classification, complétée depuis, est toujours en usage. Voir les types de galaxies.
La loi de Hubble-Lemaître
Depuis 1912, Vesto Slipher mesure à l’observatoire Lowell le décalage vers le rouge du spectre des nébuleuses : la plupart s’éloignent à grande vitesse. Hubble, avec son assistant Milton Humason, mesure les distances de ces galaxies. En 1929, il publie une relation simple :
Le prêtre et astrophysicien belge Georges Lemaître avait obtenu cette relation dès 1927 et l’avait interprétée comme la conséquence d’un Univers en expansion, dans un article en français peu lu. En 2018, l’Union astronomique internationale a recommandé de parler de loi de Hubble-Lemaître.
| Estimation de H₀ | Valeur (km/s par mégaparsec) |
|---|---|
| Hubble, 1929 | environ 500 |
| mesures actuelles | entre 67 et 73 environ |
L’écart entre les mesures actuelles selon les méthodes, appelé « tension de Hubble », est un sujet de recherche. La valeur trop élevée de Hubble donnait un âge de l’Univers d’environ deux milliards d’années, inférieur à celui de la Terre ; l’âge admis est aujourd’hui de 13,8 milliards d’années. Voir le Big Bang et l'âge de l’Univers.
Hubble resta prudent sur l’interprétation de ses mesures en termes d’expansion. Einstein, qui avait introduit une constante cosmologique pour garder un Univers statique, lui rendit visite au mont Wilson en 1931 et abandonna ce modèle statique.
Le télescope spatial Hubble
Lancé le 24 avril 1990 par la navette Discovery, le télescope spatial Hubble a mesuré la constante de Hubble avec précision et contribué à la découverte de l’accélération de l’expansion (1998). Hubble lui-même n’a jamais reçu le prix Nobel : l’astronomie n’était alors pas considérée comme relevant du prix de physique.
Questions fréquentes
Qu’a découvert Edwin Hubble ?
Que les nébuleuses spirales sont des galaxies extérieures à la Voie lactée (1924), et que les galaxies s’éloignent à une vitesse proportionnelle à leur distance (1929), ce qui traduit l’expansion de l’Univers.
Hubble a-t-il découvert l’expansion de l’Univers ?
Il en a fourni la preuve observationnelle en 1929, à partir des décalages vers le rouge mesurés par Slipher et de ses propres mesures de distance. Georges Lemaître avait proposé la relation et son interprétation en 1927.
Pourquoi le télescope spatial s’appelle-t-il Hubble ?
En hommage à ses découvertes sur les galaxies et l’expansion de l’Univers. L’une des missions principales du télescope était de mesurer précisément la constante de Hubble.