Willem de Sitter n’était pas seulement un nom dans un manuel. C’était un mathématicien et astronome néerlandais qui a contribué à transformer les équations abstraites d’Albert Einstein en réalité physique. Né à Sneek le 6 mai 1872, il mourut à Leyde le 20 novembre 1934, mais son impact sur la cosmologie dura bien plus longtemps.
Son parcours a commencé à l’Université d’État de Groningue. Il y étudie les mathématiques, mais c’est sous la direction de J.C. Kapteyn au laboratoire d’astronomie qu’il trouve sa véritable vocation. Il aimait l’astronomie. Ça a cliqué. Il a passé deux ans, de 1897 à 1899, à travailler à l’Observatoire du Cap en Afrique du Sud. Cette expérience est restée. Il se consacre ensuite aux étoiles.
À 108 ans, il était professeur d’astronomie à l’Université de Leiden. En 1919, il était directeur de l’Observatoire de Leiden. Mais sa véritable contribution est venue d’un mélange de mécanique céleste et de physique théorique.
Comment De Sitter a suscité l’intérêt des Britanniques pour la relativité
Au début de sa carrière, de Sitter a observé les quatre grands satellites galiléens de Jupiter. Il a analysé leurs mouvements pour déterminer leurs masses. Il s’agissait d’un travail détaillé, au niveau du terrain. Mais cela lui a donné les outils pour quelque chose de plus grand.
En 1916 et 1917, il publie une série d’articles à Londres. Ces articles décrivaient les conséquences astronomiques de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Einstein venait de publier la théorie. C’était complexe. C’était controversé. De Sitter l’a expliqué. Il l’a rendu visible.
Son travail a suscité l’intérêt des Britanniques pour cette théorie. Cela a conduit directement à quelque chose d’historique. Expédition d’Arthur Eddington en 1919 pour observer une éclipse solaire. Eddington voulait mesurer la déviation gravitationnelle des rayons lumineux passant près du Soleil. Les articles antérieurs de De Sitter ont contribué à ouvrir la voie à ce test spécifique. Sans ces bases théoriques, l’observation de l’éclipse n’aurait peut-être pas été priorisée ou interprétée de la même manière.
Pourquoi l’univers en expansion est important
C’est ici que la conception de l’univers de De Sitter différait de celle d’Einstein. C’est un point clé pour quiconque s’intéresse à l’histoire des sciences.
La conception relativiste d’Einstein de l’espace courbe l’a amené à considérer l’univers comme statique. Invariable en taille. Il lui fallait un modèle stable. De Sitter a regardé les mêmes calculs et a vu autre chose. Il soutenait que la relativité impliquait en réalité que l’univers était en expansion constante.
Cette vision était radicale à l’époque. Cela contredisait la notion dominante d’un cosmos statique. Mais c’était vrai. Les observations de galaxies lointaines par Edwin Hubble ont ensuite soutenu l’hypothèse de de Sitter. Hubble a vu le redshift. Il a vu la distance. L’univers s’éloignait.
Einstein a finalement adopté le point de vue de de Sitter. Il le fallait. Les preuves étaient trop solides.
Où De Sitter s’est trompé
Les calculs de De Sitter n’étaient pas parfaits. Ses estimations de la taille de l’univers étaient trop petites. Il en était de même pour ses calculs du nombre de galaxies contenues à l’intérieur. L’univers est bien plus grand et plus peuplé que ce qu’il avait prédit.
Mais sa vision théorique était parfaite. Il a compris la nature dynamique de l’espace-temps avant l’observation
