L'éclipse solaire de 1919 et le premier triomphe de la relativité générale

L'éclipse solaire de 1919 et le premier triomphe de la relativité générale
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La science peut-elle exister en dehors de la politique? Le 29 mai 1919, l'astronome britannique Arthur Eddington faisait de son mieux pour le découvrir. Eddington s'était préparé à cette journée pendant une grande partie de la Grande Guerre, essayant de séparer les préjugés du moment de la recherche du savoir. Moins d’un an auparavant, Eddington avait finalisé son projet de test d’une nouvelle théorie de la gravité proposée par un scientifique allemand, alors même que l’armée allemande pilonnait Paris et menait l’une des campagnes les plus sanglantes de la Première Guerre mondiale.

Ce scientifique était Albert Einstein, pas encore assez connu pour servir de carte permettant à Eddington de ne pas être libéré de prison – et rester en dehors de la prison était exactement ce que Eddington avait tenté de faire.

En 1918, l'armée britannique, désespérée de reconstituer ses effectifs après plus de trois ans de combats, a commencé à examiner tous les cas pour lesquels elle avait accordé des dérogations au projet. L’exemption d’Eddington reposait uniquement sur ses recherches en tant que directeur de l’Observatoire de l’Université de Cambridge, mais le 14 juin, un tribunal militaire lui avait dit que la raison n’était plus suffisante. Quaker à vie, Eddington a essayé de plaider sa cause en tant qu'objecteur de conscience. La cour a refusé d'examiner cet argument, qualifiant l'affaire de «très dure – difficile contre le professeur Eddington», mais lui a fixé un délai de 11 juillet pour les convaincre du contraire.

Eddington n'avait jamais hésité à exprimer ses convictions Quaker, même lorsqu'il vivait et travaillait sur un campus de Cambridge où cinq étudiants de premier cycle et quinze étudiants de troisième cycle avaient été arrêtés pour avoir refusé le service militaire. À un moment où un professeur de Cambridge a proclamé que «les Allemands sont congénitalement incapables de lire notre poésie; la structure même de leurs organes l’interdit », et le prestigieux journal britannique La nature Dans des articles publiés dénonçant l'infériorité de la science allemande, Eddington a publiquement exhorté les astronomes britanniques à séparer les horreurs de la guerre de leurs travaux.

Il a notamment défendu le nouveau travail radical d’Einstein sur la gravité. Si la théorie d’Einstein était correcte, elle remplacerait la vision d’Isaac Newton sur la gravité en tant que force agissant dans l’espace avec l’idée révolutionnaire que la gravité est espace. Einstein a affirmé que l'espace et le temps, au lieu d'être rigides et immuables, peuvent se gondoler ou s'affaisser du fait de la présence d'un corps massif, à la manière d'un dormeur lourd affaissant un matelas. Une bille roule vers un corps lourd, non pas à cause d'une force, mais parce que le corps a capitonné l'espace-temps à travers lequel la bille doit voyager.

Aussi paradoxal que puisse paraître la théorie d’Einstein, Eddington savait qu’il y avait un moyen de la tester. Einstein lui-même avait suggéré la méthode.

Si un corps est assez massif – comme le Soleil -, il devrait être possible d'observer le trajet incurvé ou courbé de tous les objets se déplaçant à proximité, même des particules de lumière stellaire. La courbure de la lumière des étoiles apparaîtrait comme un changement de la position apparente de l'étoile par rapport à sa position lorsque le Soleil se trouvait dans une autre partie du ciel. Dans des conditions normales, la lumière aveuglante du disque solaire submergerait complètement la lumière beaucoup plus faible des étoiles environnantes. Mais pendant ces rares moments et endroits où le mouvement mécanique du système solaire place la Lune directement entre le Soleil et la Terre – une éclipse solaire totale – les étoiles apparaissent à la vue.

Lorsque le tribunal militaire se réunira de nouveau le 11 juillet 1918 pour décider de son sort, Eddington présenta une lettre de Frank Dyson, astronome britannique et président du comité mixte permanent Eclipse de la Royal Society et de la Royal Astronomical Society. La note soigneusement conçue met en évidence la poursuite de la science mais joue également sur les émotions de la Grande-Bretagne en temps de guerre. Dyson a affirmé que l'éclipse totale du soleil de mai 1919, visible à travers l'Afrique et le Brésil, était d'une importance exceptionnelle et qu'Eddington était le mieux placé pour diriger une expédition britannique afin de l'observer – une expérience qui aurait pour effet de contrecarrer notion largement répandue mais erronée selon laquelle les recherches scientifiques les plus importantes sont menées en Allemagne. "

La lettre a fait l'affaire. Le tribunal local a déclaré être convaincu qu'Eddington était un véritable objecteur de conscience. et que son travail avait une grande importance «non seulement pour ce pays, mais pour le monde entier – pour le savoir en général». C’est ainsi que lors des combats les plus féroces de la guerre, Eddington a obtenu le feu vert officiel pour tester la théorie d’Einstein.

L’événement de 1919 avait plusieurs objectifs. L’éclipse durerait plus de six minutes, l’une des plus longues du XXe siècle. De plus, le soleil serait assis sur un riche fond d’étoiles, le groupe des Hyades, offrant une multitude d’objets permettant de tester la prédiction d’Einstein à la lumière. Un autre avantage: ces étoiles étaient relativement brillantes.

Au moment où Eddington et ses collègues partirent pour observer l'éclipse, la guerre était finie. Eddington et un collaborateur se sont rendus à Principe, une île portugaise située au large de la côte ouest de l'Afrique, tandis qu'une deuxième équipe britannique s'est rendue à Sobral, dans le nord du Brésil. À Principe, les nuages ​​ont presque masqué les observations. À Sobral, la lentille du télescope principal avait été déformée, apparemment à cause de la chaleur du soleil, produisant des plaques photographiques floues.

Pourtant, quand Eddington et ses collègues sont retournés en Angleterre et ont comparé les positions des étoiles qu’ils ont pu imager pendant l’éclipse avec les positions lorsque le soleil était ailleurs dans le ciel, ils ont trouvé la quantité de lumière que Einstein avait prédite (plus affirmations récentes selon lesquelles Eddington avait falsifié les données en faveur d’Einstein).

Le lendemain de l'annonce par Eddington des résultats lors d'une réunion de la Royal Society à Londres le 6 novembre 1919, la page de couverture du Fois de Londres était plein d'histoires sur la guerre et le souvenir. Quelques jours seulement avant le premier anniversaire de l'armistice, le roi George V venait d'inviter tous les travailleurs à prendre deux minutes de silence de leur journée pour commémorer et honorer «les morts glorieux». Mais à droite de ces histoires est apparu un article sur la renaissance et la renaissance. Dans un titre à trois étages, le normalement arrêté Fois a écrit: "Révolution dans la science / Nouvelle théorie de l'univers / Idées newtoniennes renversées."

La nouvelle a déclenché une réaction en chaîne dans le monde entier. le New York Times emboîté le pas avec une histoire en première page le 10 novembre: «Lights All Askew in the Heavens. . . Les triomphes de la théorie d'Einstein.

Un siècle plus tard, la théorie de la gravitation d’Einstein continue d’ouvrir de nouvelles perspectives inattendues sur la naissance et la vie du cosmos. La découverte des ondes gravitationnelles – des ondulations invisibles dans l’espace-temps offrant un nouveau moyen d’en savoir plus sur les étoiles qui explosent et certaines des collisions les plus violentes de l’univers – et l’existence de trous noirs et de leurs ombres, dont l’un a récemment été imagé la première fois – ont été prédits par la théorie d'Einstein.

Les collaborations internationales sont maintenant monnaie courante et une expédition comme celle d’Eddington inclurait presque certainement des scientifiques de nombreux pays. Mais dans le climat polarisé d’aujourd’hui, la question peut être plus importante que jamais: la science peut-elle rester séparée de la politique?

Tout ce que les scientifiques peuvent faire, c'est continuer d'essayer.

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