EDWIN POWELL HUBBLE

Edwin Powell Hubble 1889-1953

Edwin Powell Hubble est un astronome américain né le 20 novembre 1889. Hubble passe ses premières années au Kentucky avant de se rendre à Chicago, où son père, avocat, travaille dans les assurances. À l'école, Hubble se révèle un très bon élève et un athlète de première classe. Il obtient une bourse pour entrer à l'Université de Chicago, où travaillent Millikan et Hale qui vont exercer une influence sur lui. Très bon boxeur poids lourd, il obtient un diplôme en mathématiques et en astronomie. En 1910, il se rend à Oxford pour y étudier la jurisprudence, plutôt que les mathématiques qu'il trouve trop spécialisées. Il continue de boxer en spectacle. De retour aux États-Unis, en 1913, il est admis au barreau et s'ouvre un bureau à Louisville, dans le Kentucky. En 1914, il entreprend des études universitaires à l'Observatoire astronomique Yerkes dans le Wisconsin, créé par Georges Ellery Hale.
En 1917, il obtient son doctorat, avec une thèse de recherche sur les nébuleuses, dans laquelle il conclut que les nébuleuses planétaires sont dans notre galaxie, mais que les spirales se trouvent hors de la Galaxie.
Lors d'une visite à Yerkes, impressionné par les talents d'observateur de Hubble, Hale lui offre un poste au mont Wilson, équipé d'un télescope de 1,5 m.
Hubble envoie un télégraphe à Hale, "Je regrette de ne pouvoir accepter votre invitation. Je pars pour la guerre." Il sert le corps expéditionnaire américain, en France jusqu'à l'automne 1919. De retour aux États-Unis, il rejoint aussitôt Hale au mont Wilson. Son arrivée au mont Wilson coïncide plus ou moins avec l'achèvement du télescope Hooker de 250 cm, le plus puissant télescope à l'époque. Les observations faites avec ce télescope par Hubble de 1923 à 1924 permettent d'établir que les nébuleuses observées précédemment avec des télescopes moins puissants ne font pas partie de notre Galaxie. Utilisant la loi de Leavitt-Shapley, il détermine la distance de M31, qu'il évalue à 800 000 années-lumière, ce qui la place en dehors de notre galaxie.

Ainsi, Hubble met fin au long débat sur la nature des objets diffus qu'on appellera désormais galaxies. Désormais les frontières de l'univers observable s'éloignent d'autant.
En 1929, Hubble analyse les vitesses radiales des galaxies, mesurées par Vesto Slipher à partir des décalages vers le rouge de raies spectrales. Il se limite d'abord aux galaxies situées à moins de 6 millions d'années-lumière et s'aperçoit que la relation vitesse-distance est approximativement linéaire. En compagnie de Milton Humason, il étend son étude à des galaxies distantes jusqu'à 100 millions d'années-lumière. La relation reste une droite. Il énonce sa fameuse loi. "Les galaxies s'éloignent les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leur distance."
Autrement dit, plus une galaxie est loin de nous, plus elle semble s'éloigner rapidement. Il crée le concept d'expansion de l'Univers.
Les galaxies s'éloignent, mais il ne s'agit pas d'un vrai mouvement des galaxies, c'est l'Univers qui gonfle et qui donne cette vitesse apparente aux galaxies. C'est l'espace entre les galaxies qui augmente, en fait c'est l'espace-temps qui se dilate. Ce concept de la relativité générale est assez difficile à appréhender.
Ses conférences publiques traitent de sujets aussi divers que l'exploration spatiale, Francis Bacon, la science en Angleterre durant la Renaissance, le smog, le télescope du mont Palomar...
Edwin Powell Hubble meurt d'une thrombose cérébrale le 28 septembre 1953.

nota: la relation entre le décalage spectral (vitesse radiale apparente) et la distance des galaxies exprimée linéairement était déjà présente dans un article de 1927, écrit par Georges Lemaître. Cependant, Georges Lemaître utilise pour sa découverte, des observations, concernant les distances de certaines galaxies provenant des travaux de Hubble.

Image : Edwin Powell Hubble (1889-1953), Médaille Franklin (1939), Médaille d'or de la Royal Astronomical Society (1940).

Diagramme de Hubble

Le diagramme de Hubble a été établi en 1929, à partir des analyses sur les vitesses radiales des galaxies, mesurées par Vesto Slipher à partir des décalages vers le rouge de raies spectrales. Il représente la vitesse des galaxies en fonction de leur distance, autrement dit, plus une galaxie est loin de nous, plus elle semble s'éloigner rapidement. C'est à partir de cette étude que le concept d'expansion de l'Univers apparait. Le taux d'expansion des galaxies entre elles correspond à la constante de Hubble (Hο) calculé par Edwin Hubble et George Lemaitre dans les années 1930. Cette découverte a permis de remonter jusqu'au Big Bang et de donner un âge à l'univers observable qui à l'époque fut estimé entre 12 et 14 milliards d'années. L'univers en 2013 d'après les analyses plus précises, du télescope PLANCK, est vieux de 13,8 milliards d'années.

L'inverse de la constante de Hubble est appelé le "temps de Hubble" il correspond à la durée depuis le Big bang, donc à l'âge de l'univers. Hubble énonce en 1929, sa fameuse loi : "Les galaxies s'éloignent les unes des autres à une vitesse proportionnelle à leurs distances."

Image : le diagramme de Hubble représente la vitesse des galaxies en fonction de leur distance, autrement dit, plus une galaxie est loin de nous, plus elle semble s'éloigner rapidement. C'est à partir de cette étude que le concept d'expansion de l'Univers apparait.
Crédit NASA.