Arthur Eddington, astrophysicien.

Arthur Stanley Eddington, né à Kendal (Cumbria, Angleterre du Nord-Ouest) le 28 décembre 1882 et décédé à Cambridge le 22 novembre 1944 à l’âge de 61 ans, est un astrophysicien britannique, l’un des plus importants du début du XXe siècle. C’est lui qui mit en évidence la limite qui porte son nom, correspondant à la luminosité maximale que peut avoir une étoile d’une masse donnée sans commencer à perdre les couches supérieures de son atmosphère.

Il est surtout connu pour ses travaux sur la théorie de la relativité et la flèche du temps. C’est par l’intermédiaire de l’un de ses articles, Report on the relativity theory of gravitation, que les scientifiques anglophones ont découvert la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein. En effet, du fait de la Première Guerre mondiale, les travaux allemands n’étaient pas ou peu diffusés dans le reste du monde.


Pendant la Première Guerre mondiale, Eddington, qui était quaker et  pacifiste, refusa de servir dans l’armée et demanda à effectuer un service alternatif, chose impossible à l’époque. Des amis scientifiques intervinrent en sa faveur pour le relever de ses obligations militaires en plaidant son importance pour la science. En 1915, il reçut par l’intermédiaire de la Royal Astronomical Society les articles sur la relativité générale d’Einstein et de de Sitter. Il commença alors à s’intéresser à ce sujet, notamment parce que cette nouvelle théorie pouvait fournir une explication à l’excès inexpliqué de l’avance du périhélie de Mercure.

Après la guerre, Eddington partit pour Sao Tomé-et-Principe, où une éclipse de soleil totale était visible, le 29 mai 1919. Selon la relativité générale, une étoile visible à proximité du Soleil devrait apparaître à une position légèrement plus éloignée de celui-ci parce que sa lumière devrait être légèrement déviée par l’action de la gravitation exercée par la masse du Soleil. Cet effet n’est observable que pendant une éclipse totale de soleil, car sinon la lumière du Soleil empêche d’observer l’étoile en question. Durant l’éclipse, Eddington prit plusieurs photographies des régions situées autour du Soleil. La météo était mauvaise et les plaques photographiques de mauvaise qualité et difficiles à mesurer. Il annonce que les résultats sont conformes à la théorie d’Einstein et note dans son carnet : « […] une plaque que j’ai mesurée donnait des résultats en accord avec Einstein ». Grâce à cette expérience, Einstein devient célèbre du jour au lendemain. Ce résultat, dont l’exactitude fut mise en cause, fournit la première confirmation de la théorie de la relativité. Le fait qu’une théorie allemande ait été vérifiée par un Anglais un an après la Première Guerre Mondiale, fait office de symbole en faveur de la paix.

En 1980, les philosophes des sciences John Earman et Clark Glymour affirment qu’Eddington a biaisé la sélection des données qu’il a recueillies ; leur propos est repris en 1993 par Harry Collins et Trevor Pinch. En revanche, l’expérience est validée par le physicien Daniel Kennefick. Celui-ci souligne que l’analyse nuancée d’Earman et Glymour a été instrumentalisée pour répandre l’idée selon laquelle la théorie de la relativité n’a obtenu de succès que par la grâce de la diplomatie (Eddington souhaitant mettre fin à la mise au ban des scientifiques allemands), voire pour répandre la défiance à l’égard des scientifiques2. Le physicien Stephen Hawking commente en 1988 dans son ouvrage Une brève histoire du temps que ce genre de faux bon résultat est courant quand on sait à quoi  s’attendre. Comme d’autres mesures avaient entre-temps confirmé la déviation de la lumière, la validité de la relativité générale n’en fut pas ébranlée.

Eddington étudia aussi l’intérieur des étoiles et calcula leur température en se basant sur l’énergie nécessaire à contrer la pression exercée par les couches proches de la surface.

Ce faisant, il découvrit la relation masse-luminosité des étoiles. Il calcula aussi l’abondance en hydrogène et élabora une théorie expliquant la pulsation des variables céphéides. Le fruit de ses recherches est contenu dans son ouvrage The Internal Constitution of Stars (1926).

En 1920, sur la base des mesures précises des atomes effectuées par Francis Aston, il fut le premier à suggérer que la source d’énergie des étoiles provenait de la fusion nucléaire de l’hydrogène en hélium.

Des années 1920 jusqu’à sa mort, il se concentra de plus en plus sur ce qu’il appelait sa théorie fondamentale, dont le but était l’unification de la théorie quantique, de la théorie de la relativité et de la gravitation, qui se basait essentiellement sur une analyse numérologique des rapports  adimensionnels entre constantes fondamentales. À un moment, Eddington pensa — à partir d’arguments esthétiques et numérologiques — que la constante de structure fine, qui avait été mesurée comme valant environ 1/136, valait exactement 1/136.

Des mesures plus récentes ont montré que ce n’est pas le cas, la valeur actuelle étant estimée à 1/137,035 999 76(50). Lorsqu’en 1938 d’autres mesures semblèrent montrer que la valeur était plus proche de 1/137, il trouva une explication reliant 137 au « nombre d’Eddington », son estimation du nombre « exact » d’électrons dans l’Univers : (« Je pense qu’il y a 15 747 724 136 275 002 577 605 653 961 181 555 468 044 717 914 527 116 709 366 231 425 076 185 631 031 296 protons dans l’Univers et le même nombre d’électrons. ») Ses hypothèses furent toutefois considérées comme hasardeuses par ses pairs.

Eddington avait été anobli en 1930. Il reçut l’ordre du mérite en 1938. Il fut membre de la Royal Society, de la Royal Society of Edinburgh, de la Royal Irish Academy, de la National Academy of Sciences, ainsi que de nombre d’autres sociétés scientifiques.

Eddington a su populariser la science en écrivant de nombreux livres destinés aux profanes. Il est connu aussi pour avoir popularisé en anglais l’apologue d’Emile Borel (Le Hasard, éd. Alcan, 1914) des « singes dactylographes » (Infinite Monkey Theorem en anglais) en 1929 avec la phrase : « Si une armée de singes tapait sur des machines à écrire, ils pourraient écrire tous les livres du British Museum. »

Alors qu’il était commun d’entendre dire que les calculs de la relativité d’Einstein étaient si compliqués que « seuls trois physiciens seraient capables de les effectuer », A. Eddington aurait alors déclaré : « Je me demande qui est le troisième ».

Source : Wikipédia.

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