Lemaître, Georges Henri Joseph Édouard (1894-1966)

EnglishNederlandsfrançais

FR

Lemaître met Albert Einstein. Bron: Kragh, Helen, "Georges Lemaître, een boegbeeld van de kosmologie",p. 123.

Kosmoloog en priester, geboren op 17 juli 1894 in Charleroi en overleden te Leuven op 20 juni 1966. Lemaître was de ontwerper van een model van de expansie van het universum vanuit een primitief atoom, en wordt daarom de "vader van de big bang" genoemd.

Biografie

Lemaître volgde Latijn-Grieks aan het Collège du Sacré-Coeur. Na een voorbereidend jaar wis- en natuurkunde aan het College Sint-Michel, schreef hij zich in 1911 in aan de Universiteit van Leuven voor de studies Ingenieurswetenschappen en Wijsbegeerte. Op 25 juli 1913 werd hij kandidaat in de ingenieurswetenschappen. Zijn eerste doctoraat rondde hij af op 21 juli 1914. Toen de Eerste Wereldoorlog uitbrak, zag Lemaître zich echter gedwongen om zijn studies te onderbreken . Hij nam vrijwillig legerdienst en werd adjudant bij de artillerie. Na de oorlog, in april 1919, nam de jongeman de draad van zijn studies terug op, maar schreef zich ook in voor de kandidatuursopleiding in de wis- en natuurkunde. Op 27 november 1919 behaalde hij zijn baccalaureaat in de thomistische wijsbegeerte. Op 31 juli 1920 promoveerde hij ten slotte ook tot doctor in de wis- en natuurkunde. Zijn promotor was Charles-Jean de La Vallée Poussin. In oktober van datzelfde jaar trad Lemaître in in het seminarie van Mechelen. Op 22 september 1923 ontving hij zijn priesterwijding.

In 1923 was Lemaître een van de gelukkigen die door middel van fondsen van de Belgische regering en van de Commission for the Relief of Belgium in Engeland en de USA kon gaan studeren. Aan de Universiteit van Cambridge werd de jonge priester als student-onderzoeker in het team van Arthur Eddington (1882-1944) opgenomen. Na een jaar maakte het Engelse Cambridge plaats voor het Amerikaanse Massachusetts, waar Lemaître tot 1925 aan het Institute of Technology (M.I.T) een doctoraat voorbereidde over The gravitational field in a fluid sphere of uniform invariant density according to the theory of relativity. Hij ontving hiervoor in juli 1927 de Ph.D.-titel in de natuurkunde. Tijdens zijn Amerika-verblijf werkte Lemaître ook een tijdlang als stagiair aan het observatorium van Harvard en bezocht hij andere sterrenwachten. Hij had er ook een ontmoeting met Edwin Hubble. Op het California Institute of Technology ontmoette hij Robert Millikan, een van de pioniers in het onderzoek naar de kosmische straling. Aan het Lowell Observatory in Flagstaff (Arizona) ontmoette hij Vesto Slipher, die in de spectra van de meeste spiraalnevels een roodverschuiving had vastgesteld. Na zijn terugkeer werd Lemaître aangesteld als deeltijds docent en vervolgens als gewoon hoogleraar aan de Universiteit van Leuven. De driedubbele doctor doceerde er relativiteit, geschiedenis van de wiskunde en de natuurwetenschappen en wiskundige methodologie. Het was in Leuven dat hij werkte aan zijn hypothese van het dynamische en uitdijende heelal waarover hij in 1927 zijn later befaamd geworden artikel Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactique publiceerde.

Ondanks zijn Leuvense benoeming verbleef Lemaître in de jaren '30 nog meerdere malen in de Verenigde Staten. Een eerste verblijf, van augustus 1932 tot februari 1933, was bekostigd door de C.R.B. Aanvankelijk verbleef Lemaître aan het Harvard College Observatory en aan M.I.T, maar na kerstmis 1932 verhuisde hij naar Pasadena om te werken aan het California Institute of Technology. Hier ontmoette hij Albert Einstein (1879-1955). Na een kort verblijf in Leuven was Lemaître van september 1933 tot maart 1934 gastprofessor aan de Catholic University of America in Washington . Hij doceerde er over de astronomische toepassingen van de relativiteit. Van september 1934 tot juni 1935 verbleef de Belgische priester aan de School of Mathematics van het Institute of Advanced Studies van Princeton, waar Einstein een vast verblijf had. In februari 1938 keerde Lemaître nogmaals naar Amerika terug, ditmaal als gastprofessor aan het departement Wiskunde aan de University of Notre Dame du Lac in Indiana. Aan de vooravond van de Tweede Wereldoorlog was hij terug in Leuven.

De Tweede Wereldoorlog onderbrak Lemaîtres intense internationale contacten. Hij en zijn familie trachtten te vluchten, een poging die mislukte. Omwille van de beschadiging van zijn huis tijdens een bombardement zag Lemaître zich genoodzaakt tot een verhuis naar Brussel. Eind juni 1940 hervatte de Universiteit van Leuven haar onderricht. De aanwezigheid van studenten van de ULB - de Brusselse universiteit had in november 1941 haar deuren gesloten - zorgde echter voor levensbeschouwelijke spanningen. Een interventie van Lemaître bij de rector zorgde ervoor dat deze studenten van de gebruikelijke religieuze verplichtingen werden ontslagen.

In 1964 werd Lemaître toegelaten tot het emeritaat. op het einde van dat jaar werd hij getroffen door een hartaanval. Nadien bleef zijn gezondheid zeer wankel.

Lemaître werd tijdens zijn seminarietijd lid van de Société scientifique de Bruxelles. Hij werd ook lid van Les Amis de Jésus, een broederschap voor priesters. Op 27 juli 1935 werd hij ere-kanunnik aan het Sint Romboutskapittel te Mechelen. In 1933 werd Lemaître corresponderend lid van de Académie royale des Sciences et Belles-Lettres de Bruxelles en gewoon lid in 1941. In 1949 werd hij directeur van de Klasse der Wetenschappen. Op 1 juni 1937 werd hij stichtend lid van de Pontificale Academie voor Wetenschappen te Rome. Hij was hiervan voorzitter van 27 maart 1960 tot aan zijn dood. Op 9 juni 1939 werd hij lid van de Royal Astronomical Society of London. Hij was Grootofficier in de Leopoldsorde.

Werken

De jonge Lemaître was sterk geïnteresseerd in de relativiteitstheorie van Einstein, die nochtans eerder onbekend was in de kringen van Belgische fysici. Théophile De Donder was de enige die de theorie bestudeerde. Zijn school had dan ook een belangrijke invloed op Lemaître. Ook bestudeerde hij verschillende publicaties van Henri Louis Vanderlinden waaronder La gravifique. In de jaren ’20 en ’30 had Georges Lemaître veel in het buitenland vertoefd en had nauwe vriendschapsbanden aangeknoopt met Einstein, Dirac, Schrödinger, Hubble, Shapley, Eddington, Tolman en Russell. Hij creëerde geen kosmologieschool, maar hij drukte via zijn medewerkers en studenten een langdurige stempel op de Belgische wetenschap. Louis Bouckaert en Charles Manneback waren leerlingen van hem.

Fysische kosmologie, het uitdijend heelal en de Big Bang
Georges Lemaître was een pionier in de moderne fysische kosmologie. Hij formuleerde zijn theorie van het uitdijend heelal in 1927 met het artikel Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques. Hij berekende hierin ook de constante waarmee de uitdijing plaatsvond. Zijn stelling werd in eerste instantie afgewezen door Einstein, die vasthield aan zijn eigen statische model van het universum. Lemaîtres artikel werd aanvankelijk weinig opgemerkt bij zijn collega's. De ommekeer kwam pas in 1930 toen Hubbles waarnemingen een bewijs leverden voor het uitdijend heelal. De theoretische astronomie werd hierdoor gedwongen om te aanvaarden dat het universum niet statisch was, zoals tot dan toe werd aangenomen. Met de (her)ontdekking van Lemaîtres theorie uit 1927 onderging de kosmologie een onomkeerbare paradigmawisseling. Lemaître werd op slag wereldvermaard.

Lemaître, Georges, Évolutions temporelles du rayon de l’Univers en fonction de la constante cosmologique pour un espace de courbure positive, 1927, Archives de l'Université catholique de Louvain, Archives Georges Lemaître, BE A4006 FG LEM-836.
Source: UCL Archives

Lemaître was daarbij de eerste die in 1931 in het raam van Einsteins algemene relativiteitstheorie een model van de expansie van het universum voorstelde, vanuit een veel kleiner en heter volume waarin massa en energie - wat Lemaître een 'kosmisch ei' noemde - geconcentreerd zijn. Het is een model waarin het universum een eindige leeftijd heeft en is ontstaan door een expansie van een oeratoom, in het verre verleden. Lemaître schatte hierbij ook dat de leeftijd van het heelal tussen de 10 en 20 miljard jaar moest bedragen. Lemaître introduceerde hier de quantumfysica in de sterrenfysica, waarbij zijn visie heel nauw aansloot bij de quantumfysica van Niels Bohr. Deze bijdrage was de basis van de oerknaltheorie, die hij met succes nog dieper uitwerkte in het artikel L’univers en expansion. Vanaf dan kreeg Lemaître ook internationale erkenning. Zijn theorie kwam bekend te staan onder de naam "big bang" theorie. Ze deed echter ook de discussie tussen geloof en wetenschap oplaaien. Als priester zag Lemaître zich genoodzaakt keer op keer het onderscheid tussen zijn wetenschappelijke werk en zijn geloof aan te duiden. Zelf wenste hij niet dat zijn oerknalhypothese tegen het theologische begrip van de schepping werd uitgespeeld.

Lemaître had ook belangstelling voor kosmische straling en wijdde van 1933 tot 1955 een vijftiental artikelen aan de studie van hun banen in het aardmagnetisch veld.

Na zijn dood is de rol die Lemaître speelde bij de ontwikkeling van de nieuwe kijk op het heelal lange tijd onderbelicht geweest. De hypotheses van het uitdijend heelal en de constante (de "Hubble-constante") werden nadien aan Hubble toegeschreven. Buiten Leuven kregen Lemaîtres kosmologische theorieën in het Belgische wetenschapsmilieu lange tijd zeer weinig aandacht. Pas sinds de jaren 80 verschijnt zijn naam opnieuw in deze wetenschapsgeschiedenis en wordt zijn baanbrekend werk meer en meer erkend.
In 2018 werd de wet van Hubble hernoemd naar de wet van Hubble-Lemaître door de International Astronomical Union.

Wiskundige publicaties
Na de Tweede Wereldoorlog verschoof Lemaîtres aandacht naar de problemen van de hemellichamen en de numerieke methoden. Hij lag mee aan de basis van de uitbouw van het Rekencentrum aan de Universiteit van Leuven. In 1958 kocht hij voor deze universiteit de eerste computer aan. Hij leverde ook een bijdrage tot de wiskunde, onder meer over de theorie van elliptische integralen, de numerieke analyse, het elementair rekenen en de theoretische mechanica. Zijn doctoraatsverhandeling handelde over de benadering van functies van meerdere veranderlijken door polynomen. De studie van de beweging van drie puntmassa’s onderworpen aan de gravitatiewet van Newton leidde tot een stelsel differentiaalvergelijkingen waarbij singulariteiten optreden die corresponderen met botsingen tussen de lichamen. De regularisatie van dit probleem bestaat uit de introductie van nieuwe coördinaten die de dubbele schokken doen verdwijnen. Een dergelijk coördinatenstelsel werd door Georges Lemaître ingevoerd tussen 1952 en 1954 en draagt zijn naam. Hij was gepassioneerd door elektronische rekenmachines. Hij had interesse voor het aanleren van de elementaire rekentechnieken en stelde voor nieuwe cijfers te gebruiken.

Lemaître ontving voor zijn onderzoek verschillende prijzen en erkenningen. In 1934 won hij de eerste Francqui-prijs voor de wis-, natuur-, scheikundige wetenschappen. In hetzelfde jaar was hij de eerste laureaat van de Mendelmedaille. Op 30 mei 1934 kreeg hij een eredoctoraat van de McGill University (Montreal). Op 10 juni 1936 was hij laureaat van de Prix Janssen van de Société Astronomique de France. In 1950 kreeg hij de Tienjaarlijkse prijs van de Belgische Regering voor Toegepaste Wiskundige Wetenschappen voor de periode 1933-1942. In 1953 ontving hij de eerste Eddington Medal, uitgereikt door de Royal Astronomical Society.

Publicaties

• Een selectie van zijn publicaties en een lijst van zijn publicaties kan gevonden worden in: LEMAÎTRE, Georges. Georges Lemaître et l'Académie royale de Belgique: oeuvres choisies et notice biographique. Classe des sciences, Académie royale de Belgique, 1995.
• Zie ook de Georges Lemaître Archives op de website van de UCL Archives.

Bibliografie

• BRIEN, Paul, "Georges Lemaître", in: Florilège des sciences en Belgique pendant le 19^e et le début du 20^e, Brussel : Académie royale de Belgique Classe des sciences, 1968, 97-113.
• MANNEBACK, Charles, "Notice sur Monseigneur Georges Lemaître membre de l’Académie", in: Annuaire de l’Académie royale des Sciences, des Lettres et des Beaux-Arts de Belgique, 1974, 87-115.
• MANNEBACK, Charles, "Lemaître (Georges-Henri-Joseph-Édouard, Mgr", in: Biographie nationale, t. 38, col. 453-465.
• "G.Lemaître", in: Cent Wallons du siècle, Charleroi: Institut Jules Destrée, 1995.
• STOFFEL, Jean-François Stoffel (éd.), Georges Lemaître, savant et croyant. Actes du colloque tenu à Louvain-la-Neuve le 4 novembre 1994 [suivi de] La physique d'Einstein, texte inédit de Georges Lemaître, Turnhout : Brepols, 1996.
• LAMBERT, Dominique, "Monseigneur Georges Lemaître et le débat entre la cosmologie et la foi", in: Revue Théologique de Louvain, 28 (1997), 28-53 en 227-243.
• LUMINET, Jean-Pierre, L'invention du big bang, Parijs : Éditions du Seuil, 1997.
• LAMBERT, Dominique, Un atome d'univers, Brussel: éditions Lessius, éditions Racine, 2000.
• KRAGH, Helge, "Georges Lemaître, een boegbeeld van de kosmologie", in: Robert Halleux, Geert Vanpaemel, Jan Vandersmissen en Andrée Despy-Meyer (red.), Geschiedenis van de wetenschappen in België 1815-2000, Brussel: Dexia, 2001, vol. 2, 123-130.
• LAMBERT, Dominique, "Temps et Création. Quelques remarques à partir de la cosmologie de Georges Lemaître", in: Théophilyon, t.6, 2001, p. 375-393.
• "Lemaître, le père du Big Bang", in: Les génies de la sciences, avril 2007.
• ROMBAUT, Hans en WAELKENS, Christoffel, "Georges Lemaître", in: Nationaal Biografisch Woordenboek, vol.19, Brussel: Paleis der Academiën, 2009, kol. 585-609.
• NUSSBAUMER H., BIERI, L., Discovering the Expanding Universe, Cambridge University Press, 2009.
• LIVIO, Mario, "Mystery of the missing text solved", in: Nature, 479 (2011), 171–173.