Edwin Hubble, qui a donné son nom au télescope spatial Hubble, était l’un des principaux astronomes du XXe siècle. Sa découverte dans les années 1920 que d’innombrables galaxies existent au-delà de notre propre galaxie de la Voie lactée a révolutionné notre compréhension de l’univers.

Jeunesse d’Edwin Hubble

Né le 20 novembre 1889 à Marshfield dans le Missouri, Edwin Hubble est le fils de John Powell Hubble et Virginia Lee James. Son père est un homme d’affaires qui travaille dans le secteur de l’assurance et sa mère femme au foyer. Avec Edwin, le couple a huit enfants. Avant son premier anniversaire, la famille déménage à Wheaton dans l’Illinois.

Le jeune homme accepte la demande de son père d’étudier le droit, d’abord à l’Université de Chicago et plus tard à Oxford, bien qu’il réussisse à suivre quelques cours de mathématiques et de sciences.

En 1906, il obtient une bourse à l’Université de Chicago, où il travaille en tant qu’assistant de laboratoire pour Robert Millikan. Ce scientifique remportera le prix Nobel de physique en 1923. Hubble obtient son diplôme en 1910 et est sélectionné comme boursier Rhodes de l’Illinois. Il passe alors trois ans à l’Université d’Oxford et obtient un B.A. en jurisprudence, un sujet qu’il étudie sur l’insistance de son père. Puis, il entame une carrière d’avocat. 

Après la mort de son père en 1913, Edwin retourne dans le Midwest d’Oxford. Il n’a aucune envie de pratiquer le droit et trouve un emploi d’enseignant d’espagnol, de physique et de mathématiques au lycée de New Albany, dans l’Indiana. Il devient également entraîneur de l’équipe de basket-ball des lycéens. Puis, au bout d’un an d’enseignement, son ancien professeur de l’Université de Chicago l’aide à retourner à l’université de Chicago. Il mène ses recherches d’observation à l’observatoire de Yerkes à Williams Bay, dans le Wisconsin, sous la supervision de l’astronome Edwin Frost. Là, Hubble a accès à un télescope assez puissant, un réflecteur innovant de 24 pouces (61 cm). Sa thèse très remarquée est intitulée « Photographic Investigations of Faint Nebulae ».(« Enquêtes photographiques sur de faibles nébuleuses »). Il obtient son doctorat en 1917.

Cependant, sa carrière scientifique doit s’interrompre en raison de la première guerre mondiale. Hubble se porte volontaire et sert comme soldat et il obtient le grade de major. Après la fin de la Première Guerre mondiale, Hubble passe un an à l’Université de Cambridge pour renouveler ses études d’astronomie.

En 1919, Hubble accepte un poste à l’Observatoire du Mont Wilson en Californie où il peut travailler avec les deux plus grands télescopes du monde, les réflecteurs Hooker de 60 pouces et 100 pouces.

La découverte de la galaxie d’Andromède

La plupart des astronomes de l’époque pensent que notre galaxie représente tout l’univers. Selon eux, les planètes, les étoiles vues à l’œil nu et avec de puissants télescopes, et les nébuleuses seraient tous contenus dans la galaxie de la Voie lactée.

En 1923, Hubble dirige le télescope Hooker vers une zone de ciel brumeuse appelée la nébuleuse d’Andromède. Il découvre que cette zone contient des étoiles comme celles de notre galaxie, mais plus sombres.

En examinant les images de NGC 6822, M33 et M31 individuellement, Hubble remarque une étoile pulsante connue sous le nom de variable céphéide à l’intérieur de chacune. Or les pulsations des céphéides permettent des mesures précises de distance. Hubble calcule à quelle distance se trouve chaque Céphéide (et donc chaque nébuleuse) et s’aperçoit qu’ils sont trop éloignés pour être à l’intérieur de la Voie lactée. De cela, Hubble déduit que la nébuleuse d’Andromède (M31) n’était pas un amas d’étoiles à proximité, mais plutôt une autre galaxie entière, aujourd’hui appelée la galaxie d’Andromède. Notons  tout de même que la petite galaxie NGC 6822 est la toute première nébuleuse identifiée comme une galaxie (avant Andromède). 

Dans les années suivantes, il fait des découvertes similaires avec d’autres nébuleuses. Finalement, à la fin des années 1920, la plupart des astronomes étaient convaincus que notre galaxie de la Voie lactée n’était qu’une des millions de galaxies dans l’univers.

Ayant découvert suffisamment de galaxies pour les comparer les unes aux autres, Edwin Hubble a fini par créer un système de classification. Il organise ainsi les galaxies en différentes classes selon trois types galactiques :

  • les elliptiques (organisées en fonction de leur ellipticité);
  • les spirales et spirales barrées ;
  • les irrégulières.

Cette méthode est connue sous le nom de diagramme de «diapason» de Hubble.

Ses travaux en spectroscopie

En étudiant les spectres de 46 galaxies, et en particulier les vitesses Doppler de ces galaxies par rapport à notre Voie lactée, il fait une grande découverte en collaboration avec son collègue Milton Humason. Plus les galaxies sont éloignées les unes des autres, plus elles s’éloignent rapidement les unes des autres. Il en déduit que l’univers se développe uniformément. 

Edwin Hubble et Milton Humason estiment le taux d’expansion de l’univers à 500 kilomètres par seconde par mégaparsec. (Un mégaparsec correspond à un million de parsecs et représente une distance égale à environ 3,26 millions d’années-lumière); Cette estimation est désormais appelée la constante de Hubble. En 1929, la loi de Hubble est créée. Cette loi précise la relation entre la distance des galaxies et leur vitesse d’éloignement. Cette relation est à l’origine du concept d’expansion de l’univers.

Après une longue carrière entièrement à Mt. Observatoire Wilson, il décède d’une crise cardiaque le 28 septembre 1953 à Saint-Marin, en Californie.

Le télescope spatial Hubble a été baptisé ainsi en hommage à l’astronome qui a transformé notre compréhension de l’univers. 

Sources

NASA

Britannica