Ζωρζ Λεμαίτρ

Ο Αββάς Ζωρζ Ανρί Ζοζέφ Εντουάρ Λεμαίτρ (Georges Henri Joseph Éduard Lemaître, 17 Ιουλίου 1894 – 20 Ιουνίου 1966) ήταν Βέλγος Ρωμαιοκαθολικός ιερέας, καθηγητής της Φυσικής, αστρονόμος, κοσμολόγος και μαθηματικός.

 Ο Λεμαίτρ εισηγήθηκε πρώτος αυτό που αργότερα έγινε γνωστό ως η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης («Big Bang») για τη γέννηση του Σύμπαντος, την οποία είχε ονομάσει «υπόθεση του πρωταρχικού ατόμου». Υπήρξε πρωτοπόρος στην εφαρμογή της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας στην Κοσμολογία. Πρότεινε μια πρώιμη μορφή του Νόμου του Χαμπλ το 1927, ενώ δημοσίευσε τη θεωρία του πρωταρχικού ατόμου στο επιστημονικό περιοδικό Nature το 1931. Την εποχή εκείνη ο Αϊνστάιν πίστευε ότι το Σύμπαν ήταν αιώνιο και είχε ήδη εκφράσει τον σκεπτικισμό του για τη δημοσίευση που είχε κάνει ο Λεμαίτρ το 1927. Αφού μελέτησε κλασικά γράμματα σε μία σχολή των Ιησουιτών (το Collège du Sacré-Coeur) στο Σαρλερουά, ο Λεμαίτρ έγινε δεκτός στη σχολή πολιτικών μηχανικών του Καθολικού Πανεπιστημίου του Λέουβεν σε ηλικία 17 ετών. Το 1914, με την έναρξη του Α΄ Παγκόσμιου Πολέμου, διέκοψε τις σπουδές του και πήγε εθελοντής στον βελγικό στρατό. Στο τέλος των εχθροπραξιών του απονεμήθηκε το παράσημο του «Στρατιωτικού Σταυρού μετά φοινίκων». Μετά τον πόλεμο άρχισε σπουδές στη Φυσική και τα Μαθηματικά, ενώ ταυτόχρονα άρχισε να ετοιμάζεται για τη χειροτονία του. Πήρε το διδακτορικό του το 1920, με τη διατριβή L' approximation des fonctions de plusieurs variables réelles («Προσέγγιση των συναρτήσεων πολλών πραγματικών μεταβλητών»), γραμμένη υπό την επίβλεψη του Σαρλ-Ζαν ντε λα Βαλέ-Πουσέν. Το 1923 ο Λεμαίτρ άρχισε μεταπτυχιακές σπουδές και στην Αστρονομία στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ. Εκεί εργάσθηκε με τον αστρονόμο Άρθουρ Στάνλεϋ Έντινγκτον, που τον μύησε στη σύγχρονη Κοσμολογία, τους αστέρες, αλλά και την αριθμητική ανάλυση. Ο Λεμαίτρ πέρασε το επόμενο έτος στις ΗΠΑ, στο Harvard College Observatory με τον Χάρλοου Σάπλεϋ, που είχε μόλις γίνει γνωστός από τις μελέτες του στα «νεφελώματα» (γαλαξίες στη σημερινή γλώσσα), και στο MIT. Το 1925 επέστρεψε στην πατρίδα του και έγινε λέκτορας μερικής απασχόλησης στο Καθολικό Πανεπιστήμιο του Λέουβεν. Τότε άρχισε να συγγράφει την αναφορά που θα του έφερνε τη διεθνή αναγνώριση, η οποία δημοσιεύθηκε το 1927 στα Annales de la Société Scientifique de Bruxelles («Χρονικά της Επιστημονικής Εταιρείας των Βρυξελλών»), υπό τον τίτλο Un Univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques («Ένα ομογενές Σύμπαν σταθερής μάζας και αυξανόμενης ακτίνας ως ερμηνεία για την ακτινική ταχύτητα των εξωγαλαξιακών νεφελωμάτων»). Παρουσίαζε εδώ τη νέα ιδέα ενός διαστελλόμενου Σύμπαντος, αλλά όχι ακόμα του «πρωταρχικού ατόμου»: η αρχική κατάσταση λαμβανόταν ως το μοντέλο του πεπερασμένου στατικού Σύμπαντος του Αϊνστάιν. Δυστυχώς, η δημοσίευση είχε μικρή αρχική επίδραση, καθώς αυτό το έντυπο δεν διαβαζόταν πλατιά από αστρονόμους έξω από το Βέλγιο. Μία παρόμοια λύση των εξισώσεων του Αϊνστάιν, που υπέθετε μια μεταβαλλόμενη ακτίνα του Σύμπαντος, είχε προταθεί το 1922 από τον Αλεξάντερ Φρίντμαν, όπως ο ίδιος ο Αϊνστάιν πληροφόρησε τον Λεμαίτρ όταν τον συνάντησε στο συνέδριο του Σολβέ του 1927 (ο Φρίντμαν είχε επίσης δεχθεί την κριτική του Αϊνστάιν), αλλά ο Λεμαίτρ είναι εκείνος που κατέστησε ευρύτερα γνωστή τη θεωρία, για αρκετούς λόγους σύμφωνα με τους ιστορικούς της Επιστήμης: Ο Φρίντμαν ήταν ένας «καθαρός» μαθηματικός, που δεν εργαζόταν με αστρονομικά δεδομένα, ούτε τον απασχολούσαν τα Μαθηματικά ως περιγραφή του Φυσικού Κόσμου. Ο Φρίντμαν απεβίωσε σε μικρή ηλικία κι έτσι δεν δούλεψε τις ιδέες του παραπέρα. Ο Λεμαίτρ συνεργάσθηκε με αστρονόμους και επεξεργάσθηκε τη θεωρία του σε συμφωνία με τις παρατηρήσεις, ενώ οι συνέπειές της μπορούσαν να ελεγχθούν πειραματικά/παρατηρησιακά. Ο Άρθουρ Στάνλεϋ Έντινγκτον συνετέλεσε ώστε η επιστημονική κοινότητα να ακούσει καλά τι είχε να της πει ο Λεμαίτρ.Ο Λεμαίτρ εξάλλου πρότεινε τη θεωρία σε μια κατάλληλη στιγμή, καθώς ο Έντγουιν Χαμπλ (Hubble) μέσα σε δύο μόλις χρόνια θα κοινοποιούσε τον νόμο που φέρει το όνομά του, και ο οποίος υποστηρίζει ισχυρά το διαστελλόμενο Σύμπαν. Μάλιστα ο Λεμαίτρ εξήγαγε τον «Νόμο του Χαμπλ» στη δημοσίευση του 1927. Τόσο ο Φρίντμαν όσο και ο Λεμαίτρ είχαν ανακαλύψει τη δυνατότητα για το διαστελλόμενο Σύμπαν. Ο Λεμαίτρ προχώρησε περισσότερο, συμπεραίνοντας ότι ένα αρχικό γεγονός «σαν Δημιουργία» πρέπει να είχε συμβεί. Αυτή είναι η Θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης όπως τη γνωρίζουμε σήμερα, και για αυτό πιστώνεται ο Λεμαίτρ με την ανακάλυψή της. Ο Αϊνστάιν αρχικώς απέρριψε τον Φρίντμαν και μετά (όχι δημόσια) και τον Λεμαίτρ, λέγοντας ότι δεν οδηγούν όλα τα Μαθηματικά σε ορθές θεωρίες. Μετά τη δημοσίευση της αναάλυψης του Χαμπλ, ο Αϊνστάιν έσπευσε να υιοθετήσει δημοσίως τη θεωρία του Λεμαίτρ, βοηθώντας έτσι στην ταχύτερη αναγνώριση της θεωρίας και του αββά (σύμφωνα με το βιβλίο του Simon Singh "Big Bang"). Το ίδιο έτος ο Λεμαίτρ επέστρεψε στο MIT για να υπερασπισθεί τη δεύτερη διδακτορική του διατριβή, που είχε τίτλο The gravitational field in a fluid sphere of uniform invariant density according to the theory of relativity («Το βαρυτικό πεδίο μέσα σε μία ρευστή σφαίρα με σταθερή χρονικά και χωρικά πυκνότητα, σύμφωνα με τη Θεωρία της Σχετικότητας»). Έλαβε το διδακτορικό του και μετά προάχθηκε σε Καθηγητή στο Καθολικό Πανεπιστήμιο του Leuven. Το 1930 ο Eddington δημοσίευσε στις Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ένα μακροσκελές σχόλιο πάνω στο άρθρο του Λεμαίτρ του 1927, όπου το περιέγραφε ως μία «ιδιοφυή λύση» στα εξέχοντα προβλήματα της Κοσμολογίας. Η αρχική εργασία δημοσιεύθηκε σε συντομευμένη αγγλική μετάφραση το 1931, μαζί με μία συνέχεια όπου ο Λεμαίτρ απαντά στο σχόλιο του Eddington. Ο Λεμαίτρ προσκλήθηκε τότε στο Λονδίνο για να συμμετάσχει σε συνάντηση που διοργάνωσε η «Βρετανική Ένωση για την Επιστημονική Πρόοδο» (British Association for the Advancement of Science) πάνω στη σχέση ανάμεσα στο φυσικό Σύμπαν και το πνεύμα. Εκεί πρότεινε ένα διαστελλόμενο Σύμπαν που άρχισε με μια αρχική βαρυτική ανωμαλία, και την ιδέα του «πρωταρχικού ατόμου», την οποία και ανέπτυξε σε μια αναφορά που δημοσιεύθηκε στο Nature. Ο πατήρ Λεμαίτρ περιέγραψε επίσης τη θεωρία του ως το «Κοσμικό Αυγό», που «εξερράγη κατά τη στιγμή της Δημιουργίας». Ο όρος «Big Bang theory» προήλθε από ένα κριτικό σχόλιο του Φρεντ Χόυλ από το ραδιόφωνο. Αυτή η πρόταση συνάντησε σκεπτικισμό στον επιστημονικό κόσμο της εποχής. Ακόμα και ο Eddington βρήκε τον όρο «μη ευχάριστο». Ο Αϊνστάιν τον βρήκε επιπλέον και ύποπτο, καθώς θύμιζε υπερβολικά τη Χριστιανική παράδοση της Δημιουργίας και δεν είχε (ακόμα τότε) τη φυσική και παρατηρησιακή υποστήριξη. Από την άλλη, ο Αϊνστάιν ενεθάρρυνε τον Λεμαίτρ να ερευνήσει τη δυνατότητα μη-ισοτροπικών μοντέλων διαστολής, οπότε είναι ξεκάθαρο ότι δεν απέρριπτε εντελώς την ιδέα. Εκτός αυτού, είχε εκτιμήσει το επιχείρημα του Λεμαίτρ ότι ένα στατικό (Αϊνσταΐνειο) Σύμπαν δεν μπορούσε να διατηρείται επ' άπειρο χρόνο στο παρελθόν. Τον Ιανουάριο 1933, ο Λεμαίτρ και ο Αϊνστάιν, που είχαν ήδη συναντηθεί μερικές φορές (το 1927 και 1932 στις Βρυξέλλες, θα συναντιόνταν και πάλι το 1935 στο Πρίνστον), ταξίδεψαν μαζί στην Καλιφόρνια για μια σειρά σεμιναρίων. Γράφηκε τότε ότι, αφού ο Βέλγος παπάς είχε αναπτύξει τη θεωρία του, ο Αϊνστάιν σηκώθηκε όρθιος, χειροκρότησε και είπε: «Αυτή είναι η ωραιότερη και πιο ικανοποιητική εξήγηση της Δημιουργίας που έχω ακούσει ποτέ» (εφημερίδες της εποχής). Ωστόσο, υπάρχει διαφωνία στο αν ο Αϊνστάιν αναφερόταν στην πραγματικότητα στη θεωρία ως σύνολο ή στην ειδικότερη πρόταση του Λεμαίτρ ότι οι κοσμικές ακτίνες μπορεί να συνιστούν τα υπολείμματα της αρχικής «έκρηξης». Αργότερα, η έρευνα στις κοσμικές ακτίνες από τον Ρόμπερτ Μίλλικαν θα διέψευδε αυτή την μερική πρόταση. Την ίδια χρονιά, ο Λεμαίτρ θα έφθανε στη μεγαλύτερη «κατά κόσμον» δόξα του. Οι εφημερίδες σε όλο τον κόσμο τον αποκαλούσαν διάσημο Βέλγο επιστήμονα και τον περιέγραφαν ως τον ηγέτη της νέας κοσμολογικής Φυσικής. Το 1933 επίσης βρήκε μια σημαντική μη ομοιογενή λύση των πεδιακών εξισώσεων του Αϊνστάιν, που περιγράφει ένα σφαιρικό νέφος σκόνης (βλ. μετρική Lemaitre-Tolman). Στις 17 Μαρτίου 1934 απονεμήθηκε στον Λεμαίτρ το Βραβείο Francqui, η υψηλότερη βελγική επιστημονική διάκριση, από τον βασιλέα του Βελγίου Λεοπόλδο. Τον είχαν προτείνει οι Albert Einstein, Charles de la Vallée-Poussin και Alexandre de Hemptinne. Τα μέλη της διεθνούς κριτικής επιτροπής ήταν οι Eddington, Paul Langevin και Théophile de Donder. Μία άλλη διάκριση της βελγικής κυβερνήσεως για εξαιρετικούς επιστήμονες του απονεμήθηκε το 1950: το δεκαετές βραβείο εφαρμοσμένων επιστημών για την περίοδο 1933-1942. Το 1936 ο αββάς Λεμαίτρ εκλέχθηκε μέλος της Ποντιφικαλείου (Pontifical) Ακαδημίας Επιστημών. Εκεί ανέλαβε δραστήριο ρόλο και έγινε πρόεδρός της τον Μάρτιο 1960, παραμένοντας στο αξίωμα αυτό μέχρι τον θάνατό του. Επίσης, ο Πάπας Ιωάννης ΚΓ΄ του απένειμε τον τίτλο του Monsignor το ίδιο έτος. Το 1941 εκλέχθηκε μέλος της Ακαδημίας Επιστημών και Τεχνών του Βελγίου. Το 1946 δημοσίευσε το βιβλίο του L'Hypothèse de l'Atome Primitif («Η Υπόθεση του Πρωταρχικού Ατόμου»), που μεταφράσθηκε στην ισπανική το ίδιο έτος και στην αγγλική γλώσσα το 1950. Το 1953 ο Λεμαίτρ τμήθηκε με το πρώτο στην ιστορία «Μετάλλιο Έντινγκτον» της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας. Προς τα τέλη της ζωής του, ο Λεμαίτρ αφοσιώθηκε περισσότερο στον αριθμητικό υπολογισμό. Στην πραγματικότητα ήταν ένας αξιόλογος αλγεβριστής και έξοχος στους αριθμητικούς υπολογισμούς. Από το 1930 είχε ήδη χρησιμοποιήσει τις ισχυρότερες υπολογιστικές μηχανές της εποχής, όπως τον Υπολογιστή Mercedes. Το 1958 εισήγαγε στο Πανεπιστήμιό του ένα Burroughs E 101, τον πρώτο ηλεκτρονικό υπολογιστή του ιδρύματος. Ο Λεμαίτρ διατήρησε ένα ισχυρό ενδιαφέρον για την ανάπτυξη των υπολογιστών και, ακόμα περισσότερο, στα προβλήματα της γλώσσας και του προγραμματισμού. Με την πάροδο των ετών, αυτό το ενδιαφέρον αυξήθηκε και σχεδόν τον απορρόφησε εντελώς. Ο Λεμαίτρ απεβίωσε λίγο μετά την ακρόαση της είδησης για την ανακάλυψη της κοσμικής ακτινοβολίας μικροκυμάτων υποβάθρου, που επαλήθευε τις θεωρίες του σχετικά με τη γένεση του Σύμπαντος. Η μετρική Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (βλ. συντεταγμένες Robertson-Walker) Η μετρική Lemaitre-Tolman Ο κρατήρας Λεμαίτρ (Lemaître) της Σελήνης Ο αστεροειδής 1565 Λεμαίτρ (1565 Lemaitre), που ανακαλύφθηκε στη χώρα του (Αστεροσκοπείο Uccle) από τον S.J. Arend, στις 25 Νοεμβρίου 1948Ως ένδειξη του βαθμού αναγνωρισιμότητάς του στην πατρίδα του, αναφέρεται ότι το 2005 ο Λεμαίτρ ψηφίσθηκε 61ος στο φλαμανδικό τηλεοπτικό πρόγραμμα De Grootste Belg (ο «Μέγιστος των Βέλγων») του VRT. Το ίδιο έτος, ψηφίσθηκε 78ος από τους θεατές του βαλλονικού τηλεοπτικού προγράμματος Le plus grand belge (το ίδιο στα γαλλικά) του RTBF. Μεγάλη Έκρηξη Cevasco, George A.: «The Universe and Abbe Lemaitre», Irish Monthly, Vol. 83 (1954), No. 969 A Day Without Yesterday: Georges Lemaitre & the Big Bang, Μαρκ Μίντμπον (αρχειοθετημένο) The Day Without Yesterday: Lemaître, Einstein, and the Birth of Modern Cosmology, Τζον Φάρελ Άρθρο στο περιοδικό Popular Science με τίτλο "Blast of Giant Atom", Δεκέμβριος 1932